第3章 外界因素对船舶操纵的影响资料讲解
大型散货船舶操纵与管理注意事项
船舶驶入浅水水域后，由于船底以下的自由水体体积减小，水流受阻，并逐渐由深水中的三元流转变为二元流，当水深吃水比小于2.5时，即出现明显的浅水效应。它使船首兴波形状发生变化、船体振动加剧、船速下降且加速困难，导致船舶舵力下降舵效变差、旋回性变差、船体下沉、船舶纵倾改变。浅水效应对大型船舶的影响，主要表现在：
取ρa=1.226，ρω=1025，Ca=1.3，Cω=0.95～1.0，则Vy=
大型散装船舶的浅水修正系数Cs参考表2取值：
表2
水深吃水比H/D
1.1
1.5
2.0
Cs
0.5
0.6
0.7
以某18万吨级船舶为例：当船舶空载，H/D=2.0时，在6级风力（10m/s）下，风致漂移速度Vy=0.4m/s。作为船长，如能掌握风致漂移的大致计算，对于掌控船舶靠离泊位和锚泊操纵都是大有裨益的。
内容提要：归纳了大型散货船舶的操纵特性，分析了影响其操纵的外界因素，并对大型散货船舶的操纵进行了探讨，提出了大型散货船舶在操纵中应注意的要点。文章还就该类型船舶的结构特点进行了分析，对相关管理提出了建议。
关键词：大型散货船舶 操纵特性 外界因素影响 富余水深 锚泊操纵 船体结构
1大型散货船舶的操纵特性
（1）当水深吃水比<2.0时，船舶旋回直径将较深水中急剧增大，所以大型船舶在浅水区域操纵，要留有更多的余地。
（2）当水深吃水比<2.0时，船舶冲程将减少约10%以上，同时倒车产生的偏离原航线距离将较深水中显著增大。
（3）由于船体周围的水流由三元流转变为二元流，相对流速增大，导致兴波阻力和摩擦阻力显著增加，主机负荷迅速增大，船速明显下降。
因此，当大型散货船近距离驶过他船，尤其是追越他船时，要充分考虑船吸作用，采取留足安全余量、适当控制船速、合理压舵等措施，并注意以下几点：
3.外界因素对操船的影响
5、弯曲水道水流对操纵的影响 ：
（1）水流特点：
凸岸 慢、浅 回转流
凹岸 水深、流急
凸岸处，水浅、水流慢，转流早，水流从岸边流向航道中央；
凹岸处，水深，水流急，水流压向岸边 。
（2）过弯操纵 ： 通报本船航行动态，避免在弯道处会船，顶流让顺流；过弯前，控制 航速，在未明了弯道的船舶动态时，要等待，一慢，二看，三通过，避 免在弯头交会船。 ①顶流过湾
G W Fw
静止中 转向横风 W Fa G A Fw
静止中
第一节、风对操船的影响
(一)、风致偏转规律 2、船舶前进中受风
方向不定 A Fa W G Fw
正横前来风：空船、慢速、 尾倾、首受风面积大时，多为顺 风偏。反之，满载、快速、尾受 风面积大时，多为逆风偏。
风速越低、航速越快、越近 正横受风，这种倾向就越大。
一、受限水深对操船的影响及富裕水深
1、受限水域对操船的影响： 对船舶操纵明显影响的水深: H/d≤1.5 对船体阻力明显影响的水深: H/d≤2 1）附加质量、附加惯矩增加 ： ①附加质量：航进中船体带动周围水一起运动，相当于在船 体本身质量增加了一部分质量，称附加质量；附加质量 MX≈
0.07~0.10 倍的M ； MY ≈ 0.75~1.0 的M
100m以上，允许误差水深的10%
（3）水位的变化量
当时当地潮高误差 大气压变化引起水位变化，一般气压每升高1hpa 水面下降1cm 水的比重变化，海水到淡水，吃水增加 ； 风向风力变化，引起水位变化（上海港）；
（4）为安全操纵应考虑的因素
①受限水域浅水，侧壁效应等，须保证足够富余水深： ② 不致主机冷却水吸口因吸入泥沙而堵住， UKC必须要有吸入口径1.5~2倍； ③底质不平，岩底0.6m，砂底0.3m 。
第三章 外界因素对操船的影响
w
（四）船舶在后退中
2.风来自正横后
正横后来风，风力作用中心A在船舶重心G后 船舶在后退中，水动力作用中心W在船舶重心G后 风力转船力矩Na和水动力转船力矩Nw方向相反，船舶的偏 转方向取决于Na和Nw的大小
第一节 风对操船的影响
一、概述
风向 风向是指风的来向； 地理坐标圆周表示：罗经点方位或度 舷角表示，俗称“风舷角”，顶风：风舷角为0º ； 横风：风舷角为90º；顺风：风舷角为180º 风速 m/s、kn(节)等
真风与视风
船舶航行时，真风与船舶运
动合成产生视风速和视风向， 也称为“相对风向”和“相 对风速”。 真风与视风之间的关系
吨位： 0.5万吨 1.0万吨 5.0万吨 10.0万吨 20.0万吨 旋回1800约需时间： 3.0min 3.5min 4.5min 5.5min 6.5min
掉头所需水域的长度D
D=旋回最大纵距±旋回掉头中的漂移距离+安全余量 顺流取“+”，顶流取“-”
转向时，顺流时应提前，顶流时应延迟
指水动力FW与首尾面的夹角 与风力角相类似 由于纵向水动力较小，tg趋向于无穷大，所以在900左右
Vw
aw G
Fw
（3）水动力作用中心位置aw/Lpp
(aw:水动力作用中心至船首的距离，Lpp:垂线间长)
随着漂角的增大，水动力作用中心aw自船首0.25L渐次移至 0.75L处
2.流对旋回的影响
流对旋回的影响 旋回轨迹因流压产生漂移 漂移距离估算
第3章 外界因素对船舶操纵的影响
第三章 外界因素对船舶操纵的影响船舶在航行时，可能受到浅水、受限水域、风、流、过往船舶以及本船首、尾波的影响，操船者应对这些影响进行全面正确的评估，以利于船舶安全航行。
第一节 风对操船的影响一、 风动力与风动力转船力矩1． 风力及风力矩的计算公式()θθρ222sin cos 21a a a a a B A C V F +＝－相对风舷角方向的面积投影－，－相对风速－风压力系数）－空气密度（其中：θρy x B A V C m kg a a a a a ,/226.13作用于x,y 轴的风力和对重心的风力距为：A a a a a a a x Y N F Y F X ⋅⋅⋅＝＝＝ααsin cos2． 风力系数的表达方式及其特点风力系数C a 由船模风洞试验求得，当船模一定时，C a表示为：()θθρ222sin cos 2a a a a aa B A V F C +＝风速一定时，船模在风洞中在不同的风舷角下测得其受力F a ，然后用上式计算出C a 的大小，进而得到C a 与风舷角之间的函数关系。
其有下列几种表达方式。
1） 列表法将C a 与风舷角之间的对应关系列成表格的方式来表示，如某船的风洞试验结果如下：2） 曲线法将上表数据标绘成曲线，即得风力系数曲线图，见教材P 68。
3） 近似估算法当精度要求不太高的情况下，可按照下列近似公式计算：θθθθθθθθθ6cos 133.04cos 367.02cos 142.0142.16cos 117.04cos 25.02cos 083.0200.16cos 175.04cos 35.02cos 05.0325.1---------＝对于客船：＝对于油轮：＝对于一般货船：a a a C C C 4）风力系数的特点a. 当θ＝0或180时，C a 最小b. 当θ＝30－40或140－160时, C a 最大c. 船型不同，C a 曲线分布也不相同。
3． 风力作用中心一般用无因次量a/L 表示，其大小也是风舷角的函数：()θf La = 1） 曲线法见P682） 近似估算法θ0023.0291.0-=La风力作用中心的特点a. a/L 基本是风舷角的线性函数b. 侧面积在纵向分布决定了风力作用中心的位置。
第三章外界因素对操船的影响
2. 流对旋回的影响
1. 停船时的漂移速度 停船时，受风漂移，其漂移速度由风压力Ya和 水动力Yw达到相等来决定：
Ya 1 2 a BaCay (Va Vy )
有估算式：
2
Yw 1 2 w LdC V
2 wy y
a Cay Ba Ba Vy Va 0.041 Va w Cwy Ld Ld Va为风速（m/s）； L为船舶水线面长度（m）； d船舶实际平均吃水（m）； Ba船体水线以上侧面积（m2）。
Na＝Fasin(lG－a) ＝Fasin(L/2－a)
式中，lG为船舶重心至船首的距离。
在船舶靠泊中，当船首或船尾处于一端用系 缆固定于泊位时，估算船舶所受的风力转船 力矩则应根据船舶实际受约束状态进行计算。 Na＝Fasina （船首固定时） Na＝Fasin(L－a) （船尾固定时）
当由00~1800变化时，a/Lpp在都在0.3~0.8范围之间。 当=900左右即船舶正横风时，a0.5Lpp，即风压力中心在船 中附近，当<900即从正横前来风时，a在中心之前；当>900 时，a中心之后 平吃水时，受风面积中心大多位于船中之后，则其风压力中 心大多比较靠后；船舶压载状态尾倾较大时，受风面积中心 可能位于船中之前，则其风压力中心比较靠前。
图3－21 斜顶流靠泊时的速度合成
二、流对舵效和旋回的影响
1. 流对舵力、舵效的影响 舵力及其转船力矩与舵对水的相对速度的平方 成正比，不论顶流还是顺流，只要对相对速度 相等、舵角和桨转速等条件相同，舵力及力矩 就相同，但顶流舵效好，其原因是，顶流时可 在较短的距离上使船首转过较大的角度，且易 把定，操纵为灵活。 注意：重载船在强流中，由于流压力矩的作用， 船舶迎流转向时，舵效反而变差.
船舶操纵知识点归纳
{（1）定常旋回阶段第一章船舶操纵性基础1、定义：保向、改向、变速。
2、船舶操纵性能：①变速性能：（1）停船性能（2）启动性能（3）倒车性能②旋回性能③保向性能④航向稳定性能3、一些主要概念：①转心：转轴与船舶首位线交点（垂足）通常位于船首之后1/3L （船长）它的位置稍有移动②通常作用在船上的力及力矩：水动力、风动力、舷力、推力③漂角：船舶运动速度与船首位线的夹角4、①水动力及其力矩：水给予船舶的运动方向相反的力②特点：船前进时，水动力中心在船中前船后退时，水动力中心在船中后③附加质量：惯性质量及惯性矩大型船舶纵向附加质量≈0.07m （m 为船的质量）附加惯性矩≈1.0Iz （Iz 为船的惯性矩）④水动力角：水动力方向与船首位线的夹角它是漂角的函数，随它漂角的增大而增大⑤水动力中心大概位置:前进平吃水：漂角为0时，中心在船首之后1/4L （船速越低，越靠近船中，前进速度为0时，在船中）后退平吃水：漂角为0时，中心距船中1/4L⑥水动力距：与力矩系数水线下面积、船体形状有关力矩系数是漂角的函数5、船体阻力摩擦阻力→主要阻力占70%—90%速度越大，其值越大（与V 2成正比）兴波阻力（低速时：与V 2成正比；船高速时：急剧增大）涡流阻力空气阻力：约占2%附体阻力6、船舶的变速性能①停船性能（冲程）：与惯性有关②冲程：往往是对水移动的距离（对水移动速度为0）③一般万吨船：倒车停船距离为6—8L倒车冲程：5万：8~10L 10万吨:10~13L 15—20万吨：13~16L④当船速降到60%~70%时，转速降到25%~35%倒车⑤换向时间：从前进三到后退三所需时间汽轮机：120s~180s 内燃机：90s~120s 蒸汽机：60s~90s7、船舶的旋回性：转船阶段①旋回圈：过渡阶段—变速旋回阶段{剩余阻力：附加阻力：{②旋回初径：操舵后航向转过180°时，重心移动的横向距离一般为3~6L③旋回直径：船定常旋回时，重心轨迹圆的直径通常为旋回初径的0.9~1.2倍④进距：开始操舵到航向转过任一角度，重心移动的纵向距离通常为旋回初径的0.6~1.2倍⑤横距：指操舵让航向转过任一角度，垂心所走的横向距离约为旋回初径的1/2倍⑥制距：操舵开始时的重心位置到定常旋回率重心的纵向距离1~2L（2）船舶旋回运动是舷力的横向分量、水动力横向分量共同作用的结果（3）船舶旋回运动中的性能：降速车旋回的初始阶段：内倾；定常旋回：外倾旋回时间：旋回360°所需的时间；万吨级船旋回时间约为：6min（4）影响旋回特性的因素：①方形系数大旋回性好旋回圈小②船首水线下面积多旋回性好旋回圈小③船尾有钝材或船首瘦削旋回性差旋回圈大④舵面积大旋回性好旋回圈小⑤吃水增大横距、旋回初径增大，反移量减小⑥横倾，影响较小：低速时，向底舷一侧旋回旋回性好高速时，向高舷一侧旋回旋回性好船速低于某一值时，旋回圈加大⑦浅水：水变浅阻力加大转船舵力作用小旋回圈大旋回性变差⑧旋回圈在实际操船中的应用：反移量（kick ）：向操舵相反一舷移动的距离0.1~0.2L （10%~25%L ）9、操纵指数：k r r T =+.（T ：追随性指数.r :r 的导数角速度<r>的加速度k:旋回性指数）阻尼力矩惯性力矩=T （T 大，惯性大，实际操舵中T 越小越好）阻尼力矩转舵力矩=k （k 大，转舵效应好，实际操舵k 越大越好）无因次的k’、T’)(')('v L T T v L k k ==（k/T 表示舵效）{{第二节航向稳定性及保向性1、船向稳定性定义：船受外力干扰，干扰消失后，不用舵的前提下，船能自动恢复直线运动①恢复到原航向平行的航向航向稳定性（方向稳定性）稳定性②彻底恢复到原航行完全相同的航向上③直线稳定航向稳定性：方形系数低，长/宽高的船航向稳定性好瘦船稳定性好船首侧面积大航行稳定性差（例如：球鼻首bulous）2、保向性概念：船首线运动受外力干扰通过用船纠正使其恢复到原航向与航迹上继续做直线运动一般来说：航向稳定性好的船保向性好3、影响保向性因素瘦船好浅吃水差船尾肥大（有钝材）好干舷高差尾倾较首倾好轻载比满载保向性好（如有风，另当别论）船速高好水深浅好逆风逆流好第三节变速性能补充1、启动性能：静止定常运动定常速度v、所需距离与排水量成正比，与v2成反比，与阻力成正比经验：满载启动距离20L轻载为满载的1/2~2/32、减速性能：停车冲程：对水速度为0通常对水移动能维持舵效的最低速度，即认为停船万吨级船2节、超大船3节，即认为停船一般货船停船冲程8~20L、超大船停船冲程20L3、制动性能：前进三后退三变螺距船CPP是FPP船紧急停船距离的60%~80%总结：排水量大停船距离大船速大停船距离大污底严重停船距离小主机功率大停船距离小顺流顺风停船距离大第四节船舶操纵性试验1、旋回试验：在直航情况下，左35°或右35°，使船旋回旋回试验的目的:测定旋回圈，评价船舶旋回性2、冲程试验冲程条件：风流小水深≥3Bd 采用投掷法测定倒车使船停下（这种试验）要求船首改变90°3、螺旋试验、逆螺旋试验该试验目的，判断船舶航向稳定性好坏逆螺旋试验：求取船舶达某一回旋角速度所需舵角4、Z 性试验该试验主要评价船舶首摇抑制性，也可测定旋回性，追随性，航向稳定性获得操纵性指数第五节IMO 要求1、①对旋回性：进距＜4.5L 旋回初径＜5L操10°舵角航向改变10°时的进距＜2.5L②对停船性：全速倒车停船距离＜15L超大船倒车停船距离＜20L③对于首摇抑制性、保向性3、Z 型试验结果：左右10°舷角第一超越角：a 、当L/v ＜10s 时：＜10°b 、当L/v ＞30s 时：＜20°c 、当10s ＜L/v ＜30s 时：[5+21（L/v ）]°第二超越角：a 、当L/v ＜10s 时：＜25°b 、当L/v ＞30s 时：＜40°c 、当10s ＜L/v ＜30s 时：＜[17.5+0.75（L/v ）]°第三章车、舵、锚、缆、拖船第一节螺旋桨（propeller ）1、关于阻力的补充摩擦阻力占到70%~80%，它与大约船速1.852的次方成正比2、吸入流与排出流①进入螺旋桨的流吸入流：范围广、流速慢、流线平行②螺旋桨排出的流排出流：范围小、流速快、水流旋转3、推力有船速关系（还与滑失有关）推力：排出流对船的反作用力船速一定，螺旋桨转速高推力大螺旋桨转速一定，船速高推力小4、滑失：螺旋桨对水实际速度与理论上能前进速度之差理论速度滑失滑失比=螺旋桨推力主要取决于其转速及滑失比。
第3章 外界因素对船舶操纵的影响资料讲解
第3章外界因素对船舶操纵的影响第三章 外界因素对船舶操纵的影响船舶在航行时，可能受到浅水、受限水域、风、流、过往船舶以及本船首、尾波的影响，操船者应对这些影响进行全面正确的评估，以利于船舶安全航行。
第一节 风对操船的影响一、 风动力与风动力转船力矩1． 风力及风力矩的计算公式()θθρ222sin cos 21a a a a a B A C V F +＝－相对风舷角方向的面积投影－，－相对风速－风压力系数）－空气密度（其中：θρy x B A V C m kg a a a a a ,/226.13作用于x,y 轴的风力和对重心的风力距为：Aa a a a a a x Y N F Y F X ⋅⋅⋅＝＝＝ααsin cos2． 风力系数的表达方式及其特点风力系数C a 由船模风洞试验求得，当船模一定时，C a 表示为：()θθρ222sin cos 21a a a a aa B A V F C +＝风速一定时，船模在风洞中在不同的风舷角下测得其受力F a ，然后用上式计算出C a 的大小，进而得到C a 与风舷角之间的函数关系。
其有下列几种表达方式。
1） 列表法将C a 与风舷角之间的对应关系列成表格的方式来表示，如某船的风洞试验结果如下：2） 曲线法将上表数据标绘成曲线，即得风力系数曲线图，见教材P 68。
3） 近似估算法当精度要求不太高的情况下，可按照下列近似公式计算：θθθθθθθθθ6cos 133.04cos 367.02cos 142.0142.16cos 117.04cos 25.02cos 083.0200.16cos 175.04cos 35.02cos 05.0325.1---------＝对于客船：＝对于油轮：＝对于一般货船：a a a C C C 4）风力系数的特点a. 当θ＝0或180时，C a 最小b. 当θ＝30－40或140－160时, C a 最大c. 船型不同，C a 曲线分布也不相同。
18风对船舶操纵的影响
在浅水处流压力横向分力系数明显增大,因此在浅水操船时应充分考虑到斜流对船舶产生偏转的作用.
流对操船的影响主要有 :
A 流对船速和冲程的影响:船在均匀的水流中的航行时,顺流航行的对地速度比顶流航行时的实际对地速度大两倍流速,因此,顶流 对地冲程减少,顺流对地冲程增加.
B 水流对舵力和舵效的影响:舵力及其转船力矩与舵力对水速度的平方成正比,而舵力对水相对速度又与船舶对水相对速度成正比.
船上见习记录簿附页
职能：航行（管理级）
训练内容顺序号：1.19
外界因素对船舶操纵的影响
风对船舶操纵的影响：
在一定运动状态下的船舶，由于其水线以上存在一定的受风面积从而受到空气动力作用产生一个外力，该力称作风动压力。
风动压力的大小与风速、风舷角、受风面积等有关。风动压力的大小一般可用以下公式估算：
Fa=ρ a*Ca*Va2*(Aa*cos2θ +Ba*sin2θ )/2
不论顶流还是顺流,只要对水速度相等、舵角和螺旋桨转速相等条件相同时，顺流和顶流时舵力相等，其舵力转舵力矩也相等。但 顶流时舵效比顺流好，这是由于顶流时使用同样舵角能在较短的距离内使船首转过较大的角度。
C 流压对船舶漂移的影响：船首首尾线与流向有一交角时，流速与静水船速的合成速度将使船舶向水流来向相反的一侧运动，
流压力的作用点的位置受相对流向角、船体水线以下侧面积形状及分布情况所影响，一般情况是：当漂角在 20 度到 160 度范 围内，流压力作用点在 0.25 到 0.75 船长之间，流压力中心至船首的距离随漂角的增大而增大，当漂角小于 90 度时流压力作用点在
重心之前，大于 90 度在重心之后。
流压力的转船力矩是一重心为支点,当流压力作用点与重心不一致时,流压力围绕重心所产生的流压力转船力矩可用公式估算 :
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第3章外界因素对船舶操纵的影响第三章 外界因素对船舶操纵的影响船舶在航行时，可能受到浅水、受限水域、风、流、过往船舶以及本船首、尾波的影响，操船者应对这些影响进行全面正确的评估，以利于船舶安全航行。
第一节 风对操船的影响一、 风动力与风动力转船力矩1． 风力及风力矩的计算公式()θθρ222sin cos 21a a a a a B A C V F +＝－相对风舷角方向的面积投影－，－相对风速－风压力系数）－空气密度（其中：θρy x B A V C m kg a a a a a ,/226.13作用于x,y 轴的风力和对重心的风力距为：Aa a a a a a x Y N F Y F X ⋅⋅⋅＝＝＝ααsin cos2． 风力系数的表达方式及其特点风力系数C a 由船模风洞试验求得，当船模一定时，C a 表示为：()θθρ222sin cos 21a a a a aa B A V F C +＝风速一定时，船模在风洞中在不同的风舷角下测得其受力F a ，然后用上式计算出C a 的大小，进而得到C a 与风舷角之间的函数关系。
其有下列几种表达方式。
1） 列表法将C a 与风舷角之间的对应关系列成表格的方式来表示，如某船的风洞试验结果如下：2） 曲线法将上表数据标绘成曲线，即得风力系数曲线图，见教材P 68。
3） 近似估算法当精度要求不太高的情况下，可按照下列近似公式计算：θθθθθθθθθ6cos 133.04cos 367.02cos 142.0142.16cos 117.04cos 25.02cos 083.0200.16cos 175.04cos 35.02cos 05.0325.1---------＝对于客船：＝对于油轮：＝对于一般货船：a a a C C C 4）风力系数的特点a. 当θ＝0或180时，C a 最小b. 当θ＝30－40或140－160时, C a 最大c. 船型不同，C a 曲线分布也不相同。
3． 风力作用中心一般用无因次量a/L 表示，其大小也是风舷角的函数：()θf La = 1）曲线法见P682） 近似估算法 θ0023.0291.0-=La风力作用中心的特点a. a/L 基本是风舷角的线性函数b. 侧面积在纵向分布决定了风力作用中心的位置。
4．风力角与风舷角的关系风力角一般用α表示，其大小也是风舷角的函数：()θαf =1） 曲线法见P682） 近似估算法9090180.090115.013⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=）（）（θθα3） 风力角的特点a. 风舷角越大，风力角也越大；b. 除风舷角θ＝0和180之外，风力角α均大于风舷角θ。
5. 风力系数及风力矩系数的其它表达方式将风力F a 分解为X a 和Y a ，力矩为N a ，则得到三个系数：L B V X C B V Y C A V X C a a a a aN a a a a ay a a a aax 222212121ρρρ=== 6．船舶受风面积的估算一般情况下，船舶正面和侧面受风面积应从船舶资料中查找。
如果船舶资料不全或无资料可查，在精度要求不高的情况下，可通过近似计算求得：A a ＝C 1B 2B a ＝C 2L 2C 1, C 2与船型有关，见P67二、 水动力与水动力转船力矩水动力是由于船舶对水有相对运动而产生的水对船舶的作用力，其大小与船速、漂角等因素有关。
与风力的表达方式相似，水动力可由下式表示：1． 水动力及水动力距的计算公式LdC V F W W W 221ρ= 作用于x, y 轴的水动力和对重心的水动力距为：ww w w w w w x Y N F Y F X ⋅⋅⋅＝＝＝γγsin cos 2． 水动力系数的数学表达方式Ld C V F C W W w W 221ρ=水动力系数C w 由船模循环水槽试验求得，当船型一定时，C w 表示为：相对流速一定时，船模在循环水槽中在不同的漂角下测得其受力F w ，然后用上式计算出C w 的大小，进而得到C w 与漂角之间的函数关系。
其有下列几种表达方式。
1） 列表法将C w 与漂角之间的对应关系列成表格的方式来表示，如某船的循环水槽的深水试验结果如下：2） 曲线法 将上表数据标绘成曲线，即得水动力系数曲线图，见教材P623． 水动力作用中心与漂角之间的关系)(βf La w = 水动力作用中心一般用无因次量a w /L 表示，其大小也是漂角的函数：1）曲线表示法见P63 2） 水动力作用中心的特点① a w /L 随着漂角的增大而增大；② 一般a w /L 值为0/25-0.75之间；③ 尾倾越大，a w /L 值越大。
4． 水动力角与漂角之间的关系水动力角一般用γ表示，其大小也是漂角的函数：)(βγf = 由于船体水下侧面积形状沿x 轴方向变化不大，因此，γ较集中在90度附近。
5． 水动力系数及水动力距系数的其它表达方式将风力F w 分解为X w 和Y w ，力矩为N w ，则得到三个系数：d L V X C Ld V Y C Ld V X C W W WN W W Wy W WWx 2222212121ρρρ===三、 风致偏转和漂移的规律1． 风中偏转分析方法 分析船舶风中偏转规律必须知道以下条件：船舶本身条件：上层建筑形状、面积、船舶运动状态（系泊、锚泊或航行）、水下侧面积形状等。
外界条件：风向、风速、相对流速、相对流向、水深等。
综合上述条件，我们可以得出转船合外力距的大小及其方向，进而可以判断船舶的偏转方向。
1）重心、风力作用中心和水动力作用中心的确定重心、风力作用中心和水动力作用中心三者的位置决定了合外力距的方向，进而决定了船舶的偏转方向，因此，我们首先必须知道三者之间的关系。
船舶重心G: 一般在船中稍后。
风力作用中心A：正横前来风，在G之前；正横来风，在G附近；正横后来风，在G之后。
水动力作用中心W：船舶前进时，在G之前；船舶横移时，在G附近；船舶后退时，在G之后。
2）合外力距的方向确定根据N a和N w的代数和来确定。
2．船舶静止中受风偏转规律1）正横前来风（θ<90）静止中的船舶在风力F a的作用下，使船舶以一定的船速V，某一漂角β向下风运动，进而产生水动力F w。
这时，A在G之前，W在G之后，合外力矩为N a＋Nw，在其作用下，产生旋转角角速度，使船首向下风旋转。
随着船舶的转动，A点和W点都向G点靠拢，当船舶转为横风附近时，A点、W点、和G点重合，合外力距N a＋Nw＝0。
当F a＝F w时，船舶将以正横附近受风匀速向下风漂移。
2）正横后来风（θ>90）静止中的船舶在风力F a的作用下，使船舶以一定的船速V，某一漂角β向下风运动，进而产生水动力F w。
这时，A在G之后，W在G之前，合外力矩为N a＋Nw，在其作用下，产生旋转角角速度，使船尾向下风旋转。
随着船舶的转动，A点和W点都向G点靠拢，当船舶转为横风附近时，A点、W点、和G点重合，合外力距N a＋Nw＝0。
当F a＝F w时，船舶将以正横附近受风匀速向下风漂移。
3）偏转规律结论船舶静止中受风时，无论是正横前来风还是正衡后来风，船舶都将转向正横附近受风，最终将匀速向下风飘移。
4） 静止中受风船舶向下风漂移速度根据上述结论，船舶受横风匀速向下风漂移时，其运动方程为：()()a a w a w a a w w a a a w w a a a a w a V LdB C C V LdC B C Ld C B C V Y Y r v m m ⋅====-=++041.0,4.1/900012.0/2121022＝则时，，在＝设＝经过整理得：＝则：γβθρρρργγρρμ经验数据：超大型船舶空载时Ba/Ld=1.8,Vy=1/20Va ；满载时Ba/Ld=0.8,Vy=1/30Va;3． 船舶前进中受风偏转规律1） 正横前来风（θ<90）与静止中受风不同，船舶有前进速度μ，在风力F a 的作用下，使船舶以一定船速V ，某一漂角β向下风运动，进而产生水动力F w 。
这时，A 和W 都在G之前，其合外力距为N w －N a ，船舶的旋转角加速度方向根据合外力距的符号决定：当N w >N a 时，船首向受风偏转（逆风偏转）当N w <N a 时，船首向下风偏转（顺风偏转）。
随着船舶的转动，A 点和W 点两点逐渐靠拢，当两点重合，且合外力距N a ＋N w ＝0时，船舶将以某一风舷角、某一漂角和一定船速作匀速斜航运动。
水动力距N w 与漂角、吃水、风速等因素有关，而漂角为：μβvtg 1-=船舶受风时，纵向速度μ和横向速度ν又与风力有关，因此，前进中的船舶正横前来风时，船舶的偏转方向取决于风速，风舷角、船速和船舶装载状态等因素。
根据经验：空载、慢速、尾倾、船首受风面积大时，船首多数为顺风偏转；反之，满载、快速、首倾、船尾受风面积大时，船首多数为逆风偏转，或称为“首找风”或“首迎风”。
2）正横后来风（θ>90）船舶有前进速度μ，在风力F a 的作用下，使船舶以一定船速V ，某一漂角β向下风运动，进而产生水动力F w。
这时，A在G之后，W 在G之前，其合外力距为N w＋N a，在其作用下，产生的旋转角加速度，使船首向上风偏转。
3）偏转规律结论正横前来风：空载、慢速、尾倾、船首受风面积大时，船首多数为顺风偏转；反之，满载、快速、首倾、船尾受风面积大时，船首多数为逆风偏转，或称为“首找风”或“首迎风”。
正横后来风船首向上风偏转。
4．船舶后退中受风偏转规律1）正横前来风分析2）正横后来风分析3）偏转规律结论四、强风中操船的保向界限简介1．航行中的风压差角船舶航行中，若风舷角θ不为0或180，则在风力的作用下，船舶做下风漂移和旋转运动，其运动方程为：δβδβδβN N N r J I Y Y Y vr um m T X Y X vr um m a z z a y a x ++=+++=+++++=-+ )())(())((假定操舵可以使船舶在风中保持航向，在合外力和合外力距为0时，船舶只有匀速平移运动，而没有旋转运动，即r=0, u=常量，v ＝常量。
根据经验公式：V e LdB u a 14.0097.0-⋅＝γ 由此可见，在风速一定的情况下，船速u 越大，船舶向下风横向漂移速度越小，反之，船速u 越小，船舶向下风横向漂移速度越大，则，船舶风中航行时的风压差角为： μβv tg1-=2． 船舶风中航行保向界限由上图可见，合外力距为：βαδN N N N ＋－＝在一定的风速和风舷角的情况下，船舶水动力距和舵产生的力矩能够克服风产生的力矩。
随着风力的增大，风力距也增大，需要增大舵角来增加舵力矩，水动力距与船速的大小有关。