6船舶旋回运动-6解析
6船舶旋回运动-6
（3）在两船相遇中，由于两船距离很近，若两船同 时操舵避让，两船可能突然靠拢而发生碰撞，这正是 两船同时产生反横距的结果。（另外还有船吸作用） （4）在横移驶靠码头（或他船）时，在靠离泊作业 及避碰时，应充分利用kick。 （5）内河船在狭窄航道中回转时，反横距也是一个 重要参数。
4．旋回初径（tactical diameter） DT
P 在重心之前，靠近船首，所以船首处
横向分速小，船尾处横向分速大，从而出现“首动一
尺，尾动一丈”的现象。
船舶后退中回转时，转心 P 在重心 G 之后；
内河中船舶上水（下水）时：船首顺流转向，转
心位置后移甚至于在重心之后；船首逆流转向，转心
位置前移甚至于在首柱之前。
绕 GZ 轴的惯性矩为：
M jz
d J m (1 k3 ) dt
3．船舶非定常回转运动时的运动方程
根据达朗贝尔定理，即：
Fx F jx 0
Fy F jy 0
将以上各式代入并整理得：
T PN sin R1 cos R2 sin dV d V2 w (1 k1 ) cos w (1 k1 )V sin w (1 k 2 ) sin dt dt R
（3）船首有朝操舵一侧偏转的趋势，
∵
（4）船舶朝操舵一侧横倾（内倾）， ∵舵力位置较船舶重心位置低。
MP d ，即回转角加速度为正。 dt J m (1 k 3 )
2．变化阶段（过渡阶段、渐变阶段）：
回转运动时起——定常旋回时止
运动参数：∵船舶初始漂角很小,所以 ∴ cos 1 , sin 0 。 运动方程简化为：
Fx T Px Rx T PN sin R1 cos R2 sin
船舶操纵试题六(含答案)
试题六1. 直航船操一定舵角后，其过渡阶段的：A. 横移速度为常量，横移加速度为常量B. 横移速度为常量，横移加速度为变量C. 横移速度为变量，横移加速度为变量D. 横移速度为变量，横移加速度为常量2. 船舶旋回过程中，转心位置：A. 在转舵阶段和过渡阶段不变，在定常旋回阶段不变B. 在转舵阶段和过渡阶段变化，在定常旋回阶段变化C. 在转舵阶段和过渡阶段变化，在定常旋回阶段不变D. 在转舵阶段和过渡阶段不变，在定常旋回阶段变化3. 船舶旋回运动中，漂角越大：A. 速降系数越小，速度下降越小，转心前移B. 速降系数越小，速度下降越大，转心前移C. 速降系数越大，速度下降越大，转心前移D. 速降系数越小，速度下降越大，转心后移4. 航向稳定性好的船舶在:A. 改向时应舵较快，旋回中操正舵能较快地恢复直线运动B. 改向时应舵较快，旋回中操正舵能较慢地恢复直线运动C. 改向时应舵较慢，旋回中操正舵能较快地恢复直线运动D. 改向时应舵较慢，旋回中操正舵能较慢地恢复直线运动5. 船舶航向稳定性与船体水下侧面积形状分布和纵倾情况有关:A. 船尾钝材、尾倾越大，航向稳定性越好B. 船首钝材、尾倾越大，航向稳定性越好C. 船首钝材、首倾越大，航向稳定性越好D. 船尾钝材、首倾越大，航向稳定性越好6. 船舶在大风浪中航行，甲板上浪：A.将会影响船舶稳定性，需适当加速航行B.将不会影响船舶稳定性，需适当加速航行C.将会影响船舶稳定性，需适当减速航行D. 将不会影响船舶稳定性，需适当减速航行7. 船舶由静止状态进车，达到相应稳定航速的时间:A. 与船舶排水量成正比，与达到相应稳定航速时的螺旋浆推力成正比B. 与船舶排水量成反比，与达到相应稳定航速时的螺旋浆推力成正比C. 与船舶排水量成正比，与达到相应稳定航速时的螺旋浆推力成反比D. 与船舶排水量成反比，与达到相应稳定航速时的螺旋浆推力成反比8. 匀速前进中的船舶主机停车后，其速度随时间变化的情况为：A. 呈线性变化，逐渐降速为零B. 呈线性变化，逐渐降速为定常值C. 呈非线性变化，开始降速较快，而后下降率变低，逐渐降速为零D. 呈非线性变化，开始降速较慢，而后下降率加快，逐渐降速为零9. 船舶旋回性指数K的物理意义是:A. 操舵后，单位舵角作用下产生的最大定常旋回角速度的大小B. 操舵后，单位舵角作用下产生的最大旋回角速度的大小C. 操舵后，单位舵角作用下产生的最小旋回角速度的大小D. 操舵后，单位舵角作用下产生的0.63倍最终旋回角速度的大小10. 同一艘货船，在航速和舵角不变的条件下，其操纵性指数随吃水增加的变化情况为：A. K′减小，T′增大B. K′增大，T′增大C. K′减小，T′减小D. K′增大，T′减小11. 船舶改向时的新航向距离:A. 与舵角到位所需时间和舵角有关，与船速成正比B. 与舵角到位所需时间和舵角有关，与船速成反比C. 与舵角到位所需时间和舵角无关，与船速成反比D. 与舵角到位所需时间和舵角无关，与船速成正比12. 船舶在旋回中降速：A. 主要是大舵角的舵阻力造成的，可降速1/2B. 主要是斜航中船体阻力激增所致，可降速1/4～1/2C. 主要是推进器效率降低所致，可降速1/5D. 即使使用满舵也只降低10%左右13. 直航低速前进中的船舶，当存在横倾时:A. 在首波峰压力转矩的作用下，船首易向低舷一侧偏转B. 在阻力和推力转矩的作用下，船首易向低舷一侧偏转C. 在阻力和推力转矩的作用下，船首易向高舷一侧偏转D. 在首波峰压力转矩的作用下，船首易向高舷一侧偏转14. 为了留有一定的储备，主机的海上转数通常定为额定转数的:A. 89～92％B. 92～93％C. 94～95％D. 96～97％15. 单车船静止中倒车，螺旋桨产生的横向力的大小排列顺序为:A. 伴流横向力＞沉深横向力＞排出流横向力B. 沉深横向力＞伴流横向力＞排出流横向力C. 排出流横向力＞沉深横向力＞伴流横向力D. 伴流横向力＞排出流横向力＞沉深横向力16. 舵速是指:A. 舵相对于水的相对运动速度在舵翼前后方向上的分量B. 舵相对于水的相对运动速度在舵翼垂直方向上的分量C. 舵相对于水的相对运动速度在船舶首尾方向上的分量D. 舵相对于水的相对运动速度在船舶横向方向上的分量17. 航行中的船舶，提高舵力转船力矩的措施包括：A. 增大舵角、提高舵速和增大舵面积B. 增大舵角和增大舵面积C. 提高舵速和增大舵面积D. 增大舵角和提高舵速18. 舵效与舵角有关，一般舵角为______时，舵效最好。
船舶的旋回性能船舶操纵
3．第三阶段——定常旋回阶段
当漂角增加到一定值时，作用于 船体所受合力矩为零，进入定常旋回运 动。空船约在转首60°左右，满载约在 100 ° ~ 120 °左右进入定常旋回阶段。
• 特征：
• 船舶以固定漂角作匀速圆周运动
• 船舶处于相对稳定的外倾
二、旋回圈的大小及其要素
概念： 定速直航(一般为全速)的船舶操一定舵 角(一般为满舵)后，其重心所描绘的轨迹叫做 旋回圈(turning circle)。
船舶的追随性指数(turning lag index)，单位为
s；K称之为船舶的旋回性指数(turning ability
index)，单位为1／s。
二、船舶操纵性指数及其意义
1．K表示船舶旋回性的优劣
又称旋回性指数。K值大，则操舵后的转向角加 速度初始值、定常转向角速度值均较高，易于有较大 的转向角。
三、影响旋回圈大小的因素
1．方形系数Cb(block coefficient)
方形系数较低的瘦形高速船(Cb≈0．6)较方形系数较高的 肥形船(Cb ≈0．8)的旋回性能差得多，即船舶的方形系数越大， 船舶的旋回性越好，旋回圈越小。
2．船体水线下侧面积形状及分布
就整体而言，船首部分分布面积较大如有球鼻首者 或船尾比较瘦削的船舶，旋回中的阻尼力短小，旋回性 较好，旋回圈较小，但航向稳定性较差；而船尾部分分 布面积较大者如船尾有钝材或船首比较削进 (cut up) 的船舶，旋回中的阻尼力矩比较大，旋回性较差，旋回 圈较大，但航向稳定性较好
在3°～15°之间。
2) 转心(pivoting point)及其位置
旋回中的船舶可视为一方面船舶以一定的速度前进， 同时绕通过某一点的竖轴而旋转的运动的叠加，这一点就是 转心，通常以P代表之。船舶操舵旋回时，在旋回的初始阶 段，转心约在重心稍前处，以后随船舶旋回不断加快，转心 随着旋回中的漂角的增大而逐渐向船首方向移动；当船舶进 入定常旋回阶段即船舶旋回中的漂角保持不变时，转心P逐 渐稳定于某一点，对于不同船舶，该点的位置大约在离船首 柱后1／3～1／5船长处；船处于后退中，转心位置则在船尾 附近。
船舶操纵旋回性
又称心矩,指操舵开始重心至旋回曲率中心纵距. 又称心矩,指操舵开始重心至旋回曲率中心纵距.
船舶旋回性
二,旋回圈及其要素 6,反移量(kick) ,反移量( ) 即偏距, 即偏距 , 当航向转过一个罗经点时达最大 . 约
为船长的1%左右 而船尾可达船长的1/10~1/5. 左右, 为船长的 左右,而船尾可达船长的 . 7,漂角β(drift angle) ,漂角 ( )
船舶旋回性
一,船舶旋回运动的过程
1.第一阶段 .第一阶段——转舵阶段 转舵阶段 出现降速和漂角但量都很小;旋回角速度不大, 出现降速和漂角但量都很小;旋回角速度不大,但旋 回角加速度最大.重心向操舵相反方向少量横移 少量横移, 回角加速度最大.重心向操舵相反方向少量横移,同时因 舵力位置比重心位置低而出现少量内倾 少量内倾. 舵力位置比重心位置低而出现少量内倾. 2.第二阶段 .第二阶段——过渡阶段 过渡阶段 船舶的旋回角速度,横移速度和漂角均逐步增大. 船舶的旋回角速度,横移速度和漂角均逐步增大.降 速明显(斜航阻力增加) 由反向横移变成向操舵一侧正 速明显(斜航阻力增加);由反向横移变成向操舵一侧正 向横移;船舶由内倾变为外倾逐渐增大;船舶加速旋回 内倾变为外倾逐渐增大 加速旋回. 向横移;船舶由内倾变为外倾逐渐增大;船舶加速旋回. 3.第三阶段——定常旋回阶段 .第三阶段 定常旋回阶段 当漂角增加到一定值时,作用于船体所受合力矩为零, 当漂角增加到一定值时,作用于船体所受合力矩为零, 进入定常旋回运动.空船约在转首60°左右, 进入定常旋回运动.空船约在转首 °左右,满载约在 100 ° ~ 120 °左右进入定常旋回阶段. 左右进入定常旋回阶段.
船舶旋回性
二,旋回圈及其要素
Tr G DT G G
大学航海学考试(习题卷25)
大学航海学考试(习题卷25)第1部分：单项选择题，共98题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]北半球台风危险半园的特点和避航法是：A)右半园，风向右转，右首受风驶离B)右半园，风向右转，左尾受风驶离C)左半园，风向左转，右尾受风驶离D)左半园，风向左转，左首受风驶离答案:A解析:2.[单选题]利用__________说明时间比较直观。
A)赤道面平面图B)子午面投影图C)子午面天球图D)真地平平面图答案:A解析:3.[单选题]在周日视运动中，春分点连续两次在某地___所经历的时间 间隔称为 1 恒星日。
A)上中天B)下中天C)视出D)视没答案:A解析:4.[单选题]为减小雷达测距误差,下述说法错误的是( )。
A)适当调节各控钮,使回波清晰、包满B)应经常检查距标的精度,掌握其误差C)应将VRM与回波的中心精确重合D)应选择陡峭、回波清晰稳定的物标答案:C解析:5.[单选题]测者眼高为9m,物标高程为16m,则测者能见地平距离为________海里。
A)@6.27B)@ 8.36C)@ 14.63D)@6.67答案:A解析:6.[单选题]已知到达点经度16812.’6E,两地间的经差2426.’0W,则起航点经度为:D)16721.’4W答案:D解析:7.[单选题]英舨海图上某灯塔射程35n mile ,灯高144m,眼高9m,则该灯塔灯光最大可见距离为________A)@26.7nB)@ 31.3C)@ 22.9nD)@35.0n答案:B解析:8.[单选题]某轮沿某叠标线航行,图示叠标方位为358,罗航向003,罗经差-2,则风流压差为:A)@-3B)@ +3C)@ -7D)@+7答案:A解析:9.[单选题]航迹计算法主要适用于:A)@海区海图比例尺小,为了提高推算精度B)@ 渔区航行需频繁转向的场合C)@ 现代化导航仪中的航行计算D)@以上都对答案:D解析:10.[单选题]制链器的主要作用是：A)使锚链平卧在链轮上B)防止锚链下滑C)固定锚链并将锚和卧底链产生的拉力直接传递至船体D)为美观而设计答案:C解析:11.[单选题]中版海图和航标表中灯标射程取值为A)@光力能见距离与地理能见距离两者当中较大者B)@ 光力能见距离与地理能见距离两者当中较小者C)@ 光力能见距离与测者5m眼高的地理能见距离两者当中较大者D)@光力能见距离与测者5m眼高的地理能见距离两者当中较小者答案:D解析:12.[单选题]雷达目标相对矢量方向指示( )。
船舶旋回性PPT课件
二、船舶旋回的运动过程 船舶以一定航速直进当中操某一 舵角并保持之，船舶将进入旋回过 程。 1.第一阶段 转舵阶段指从转舵开始到舵转至 规定角度为止，时间很短，通常船 舶不超过15s。
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1）受力特点 船舶操舵后，由舵角引起横向力 和力矩，使船产生横向加速度和回 转角加速度 。
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五、旋回圈要素在实际操船中的应用 1.旋回初径可以用来估算船舶用舵旋回掉头所 需的水域； 2.横距可以用来估算操舵转首后，船舶与岸或 其它船舶是否有足够的间距； 3.滞距可以用来推算两船对遇时无法旋回避让 的距离，即两船对遇时的距离小于两船的滞距 之和，则用舵无法避让； 4.两船的进距之和则可以用来推算对遇时的最 晚施舵点。
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2）运动特点（1）船舶产源自一定的漂角斜航 ；（2）船尾出现明显外移； （3）转心P在船首附近，也可能 在首尾线延长线上；
（4）降速不明显； （5）船舶还将因舵力位置较船 舶重心位置低而出现少量的向操舵 一舷的横倾（内倾）。内倾角大小 与船舶初稳性GM值、所操舵角及 船速有关
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5.滞距Re 亦称心距。正常旋回时，船 舶旋回轨迹曲率中心O总较操 舵时船舶重心位置更偏于前方 。滞距是该中心O的纵距。 滞距大约为1～2倍船长，它 表示操舵后到船舶进入旋回的 “滞后距离”，也是衡量船舶 舵效的标准之一。
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6.反移量 Lk 在旋回转舵阶段，在舵产生 的横向力的作用下，使船舶重 心产生向转舵相反方向的横移 量，其称为反移量 。 一般情况下，满舵旋回反移 量约为船长的1/100左右。
2.第二阶段
操舵后，随着船舶横移速度与漂 角的增大，船舶的运动速度矢量将 逐渐偏离首尾面而向外转动，越来 越明显的斜航运动将使船舶的旋回 运动进入加速旋回阶段 。
船舶操纵知识
– – – – 舵面积比随吃水增加而降低； 随着吃水的增加，船舶通过重心G点竖轴的转动惯量增加； 随着吃水的增加，初始旋回大大减慢。 若纵倾状态相同，吃水增加时，旋回进距增大，横距和旋回初径也 将有所增加。
吃水差影响：
– 较大程度地改变了船舶水线下船体侧面积的分布状态，因而对船舶 旋回性能带来明显的影影响。 – 尾倾增大，旋向圈也将增大；对于Cb=0.8的船舶，若尾倾增大量为 船长的1%，旋回初径将可增加10%左右；对于Cb=0.6的船舶，若尾 倾增大量为船长的1%，旋回初径将可增加3%左右。
主要原因：
3．船体水线下侧面形状
规律：
就整体而言，船首部分分布面积较大如有球鼻首者， 或船尾比较瘦削的船舶，旋回中的阻尼力矩小，旋回 性较好，旋回圈较小，但航向稳定性较差； 船尾部分分布面积较大者如船尾有钝材，或船首比较 削进（cut up）的船舶，旋回中的阻尼力矩比较大， 旋回性较差，旋回圈较大，但航向稳定性较好。
mxG r mv
mxG r mu0 r mv
mu0 r
G
Yr r Yv v
G
Yv v Yr r Y Yr r Yv v
G K
Y C Yv v Yr r
K
K
Y C
转舵阶段
过度阶段
定常阶段
第一阶段（转舵阶段）
• 转舵阶段: 从转舵开始到舵转至规定角度 为止，时间很短(约15s) • 受力情况：由舵角引起横向力和力矩， 使船产生横向加速度和回转角加速度。 • 运动特点 ： 由于船体本身的惯性很大，还来不及产生 明显的横向速度和回转角速度； 船舶重心G操舵相反一舷的小量横移； 船舶横向向操舵一舷倾斜（内倾）；
船舶的旋回性能-船舶操纵
2、描述船舶旋回运动状态的运动要素
1) 漂角(drift angle) 漂角(
船舶首尾线上某一点的 线速度与船舶首尾面的交角叫 做漂角， 如左图所示 。 做漂角 ， 如左图所示。 船舶在 首尾线上不同点的漂角是不同 的 ， 在船尾处， 由于其横移速 在船尾处 ， 度最大， 因此漂角也最大 。 度最大 ， 因此漂角也最大。 但 通常所说的漂角是指船舶重心 处的线速度Vt 与船舶首尾面的 处的线速度 Vt与船舶首尾面的 交角，也就是船首向与重心G 交角，也就是船首向与重心G点 处旋回圈切线方向的夹角， 处旋回圈切线方向的夹角，用B 表示之。 表示之 。 一般船舶的漂角大约 在3°～15°之间。 15°
第一节 船舶的旋回性
概述：旋回性是指定速直航的船舶操 某一大的舵角后进入定常旋回的运动性 能。
旋回性是船舶操纵性当中极 其重要的一种性能！ 其重要的一种性能！
一、船舶旋回的运动过程
1、第一阶段（转舵阶段） 第一阶段（转舵阶段）
船舶向一舷操舵后， 船舶向一舷操舵后， 保持或近乎保持其直进速 度，同时开始进入基本沿 原航向前进而船尾外移同 时少量的向操舵一舷横倾 的初始旋回阶段 —反移内倾。
2) 转心(pivoting point)及其位置 转心( point)及其位置
旋回中的船舶可视为一方面船舶以一定的速度前进， 同时绕通过某一点的竖轴而旋转的运动的叠加，这一点就是 转心，通常以P 转心，通常以P代表之。船舶操舵旋回时，在旋回的初始阶 段，转心约在重心稍前处，以后随船舶旋回不断加快，转心 随着旋回中的漂角的增大而逐渐向船首方向移动；当船舶进 入定常旋回阶段即船舶旋回中的漂角保持不变时，转心P 入定常旋回阶段即船舶旋回中的漂角保持不变时，转心P逐 渐稳定于某一点，对于不同船舶，该点的位置大约在离船首 柱后1 柱后1／3～1／5船长处；船处于后退中，转心位置则在船尾 附近。 对于不同船舶而言，旋回性能越好、旋回中漂角B 对于不同船舶而言，旋回性能越好、旋回中漂角B越大 的船舶，其旋回时的转心越靠近船首。
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（3）船舶重心由反向横移变为正向横移。
因为：
V2 PN cos R2 w (1 k 2 ) d R PN cos R2 (1 k 2 )V dt w (1 k1 )V w (1 k1 )V (1 k1 ) R
二．船舶旋回的运动过程
1．机动阶段（反向横移内倾阶段）：开始转舵——
船首开始转动
运动参数：∵ 0 ， ∴ R R0 , Rb 0 , R f 0 , Rc 0 , 0 运动方程简化为：
dV T PN sin R0 w (1 k1 ) dt V2 PN cos w (1 k 2 ) R d M P J m (1 k 3 ) dt
d (V sin ) V2 F jy w (1 k1 ) w (1 k 2 ) cos dt R dV d V2 w (1 k1 ) sin w (1 k1 )V cos w (1 k 2 ) cos dt dt R
运动特征：
T PN sin R0 dV （1）船速继续下降，∵ dt (1 k ) ，仍为负加速度。 w 1
d M P M R （2）船舶加快向操舵一侧偏转。∵ dt J (1 k ) ，即回转角 m 3 加速度仍为一正值且比机动阶段要大。水动力转船力矩仍大于回 转阻矩。
2．船舶产生的惯性力 F j 和惯性矩 M j
船舶回转运动曲线的切线 方向上，因速度变化产生： 惯性力——
dV w(1 k1 ) dt
惯性离心力——
V2 w (1 k 2 ) R
将惯性力和惯性离心力分解在 X 、 Y 轴上得：
d (V cos ) V2 F jx w (1 k1 ) w (1 k 2 ) sin dt R dV d V2 w (1 k1 ) cos w (1 k1 )V sin w (1 k 2 ) sin dt dt R
运动特征：
（1）船速下降，∵ 度。
T PN sin R0 dV ，为负加速 dt w (1 k1 )
（2）反向横移，即船舶重心有向操舵相反一侧横移的 趋势。
w (1 k 2 )V 2 ∵ R ，为负的曲率半径，瞬时回转 PN cos
中心在操舵相反的一侧。
0 ，
dV T PN sin R0 w (1 k1 ) dt d V2 w (1 k 2 ) PN cos R2 w (1 k1 )V dt R d M P M R J m (1 k 3 ) dt
1．船舶所受的非惯性力 F 和力矩 M
（1）螺旋桨所受的推力 T 。 （2）舵压力 PN和转船力矩 M。 P
Px PN sin
Py PN cos
（3）船体在某一漂角 下的水动力 R 和转船力矩 M R
R y R1 sin R2 cos
Rx R1 cos R2 sin
3.2 船舶回转运动
一．船舶回转运动的方程
达朗贝尔定理： 作用于任意物体上的力与力矩与该物体的惯性力和惯性矩平衡。
假定条件：若船舶仅作平面（三维）回转运动，它所受的力分为非惯
性力和惯性力；所受力矩分为非惯性力矩和惯性力矩。 力和力矩的方向：与推力方向相同的纵向力为正（+），相反方向的为负
（—）；与转舵方向相同的横向力和力矩为正（+），相反方向为负（—）。
MR
M R R y l (R1 sin R2 cos ) l
（4）船体回转运动后出现的阻尼力、阻尼力矩
R f ，Ra 阻尼力： 阻尼力矩：
M f R f f
M a Ra a
综合（1）~（4），船舶平面回转运动受到的总 的非惯性力及总的非惯性力矩为：
绕 GZ 轴) dt
3．船舶非定常回转运动时的运动方程
根据达朗贝尔定理，即：
Fx F jx 0
Fy F jy 0
将以上各式代入并整理得：
T PN sin R1 cos R2 sin dV d V2 w (1 k1 ) cos w (1 k1 )V sin w (1 k 2 ) sin dt dt R
PN cos R1 sin R2 cos R f Ra dV d V2 w(1 k1 ) sin w(1 k1 )V cos w(1 k2 ) cos dt dt R
d (M P M R ) (M f M a ) J m (1 k3 ) dt
Fx T Px Rx T PN sin R1 cos R2 sin
Fy Py Ry R f Ra PN cos R1 sin R2 cos R f Ra
M z (M P M R ) (M f M a )
（3）船首有朝操舵一侧偏转的趋势，
∵
（4）船舶朝操舵一侧横倾（内倾）， ∵舵力位置较船舶重心位置低。
MP d ，即回转角加速度为正。 dt J m (1 k 3 )
2．变化阶段（过渡阶段、渐变阶段）：
回转运动时起——定常旋回时止
运动参数：∵船舶初始漂角很小,所以 ∴ cos 1 , sin 0 。 运动方程简化为：