武汉理工大学船舶操纵期末考试重点Word文档格式.docx
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影响紧急停船的因素:
1)主机倒车功率、换相时间;
2)推进器种类;
3)排水量
4)船速
5)其他因素:
顺流冲程大,顶流冲程小;
浅水阻力大;
污底严重阻力大、冲程小等
4、何谓舵效?
影响舵效和舵力的因素有哪些?
广义:
船体对舵的响应。
即舵对于船舶转首的控制作用。
狭义:
运动中的船舶操一舵角δ后,船舶在较短的时间内,在较短的距离内(L或2L)
(一定的水域内)转首角的大小来表示舵效的好坏。
能在较短的时间、较小水域内有较大的回转角,称该船的舵效好。
反之,则舵效差;
影响舵效的因素有:
1)舵角和舵面积比;
2)舵速3)吃水4)纵倾和横倾
5)舵机性能6)其他因素
影响舵力的因素有舵面积,舵展弦比,舵平衡系数。
5、试述纵倾、横倾对船舶操纵的影响?
当船舶产生纵倾、横倾时影响船舶的航向稳定性、保向性和旋回性、舵效。
纵倾:
1)首倾:
使船舶保向性和航向稳定性下降,回转速度加快,旋回圈减小;
首倾增加1%L,旋回初径减小10%,
2)尾倾:
船舶保向性和航向稳定性提高,回转速度慢,旋回圈增大,
尾倾增加1%L,旋回初径增加10%
高速船因尾倾大,旋回圈增大;
3)对舵效的影响:
首倾时舵效差,尾倾时舵效好;
横倾:
船舶存在横倾比没有横倾时保向性下降,横倾对旋回圈的大小影响不大。
低速时,向低舷侧旋回时旋回初径小;
高速时,向高舷侧旋回时旋回初径小;
对舵效的影响:
向横倾的低舷侧转向时舵效差,反之则好;
6、决定富裕水深的要素有哪些?
为保证船舶航行安全并使船体水下有足够的水深供船舶操纵,船舶龙骨下水深留有一定的安全余量,该余量即为富余水深。
富余水深随着实际吃水和实际水深的变化。
1)航进中船舶的下沉量;
2)海图水深的测量误差;
3)水位的变化;
4)为安全操纵考虑的其他因素:
(如浅水效应、侧壁效应、主机冷却水吸入口距海底的距离、
硬底与软底、拖锚时UKC不少于锚冠的宽度)
7、试述转速、船速、推力和阻力四者之间的关系。
答:
对于给定的船,当船速Vs一定时,推力T与转速
成正比;
当转速n一定时,如相应方向的船速Vs提高,螺旋桨推力T下降;
因此:
当
时,船舶作加速运动
时,船舶作匀速运动
时,船舶作减速运动
8、何谓滑失,滑失对推力、船速和舵效有何影响?
滑失:
螺旋桨旋转一周的路程
比螺距P小,即螺距P与进程
之差称为真滑失;
滑失的大小能决定螺旋桨推力的大小;
船速越低,滑失比越大,推力越大;
滑失增加,水流作用于舵叶上的压力约以滑失的1.5次方的比列增加,提高舵效。
9、何谓螺旋桨的沉深及沉深横向力对船舶操纵的影响?
螺旋桨桨轴中心线距水面垂直距离h称螺旋桨的沉深。
对船舶操纵的影响:
右旋单车船,进车时该力推尾向右,船首向左偏转;
倒车时该力推尾向左,船首向右偏转;
10、试述风、流对船舶操纵的影响)
风的影响:
风致船舶偏转和漂移:
船体水线以上部分受风影响;
使船速发生变化(顺风加速,顶风减速)、
船体向下风漂移、船首向上风或下风偏转、低速航行时遇到强风、
因舵力转船力矩不足以抵抗风动压力偏转力矩而无法用舵纠偏、斜向受风时造成船舶横倾。
流的影响;
A、水流对船速和冲程的影响;
顺流加速顶流减速、顺流比顶流大2倍的对地速度;
B、顺流和顶水流对舵力的影响较小,但对舵效的影响较大,顶流舵效好,顺流舵效差。
C、流压对船舶漂移的影响:
当船舶首尾线与航道中的水流存在一交角时,使船体向水流
来向相反舷运动,形成流压,使船产生飘移,流速急、交角大时
流压亦大。
欲使航进的船舶保持在计划航线上,需及时修正流压差。
靠泊时,及时调整靠拢角度,是顺利安全靠泊的重要保证。
D、水流对船舶旋回的影响:
流致船舶飘移,顺流旋回时,其纵矩比顶流旋回时大;
E、弯曲水道水流对操纵的影响:
狭水道和港内航道航行,顺流比顶流操纵难,因舵效差。
F、侧壁效应明显,不管顺流、顶流均使船身压向凹岸,船首偏向航道中央。
G、航道中央涨、落流的时间、流向、流速与岸边的变化不同。
岸边转流时间比航道中央早,
在凸岸一侧水浅、流缓,而凹岸一侧水深、流急,船舶航经此种水域,需充分掌握上述特性。
11、试述选择锚地的一般要求:
主要有:
1)适当的水深:
根据船舶吃水、海图水深、潮高、波高等考虑,一般需保证在最低潮时的锚地潮高应大于1.2倍的吃水;
波高:
在涌浪较大的水域锚泊时,锚地水深在最低潮时要大于1.5倍的吃水+2/3波高;
锚地的最大水深不应超过一舷锚链总长的1/4,即85米左右;
2)良好的底质和海底地形:
底质:
选择软硬适中的泥底或沙底及黏土质的泥底,不宜在石底处抛锚;
海底地形:
选择平坦的海底,增加锚的抓力;
不宜在陡坡处抛锚,因易向深处滑动。
3)水流:
选择流速缓、流向稳定的锚地。
不宜在急弯、狭窄水域锚泊。
4)选择具有满足吃水要求的、有足够旋回余地处锚泊。
5)良好的避风浪条件:
一般选择在岛礁的下风侧锚泊,这样可利用岛礁挡住风、浪。
但在避台风时因风向随时在变化,需充分考虑利用地形来挡风浪。
6)其他条件:
锚泊时应远离海底电缆、沉船、礁石等障碍物、应远离航道、或选择定位条件较好处锚泊。
12、狭水道船舶操纵要领及注意事项:
(同浅水和受限水域操船)
1)产生浅水效应:
A、航行阻力增加,船速下降;
B、航向稳定性提高,追随性变好,旋回性变差;
C、船体下沉,吃水增加,尤其首吃水增加大于尾吃水;
D、舵力略有下降,舵效变差;
E、兴波发生变化,首波峰增高,船侧中部呈波谷,船尾呈高水位区域;
2)产生侧壁效应:
由于水道宽度相对较窄使船舶运动特点发生变化。
使船身整体被吸向岸璧,而船首向航道中央偏转;
3)产生斜坡作用:
船舶航行于海底或河底呈倾斜的航段时,由于船体左右两舷的水深不同,
由于浅水舷船首排开的水扩散困难,致使浅水舷船首处水位上升,压力升高,
产生推首向深水侧偏转。
注意事项:
1)使用安全航速、主机备车航行,按有关规定航行和避让;
2)加强瞭望,谨慎驾驶;
3)充分了解和掌握当时当地的风、流、船舶通航密度、航道、航标等情况;
4)加强VHF收听和与有关航船加强联系、协调避让措施;
5)必要时安排大副和木匠在船首备双锚和了头;
13、试述单锚泊船的偏荡现象。
简述其影响因数及减轻单锚泊船偏荡的措施。
当风速超过10m/s时,主要当船舶空载时船体所受到的风动压力发生变化、使船失去左右平衡在新的风动压力、水动压力和锚链拉力诸力的作用下,使船舶产生首摇、纵荡和横荡运动。
此三种运动的周期性复合运动
称为单锚泊船的偏荡。
风速越高,偏荡越大,偏荡周期越短,锚链张力也越大,
当锚链张力超过锚和锚链抓力时,出现走锚。
缓解偏荡的措施:
1)增加压载水量,如能达到3/4满载吃水时,可缓解剧烈偏荡;
2)调成首纵倾,使风动压力中心后移、水动压力中心前移,缓解偏荡;
3)加抛止荡锚,当偏荡至未抛锚一舷的极限时抛下另一锚;
4)改抛八字锚,使两锚链夹角在60度左右;
5)恰当地短时间内使用主机、配合用舵,抑制偏荡;
6)灵巧使用侧推器。
14、锚泊中判断走锚的方法及发现走锚应采取的措施?
判断走锚的方法:
1)利用GPS定位仪的走锚报警;
2)利用附近陆标经常测定锚位;
3)雷达测定本船锚位及观测周围船舶的方位、距离(如发现周围船舶的距离与本船接近时,
应迅速查明是本船在走锚或他船走锚;
4)注意偏荡:
如强风中偏荡停止,而变为仅以抛锚舷受风时,判定为本船在走锚;
5)锚链从一直受力变为出现间隙性抖动,则可能在走锚:
采取的措施:
1)立即加抛另一锚;
2)谨慎松长锚链;
3)开动主机;
4)悬挂国际信号旗“Y”
5)用VHF警告周围船舶;
6)起锚另择锚地重新抛锚;
15、航行中发现有人落水时应采取哪些措施?
1)发现者立即大声呼叫“有人落水”,并抛下就近的救生圈;
2)停车,向落水者一舷操满舵,使船尾摆开落水者,以免螺旋桨伤人;
3)派专人登高看守落水者,并不断报告其方位;
4)发出人落水警报(三长声),全船进入救生应变部署,做好放艇救人准备;
5)备车航行及采取最有利于救助的操纵方法,接近落水者;
5)放艇营救;
16、影响旋回圈的因素有哪些?
旋回圈的大小及几何形状与方形系数,舵面积等船型因素有关,也受到装载状态,船速,螺旋桨转速,操舵,以及风,流,水深等操船因素有关。
17、航行中发生火灾如何操纵船舶并应注意些什么?
1)向全船发出火灾警报,全船进入消防应急部署;
2)迅速查明着火部位、火灾性质、范围,确定灭火方案;
3)根据着火部位,降速航行操船使着火部位处于下风侧。
船首着火,顺风航行;
船尾着火,顶风航行;
船中着火,傍风航行;
4)将着火的甲板货抛入海里;
5)采用水灭火时,应及时将灭火用的水排出,以免降低船舶稳性、浮性、横倾等不利情况;
18、影响保向性的因素有哪些?
船型因素:
方型系数小,长宽比大,吃水大,船体侧面积尾部有钝材,船舶干舷高保向性好。
装载状态:
轻载较满载时保向性好,尾倾较首倾时保向性好。
舵角,航速增大保向性明显改善。
水深变浅保向性变好,顺风,流保向性差。
19、试述船舶靠泊位的操作要领。
靠码头的操纵要点如下:
俗称靠泊三要素:
控制余速、横距、靠拢角和靠拢速度;
有风时靠泊:
吹拢风,靠拢角度要小;
吹开风时,靠拢角度要大;
有流时靠泊:
顶流靠,有压拢流时,船位要摆开些(即离码头远些),靠拢角度调至最小,
尽可能地首尾平行靠上泊位;
靠拢的速度要尽可能地慢
20、试述船舶在斜顺风和斜顶风航进中,何种情况更易于保向?
并说明其原因。
斜顶风航进中的船舶比斜顺风时更易于保向。
因为:
斜顶风航行时,风从正横前吹来,风舷角
,风动压力中心A在重心G之前。
水动力转船力矩W在重心G之前,由于这两力矩方向相反,用小舵角产生的力矩即可
克服偏转,就能较易保向;
斜顺风航行时,风从正横后吹来,风舷角
,风动压力中心A在重心G之后,
这两力矩方向相同,并增大,用小舵角难以保向;
可概括为:
斜顶风航行时风力转船力矩与水动力转船力矩相抵;
斜顺风航行时风力转船力矩与水动力转船力矩相长;
21、航进中的船舶突然倒车,舵力常不能控制,分析其原因是什么?
刚螺旋桨倒转时,排出流不作用于舵叶,而作用在船尾的船体上,对舵力不起作用。
当后退速度增加,倒车时的吸入流,才作用在舵叶上,此时操一舵角,增加舵速,可增加舵力。
22、何谓侧壁效应?
岸璧效应的影响因素有哪些?
在操舵保向方面应注意什么?
A、因航道的宽度与船长之比W/L
2,当船舶偏航接近水道岸璧,由于船体两舷所受水动力不同,
而出现船舶整体被吸向岸璧,船首转向航道中央的现象,称为侧壁效应。
B、岸璧效应的影响因素:
1)船岸间距达1.7倍船宽时出现岸璧效应,船岸间距越小,岸璧效应越明显;
2)水道宽度越窄,岸璧效应越激烈;
3)航速越高,岸璧效应越激烈;
4)船型越肥大,岸璧效应越明显;
5)水深越浅,岸璧效应越激烈;
C、出现侧壁效应时应采取:
1)加大船岸间距离;
2)减速、慢车通过;
3)一旦出现船首偏向航道中央时,应立即操反向舵角(必要时用反向大舵角)纠偏;
23、简述弯曲水道水流特点?
P50
弯曲水道水流特点:
不论涨流、落流,水流都是流向凹岸一侧冲压;
近凹岸侧水深、流急流速大;
凸岸处水浅,水流速慢,凸岸下流一侧存在回流.
24、试述一般船舶掉头时所需水域的大小?
1)降速加车右满舵旋回掉头所需水域约需直径为3倍船长的圆水域;
2)一艘拖轮协助大船掉头,所需水域约需直径为2倍船长的圆水域;
3)利用多艘拖轮协助大船掉头,所需水域约需直径为1.5倍船长的圆水域;
4)顺流抛锚自力掉头时,所需水域约需直径为2倍船长的圆水域;
2
25、试述风动压力系数Ca的大小与哪些因素有关?
Ca的大小与风舷角、船舶吃水和船体受风面积和上层建筑形状有关:
1)风舷角θ=0°
和180°
时,风动压力系数最小,风舷角θ=40°
和140°
时,风动压力系数最大。
2)随船舶吃水的不同而不同,吃水增加,风动压力减小;
3)随船体受风面积和形状的不同而不同,船体受风面积大,风动压力大。
滚装船、集装箱船Ca大,油轮Ca小。
26、何谓舵速?
舵速是指舵、水相对运动速度在首尾方向上的分量。
27、船舶在静止中倒车会出现哪些现象?
P12
1)静止中倒车时,由于在船尾部没有伴流和上升斜流,因此不存在伴流横向力和推力中心偏位
横向力作用。
倒车时,排出流横向力推尾向左,(尾吃水较浅
的船)沉深横向力也
推尾向左,使船首向右偏。
因吸入流流速慢,舵速低,用舵无法克服该偏转。
28、试述船速对船舶旋回的影响:
1)商船范围内,船速Vs对旋回圈的大小影响很小;
船速Vs提高,旋回初径Dt稍稍增大;
但船速Vs提高,对旋回时间影响大,船速快,旋回时间短;
2)静止中或低速时,短时间加速旋回,因排出流突然增大,此时伴流小,舵力增大,
使旋回圈变小。
29、何谓吸入流、排出流?
试述它们各自在操纵中有何作用?
(6分)
(1)吸入流是流向螺旋桨盘面的水流;
排出流是流离流向螺旋桨的水流,两者皆因螺旋桨的转动而形成;
(2)吸入流:
当船航进中进车时造成推力偏位,且偏向螺旋桨转动一侧;
船后退时将产生较弱的舵力;
(3)排出流:
除提供进车推力和倒车拉力外,还可产生排出流横向力,右旋单桨船进车时推尾向左,使船首向右。
30、船间效应?
追越中的船间效应?
船舶在近距离上对驶会船,或追越,或驶过系泊船时,两船之间产生的液体作用,将使船舶出现互相吸引,排斥,转头,波荡等现象,称为船间效应。
追越过程中随两船相对位置的变化,船间作用力大小和方向也相应发生变化,产生不同的作用效果。
如图所示甲船为追越船乙船为被追越船,当甲船船头接近乙船船尾时,乙船尾部受到甲船首部的排斥,使得船首内转,可能挡住甲船的进路而发生碰撞。
当甲船头抵达乙船中部时,两船船体部分重叠,两船首尾部分别遇到另一船船中低压,因而相吸靠近,乙船尾内转,甲船首内转。
两船首部接近并驶时,其间流速加快,产生最大吸引力,最易发生相互接近碰撞。
当甲船船尾接近乙船船中时,两船船体部分重叠,由于两船首尾部分别遇到另一船的船中低压甲船尾内转,乙船尾内转,两船相互接近。
甲船尾近乙船船头时,甲船尾外偏,乙船头外偏。
(画图)
31、船间效应的预防措施?
1,尽量避免在狭窄弯段或浅水区会遇。
2,应尽量保持足够的横距。
3,用VHF或声号沟通联系。
4,被追越船若同意追越应适当减速,追越船应加速,一旦出现明显接近有碰撞危险应停止追越,采取避碰措施。
5,两船对驶船首平行时适当加车,一旦船首部外偏,切忌用大舵角以免船头进入对方的中部低压区加速内偏而导致碰撞。
32、靠离泊的几个要素?
答:
安全靠离泊必须做到人,船,环境三者合一.运用优良船艺充分合理利用环境条件克服一切不利因素,根据船舶的操纵特性有效控制好船舶的靠离.
靠泊操纵的要素:
1,控制好惯性余速,一般不超过3节,顺流比顶流时略低.
2,控制好抵泊横距,超大型船一般横距约为2.5倍船宽.
3,控制好抵泊方向(角度),排水量越大,抵泊角度越小,风大时抵泊角度宜大点.泊位后方有它船停泊时抵泊角度宜大些.控制好靠扰角度(入泊角度),船舶排水量越大,入泊角度越小,吹开风可适当大点,而无论采用何种靠扰方式,船舶接触码头的瞬间都应平行靠扰方式.
4,控制好靠扰速度,大型船舶应低于每秒10厘米,超大型船舶应控制在每秒5厘米以下.离泊操纵主要是选择好首离,尾离,或平行离的离泊方式,另外控制好安全操纵横距和摆出角度.这取决于水文气象及船舶载况等情况而定.
33、如何选择离泊方式,原则?
答:
离泊方式分为首离,尾离,平行离三种方式.顶风流时一般采用首离即船首先离开泊位的离泊方式.顺风流时一般采用尾离即尾先离开泊位的离泊方式.有拖轮协助情况下一般采用平行离泊方式.原则是充分利用和克服风流的影响,使内舷侧受风流有利出泊操纵.
34、顶流,顺流过弯如何克服偏转?
弯曲水道中的水流无论涨潮还是落潮均向凹岸一侧冲压,近凹岸侧水深流急,凸岸侧水浅流缓,加上岸壁效应,使操纵变得因难.
简答题
1.简述顺流过弯的操纵要领?
船舶在驶入弯道之前应调整船位,使船舶保持在河道轴线略偏凹岸的一侧,把船尾对着流向,然后提前操舵转向,用慢速顺着凹岸的弯势转向,使航迹线的曲率半径大于河道轴线的曲率半径,将航首向始终放在航道轴线的外侧,防止在弯曲顶点附近使用大舵角而产生过大横移。
顺流过弯时航速不易控制,舵效较差,在驶入弯道前还应及时减速,在驶抵弯顶前再及时增速,使船在通过弯道时有较大的舵力可以使用。
2.简述沉深横向力产生条件、成因和效应?
螺旋桨在水中转动时,水对螺旋桨叶产生反作用力,该力称为转力,由于螺旋桨上下叶沉深不同,转力也不同,上下叶的代数和为螺旋桨的沉深横向力,且下叶>上叶压力。
当h/D<0.5时,上叶部分裸露在空气中,由于上下叶流体密度不同,造成下叶压力大于上叶压力,在浅水中,螺旋桨的转动可能搅动海底泥沙混入水中的地层,致使螺旋桨下叶摩擦力增大,潜水中更加明显。
右旋固定螺旋桨船,进车时指向右舷,倒车指向左舷。
3.简述伴流的定义和特点?
船舶在水中以v航速行驶时,其附近水受到船体的运动影响而产生一种追随船体运动的水流,该水流称为伴流。
伴流主要由摩擦伴流、势伴流、行波伴流三部分,其实摩擦伴流的伴流的主要部分。
特点:
沿船体前后方向,船首最小,船尾最大,离船舶越远,伴流越小。
船尾处沿螺旋桨的径向,上大下小,左右对称。
4.浅水对操纵性的影响?
浅水对船舶操纵性的影响表现为对船舶的旋回性、首摇抑制性能、航向稳定性及停船性能的影响。
旋回性:
在浅水中,船尾涡流和伴流增强,导致舵力的降低,且水深吃水比较小,舵力下降越明显。
首摇抑制性能:
分为两个阶段,第一阶段是水深从深水变化至中等水深的过程中,首摇抑制性能随着水深的减小而不断变差;
第二阶段是从中等水深变化至浅水过程中,首摇抑制性能随着水深的减小而不断变好。
航向稳定性:
从深水变至中等水深过程中,航向稳定性不断变差,水深减小至超浅水时,航向稳定性又变得较好。
停船性能:
水深对停船性能的最大影响体现在速度较低的情况下。
5.简述船舶避离台风的操纵方法?
危险半圆,台风进路,可航半圆。
(以北半球)
危险半圆操纵方法
处于危险半圆时,应采取与台风路径垂直的方向全速驶离,即以右首约15——20°
的风弦角顶风全速避离。
处于台风进路时,应使船尾右旋受风顺航,迅速驶进左半圆,直至气压回升,风力便小,离开险区。
处于可航半圆时,应使右尾受风驶离台风中心,直到风力变小,气压由底变高
问答题
1.在K>0时,用K、T指数表示船舶旋回性能的优劣?
K大T小,说明最大旋回角速度大,达到最大旋回角速度的时间短,这时船舶旋回性较好,
K大T大,说明最大旋回角速度大,达到最大旋回角速度时间很长,这时船舶旋回性比第一种差,
K小T小,说明最大旋回角速度小,达到最大旋回角速度的时间短,这时旋回性与第二种情况相似。
K小T大,说明最大旋回角速度小,达到最大角速度的时间长,这时旋回性较差
2.简述顺浪或偏顺浪对船舶的危害?
冲浪,打横,稳性降低,谐摇==变向性包括:
旋回性、首摇抑制性、初始回转性。
变速性:
加速,减速,停车,倒航性能。
1)冲浪和打横:
当发生冲浪时,波浪力的作用可能使船舶发生航向突变,即发生所谓打横现象,使船舶受横浪的作用而产生突发性横倾,严重时有船舶倾覆的危险。
2)横稳性降低:
发生顺浪和偏顺浪时,船舶在波峰处的时间较长,船舶稳性降低的时间变长了,危险性变大。
3)谐摇:
发生顺浪和偏顺浪时,横稳性处于临界状态,横摇周期变长,可能产生横摇谐摇运动,增加船舶倾覆的可能性。
船舶在顺浪或偏顺浪的海况下运动十分复杂,上述情况都有可能同时或先后发生,特别是甲板浸水、甲板上浪并滞留在甲板上或由于货物移动而增大横倾力矩等,都有可能使船舶处于危险之中,严重时造成倾覆
3.简述旋回运动的三阶段及其运动特点、并绘图说明船舶旋回过程?
三个阶段即转舵阶段、过渡阶段和定常旋回阶段。
在转舵阶段,随着舵角的增加,产生舵横向力和舵转船力矩,由此产生横向加速度和旋转角加速度。
船舶在此阶段基本保持原直线运动。
在过渡阶段,横向加速度、旋转角加速度、横移速度和转动角速度都存在,并不断变化,只有舵角为常量;
过渡阶段开始时,船舶重心有向转舵相反一侧运动的趋势,同时产生旋转角速度,船舶开始进入旋转运动状态。
经过过渡阶段,横向加速度、旋转角加速度均为0。
舵角、横向速度、旋转角速度均为常量,船舶开始进入定常旋回阶段。
4.船速的高低在深水中升沉与纵倾的特点?
在深水中按船速的高低,船体升沉与纵倾分为三个区域,即浮力支撑区、过渡区和滑行区;
A、在浮力支撑区,船舶完全由浮力支撑在水面航行。
当0.1<
Fn<
0.3时,船首表现为下沉,而船尾在低速时基本不发生升沉,只有在Fn>
0.25时才开始下沉,且该下沉量小于船首下沉量,则在该船速区间内船舶浮态和纵倾状态表现为下沉、首倾。
B、在过渡区,0.3<
0.6,船舶浮态处于浮力支撑和动力支撑状态,且浮力支撑占主要比例。
当F