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1、船长考试知识点汇总第一章 船舶操纵性能 第一节 船舶旋回性能 根据船舶在旋回运动过程中所受外力特点之变化，以及运动状态之不同，可将船舶 旋回过程划分为三个阶段-转舵阶段、过渡阶段和定常旋回阶段。 ? 匀速直航船舶做舵后，舵角、横移速度v、转向角速度r、角加速度 r 和横移加 ? 速度 v 的变化曲线见图11。 旋回圈是指定速直航中的船舶操左（或右）满舵后重心描绘的轨迹。旋回圈是表征 船舶旋回性能的曲线。 1反移量：在旋回转舵阶段，由于船舶转动惯量很大还来不及产生较大的旋转 角速度，则在舵产生的横向力的作用下，产生横向移动加速度，一定时间后产生横 向移动速度，使船舶重心产生向转舵相反方向的横移量

2、，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，但操船中应注意的是，船尾的反移量却 不容忽视， 其最大量约为船长的1/101/5， 约出现在操舵后船舶的转头角达一个罗 经点左右的时刻。反移量的大小与船速、舵角、操舵速度、排水状态及船型等因素 有关；船速、舵角越大，反移量越大。 2进距：也称纵距，是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角度时重心所移动 的纵向距离，通常将航向角变化90时船舶重心的纵向移动距离称为进距，一般用 Ad表示。它是判断旋回过程中船舶纵向占用水域范围的依据。显然，进距是船舶初 始回转性的特例，即航向角变化90时船舶航进的距离。进距越小，表示船舶对操 舵的反

3、应越迅速，即船舶初始回转性能越好。反之，进距越大，表示船舶对操舵的 反应越迟钝，即初始回转性能越差。据统计，进距大约为旋回初径的0.61.2倍， 一般运输船舶的相对进距（Ad/L）在2.84.0之间，最大不应超过4.5。 3 横距： 是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角度时船舶重心所移动的横向距离，通常，将航向角变化90时船舶重心的横向移动距离称为横距。横距是衡量 船舶航向角变化90时横向占用水域范围的判据。横距越小，表示船舶对操舵的反 应越迅速，即船舶初始回转性能越好。横距大约为旋回初径的一半。 4 旋回初径： 是旋回运动的船舶航向角变化180时船舶重心的横向移动距离， 一般用DT表示。旋回

4、初径是判断旋回过程中船舶横向占用水域范围的依据。旋回初 径越小，船舶旋回性能越好，反之，船舶旋回性能越差。据统计，一般运输船舶的 相对旋回初径 T/L） （D 为36， 为保证良好的航向机动性， 通常应保证DT/L在2.8 4.2之间，最大不应超过5.0，否则旋回性能较差。 5旋回直径：是指船舶进入定常旋回时的旋回圈直径。它是判断船舶定常旋回 过程中占用水域范围的依据。对于运输船舶来说通常D（0.91.2）DT。 6滞距：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，大约为12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

5、舶舵效的标准之一。 7漂角：船舶旋回中首尾线上某一点的线速度与船舶首尾面的交角叫作漂角。 通常，漂角指重心处的漂角，一般船舶重心处漂角大约在315之间，超大型船 舶最大可达到25左右。漂角越大的船舶，其旋回性越好，旋回直径也越小。 8转心：是旋回圈的曲率中心O作船舶首尾面的垂线的垂足。船舶前进中转心 的位置大约在离船首柱后1/51/3船长处，也可能处于船首前某一点。前进中的船 舶开始做舵时的转向位于船舶重心处，在船舶旋回的过渡阶段中，转心逐渐前移， 至船舶进入定常旋回时转心稳定于船舶首尾面上某一点。船舶转心处的漂角为零， 且该处船舶的横移速度也为零。旋回性能越好、旋回中漂角越大的船舶，旋回时转

6、 心越靠近船首。 9 旋回时间： 是指船舶旋回360所需的时间。 它与船舶的排水量有密切关系， 排水量大，旋回时间增加。万吨级船舶快速满舵旋回一周约需6min，而超大型船舶 的旋回时间则几乎要增加一倍。 10旋回降速：船舶旋回中，由于舵阻力增加、船体的斜航阻力增加和主机特 性导致推进效率降低，使得船速下降。降速幅度与旋回初径DT有密切的关系，DT/L 值越小，旋回性越好，降速越显著。一般船舶旋回中的降速幅度大约为旋回操舵前 船舶速度的25%50%，而旋回性能很好的超大型油轮最大可达到原航速的65%。 11横倾：直航船舶操舵不久，将因舵力横倾力矩而出现少量内倾，接着由于 船舶旋回惯性离心力矩的作

7、用，内倾将变为外倾，达到最大外倾角后，船舶经过1 2次摇摆，最后稳定于某一定常外倾角上。船舶旋回横倾大小与船速、所操的舵角、 船舶的旋回性能和船舶的初稳性高度GM等有关。做舵后船舶有大的横倾且危及船 舶安全时，不应回舵，更不应操反舵，应采取减速措施，以便减小横倾。 1方形系数：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：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，水线下侧面积几何形心靠前，水动力作用中心靠近船首，航向 稳定性较差，但旋回性较好，旋回圈较小；而船尾部分分布面积较大者如船尾有钝 材，或船首比较削进的船舶，水动力作用中心靠近船尾，航

8、向稳定性较好而旋回性 较差，旋回圈较大。 3舵面积比：舵面积比是指舵面积与船体浸水侧面积（LPPd）的比值。舵面积与船长吃水比越大，越提高船舶的旋回性，旋回圈变小。但增加舵面积的同时又 增加了旋回阻尼力矩，当舵面积超过一定值后，旋回性就不能提高。也就是说，就 一定船型的船舶而言，舵面积比的大小在降低旋回初径方面存在一个最佳值。 4吃水：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。 5吃水差：尾倾增大，旋回圈将增大；对于Cb0.8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Cb0.6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。

9、 6横倾：低速时，推力-阻力转矩起主要作用，推首向低舷侧偏转。此时，若 操舵向低舷侧旋回则其旋回圈较小，反之如操舵向高舷侧旋回则其旋回圈较大。高 速时，首波峰压力转矩起主要作用，推船首向高舷侧偏转。此时，如操舵向低舷侧 旋回其旋回圈较大，反之如操舵向高舷侧旋回则其旋回圈较小。 7船速：一般说来，船速对船舶旋回所需时间的长短具有明显的影响，但对旋 回初径大小的影响却呈现较为复杂的情况。 8操舵时间：操舵时间主要对船舶的进距影响较大，进距随操舵时间的增加而 增加，而对横距和旋回初径的影响不大，旋回直径则不受其影响。 9 旋回方向： 对于右旋固定螺距螺旋桨单车船而言， 在其他条件相同的情况下， 向左

10、旋回时的旋回初径要比向右旋回时的旋回初径要小一些。但对于超大型船舶而 言，这一差别很小。 1旋回初径：用来估算船舶用舵旋回掉头所需的水域； 2横距：用来估算转首后，船舶与岸或其他船舶是否有足够的间距； 3滞距：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进距：两船的进距之和可用来推算对遇时的最晚施舵点。紧急避让时可 用来确定避让措施，如满舵进距小于倒车冲程时，采用满舵避让；反之，则采取倒 车避让。 5反移量：本船航行中发现有人落水时，应立即向落水者一舷操舵，使船尾 迅速摆离落水者，以免使之卷进船尾螺旋桨流之内。在船首较近的前方发现障碍 物时

11、，为紧急避开，应立即操满舵尽量使船首让开，当估计船首已可避开时，再操 相反一舷满舵以便让开船尾。当船舶前部已离出码头，拟进车离泊时，如操大舵 角急欲转出，则由于尾外摆而将触碰码头。为避免发生事故应适当减速，待驶出一 段距离后再使用小舵角慢慢转出。 6滞距：可作为确定新航向距的依据，用来确定转向时机，以便船舶转向后行 驶在计划航航线上。 第二节 船舶航向稳定性及船舶操纵性指数 直航中的船舶受到瞬时的外力干扰， 如果干扰过去后， 在不用舵纠正的前提下， 船舶最终能够停止偏转恢复直线运动，则称为直线运动稳定或动航向稳定。稳定得 较快、惯性转头角较小的船，其动航向稳定性较好；稳定得较慢、惯性转头角较大

12、 的船舶，其动航向稳定性较差。如船舶不能稳定在新的航向上作直线运动，而一直 偏转下去时，则该船舶不具备动航向稳定性。干扰过去后，在不用舵纠正的前提下，如果船舶最终能够恢复到与原航向相同 的直线运动，则称为方向稳定。 干扰过去后，在不用舵纠正的前提下，如果船舶最终能够恢复到原航迹线的延 长线上作直线运动，则称为位置稳定。 一艘航向稳定性较好的船舶，直航中即使很少操舵也能较好地保向；而当操舵 改向时，又能较快地应舵；转向中回正舵，又能较快地把航向稳定下来。其特点是 对舵的响应运动来得快，耗时短，因而舵效比较好，追随性也较好。 正螺旋试验得到的r曲线存在两种基本类型，航向稳定的船舶，试验结果为r 与

13、具有单值关系；航向不稳定的船舶，r-曲线系构成一个滞后环，其高度和宽度 越大，表明船舶航向稳定性越差。 逆螺旋试验获得的r曲线同样存在两种基本类型，航向稳定的船舶，试验结 果为r与具有单值关系；如果船舶不具备航向稳定性，则r-关系存在一个多值对应 的S曲线，其高度和宽度越大，表明船舶航向稳定性越差。 一般说来，方形系数较低、长宽比较高的船舶具有较好的航向稳定性。类似超 级油轮之类的肥大型船舶，其航向总带有不稳定性，因此，这种船舶在小舵角保向 航行中，船首的偏摆角度往往较大，并给人以稳不住的感觉。 水下船体侧面积对航向稳定性影响也较大。 船首侧面积较大 （例如带有球鼻首） 的船舶，斜航（向前）时

14、航向稳定性较差，船尾侧面积较大（例如带有舭龙骨或舵 面积较大、舵宽较大）的船舶航向稳定性较好。 对于给定船舶，空载或压载时往往尾倾较大，尾部水下侧面积较首部大得多， 水动力作用中心要比满载平吃水时明显后移，表现为航向稳定性变好。 船舶在直线航行过程中受到某种扰动而改变了原航向或航迹，通过操舵抑制或 纠正首摇并使船舶恢复在原航向或航迹上作直线运动，这种运动性能称为船舶保向 性。通过操舵（小舵角）使船舶在短时间内能够恢复到原航向的直线运动，我们就 说该船保向性好，反之则保向性差。 一般来说，航向稳定性好的船舶其保向性也相应较好，反之则保向性较差。但 不具有航向稳定性的船舶，通过频繁操舵或大舵角也可

15、能保向，但其保向性较差， 即需要在长时间内才能使船舶保持新的直线运动或只能保持近似的直线运动。 影响船舶保向性的因素： （1）方形系数较低、长宽比较高的瘦削型船舶，其保向性较好；浅吃水的宽体 船保向性较差。 （2）船体侧面积在尾部分布较多者，如船尾有钝材，其保向性较好；船首水下 侧面积分布较多者，如船首有球鼻首将降低保向性。 （3）较高的干舷将降低船舶在风中航行时的保向性。 （4）船舶轻载较满载时保向性好（受风时另当别论） 。 （5）船舶尾倾较首倾时的保向性好。 （6）增大所操的舵角，能明显地改善船舶的保向性。超大型油轮小舵角状态下 有航向不稳定趋势，需用较大舵角才能保向。（7）对于同一艘船而

16、言，由于船速的提高船舶保向性将变好。 （8）保向性将因水深变浅而提高，船舶顺风浪或顺流航行中保向性反而降低。 第三节 船舶变速运动性能 船舶在静止状态中开进车，使船舶达到与主机功率相应的稳定船速所需的时间和 航进的距离，称为船舶的启动性能。 船舶从静止状态逐级动车， 直至达到定常速度V所航行的距离与排水量成正比， 与航速V的平方成正比，与航速V时的阻力成反比。 根据经验，从静止状态逐级动车，直至达到定常速度，满载船舶约需航进20倍 船长左右的距离，轻载时约为满载时的1/22/3。 以某一速度航行的船舶，从发出主机停止车令起到船舶对水停止移动时止所需 的时间和滑行的距离，称为停车冲时和停车冲程。 实船试验时，船舶对水停止移动一般以船舶维持舵效最小速度为标准计算，万 吨级船取2kn，超大型船取3kn左右；停车后，船速开始下降较快，随船速降低，阻 力减小，船速下降趋缓；船舶在常速航行中停车，降速到能维持其舵效的速度时， 一般货船的停车冲程为