7船舶操纵性指数7题稿.ppt

2． 、 值作为操纵性指数的意义 设 时， ，所操舵角 ，由一阶方程，用传递函数来求解 ： （33） 得待定系数： （33）式化为： （34） 对（34）式作拉氏反变换： 得： （36） （35） 即： （37） 图A 对（36）或（37）积分，得： （38） 图B 对（36）或（37）微分，得： （39） 图C ☆ 、 的意义： ——旋回性指数（又称增益常数），定常旋 回时， ，所以 实质上是定常旋回中的船舶每单位舵角所能给出的转首角速度值，是表示操舵后船舶回转角速度大小的要素。 ， 大，表示转船力矩系数 大而阻矩系数 小，可使船舶获得较大的 。船舶定常回转时 ，则： ——追随性指数，表明船舶操舵后对舵角响应时间滞后的一种指数，表示从操舵开始达到相应舵角所对应的稳定旋回角速度时止所需时间长短。 ， 小，表示船舶惯性 小而阻矩系数 大，因为： ，所以： 小，则 衰减快，船舶稳定在某一 上就快，所以：船舶达到稳定旋回角速度的快慢，要用 确定。 ——航向稳定性指数： 四．利用K，T指数对操纵性分类 1、K，T 评价操纵性的优劣 消去了船长和船速的影响，比较不同船舶的回转性和追随性。 2、K，T值的无因次化 ， 满载货船： 满载油船： 3、影响 ， 的因素 （1）舵角 ：当 ， （2）舵面积 ： （3）吃水 ： （4）水线下侧面形状：尾鳍大，首鳍小 纵倾： （5）水深变浅： （6）船型系数： （7）船速 ：因为 所以 所以 一、旋回圈轨迹与K、T 指数的关系 1．估算船舶定常旋回直径 (或半径 ) 因为 ，又因为 ，所以： 2．估算船舶纵距 所以： 五、K、T值在操船中的运用 3．计算新航向距离 ，即： 六、舵效 （steerage） 1、定义： A、船舶对操舵改变航向的快速响应性能。 B、舵效是一综合概念，不能以 K 或 T 单独来表示。 指运动中的船舶在操一定舵角后，在一定时 间、一定水域内，所取得的船舶转首角的大小。 C、船舶在较短时间内、较小水域内转过较大角度，则舵效好。否则舵效较差。 2．舵效的判别 （1）舵效指数（应舵指数） 衡量舵效：若 ， 设开始操舵时： ，则由一阶近似操纵方程 解得： 由上式可得： 取决于 及 ； ——角加速度系数，在数量上表征了每改变10舵角所能给出的角加速度。 (2)诺宾指数P： 操舵后船舶移动一个船长时，每单位舵角引起船首的变化值，称诺宾指数，又称转首指数。反应了船舶初始回转性。 3．影响舵效的因素 （1）舵角 ：当 时， （2）舵面积系数 ： 所以，大型船舶港内操船：早用舵，早回舵，大舵角 （3）船舶排水量 与吃水 ： （4）舵速 ： 在操船中，先降低船速，再提高螺旋桨转速，从而增加舵速 （5）舵机性能：操舵时间越短 舵效越好 电动液压舵性能优于蒸汽舵及电动舵。 操舵时间（自）： （6）船舶纵倾：首纵倾 舵效 ；尾纵倾 舵效 。 （7）船舶横倾： 较低时，向低舷侧转向舵效好； 较高时，向高舷侧转向舵效好。 A．风的影响： （8）风、流、污底、浅水： 风致船首顺风偏转时， 风致船首迎风偏转时， 风中航行，满载舵效 优于 轻载舵效； 一般地：风中，船舶满载前进/船舶高速前进 迎风偏； 船舶空载前进/船舶低速前进 顺风偏； B．流的影响：顶流 舵效好；顺流 舵效差 C．污底严重 舵效 ； D．浅水：浅水中航行 （9）螺旋桨工作状态： 螺旋桨正转船舶前进时——舵效好； 螺旋桨反转船舶后退时——舵效差； 3.3船舶操纵性指数K.T值 一．操纵微分方程的建立 （一）操纵运动一般方程 ——船舶在水面运动的特点：复合运动 ——复合坐标系 1．固定坐标系 图2—1