運(yùn)動(dòng)中的船舶掉頭轉(zhuǎn)向態(tài)勢(shì)取決于船體所受各種力的合力的大小、方向及該力的作用點(diǎn)距轉(zhuǎn)心沿首尾方向的水平距離,其主要有車舵轉(zhuǎn)向力、拖錨產(chǎn)生的拉力、風(fēng)動(dòng)力轉(zhuǎn)船力、水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力及各種阻力,船舶掉頭中拖船位置的配置僅從力的分析來(lái)看應(yīng)遵循提升轉(zhuǎn)船力矩同時(shí)降低阻力矩的原則,從而產(chǎn)生最佳的轉(zhuǎn)船效果,快速高效完成掉頭。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)水運(yùn). 2020,(06)

【文章頁(yè)數(shù)】：3 頁(yè)

【部分圖文】：

前進(jìn)中船舶轉(zhuǎn)向

當(dāng)船舶的初始速度大于流速，如圖2所示，船舶對(duì)水有向前的速度，船速為航速與流速的差（假設(shè)流來(lái)自正后方），前進(jìn)中的船舶一旦發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時(shí)船體受到的合力為公式（1），根據(jù)操縱理論，轉(zhuǎn)心逐漸前移，定常旋回時(shí)處于船首船長(zhǎng)處，此時(shí)利用車舵使船舶轉(zhuǎn)向較為有效，由于舵力的作用點(diǎn)在舵面的幾何中心處，距船舶轉(zhuǎn)心大于船長(zhǎng)的一半，這就是舵力的轉(zhuǎn)船力臂，從而形成強(qiáng)大的轉(zhuǎn)船力矩，轉(zhuǎn)船效果比較明顯。當(dāng)僅有一艘拖船協(xié)助掉頭，應(yīng)優(yōu)先配置于左舷船尾進(jìn)行頂推。從力的分析看，船舶轉(zhuǎn)心靠前，左舷船尾頂推，力臂較長(zhǎng)，形成的轉(zhuǎn)船力矩更大，與船舶自身車舵產(chǎn)生的轉(zhuǎn)船力矩疊加，共同作用，使得船舶向左轉(zhuǎn)向。隨著船舶轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后，漂角的出現(xiàn)使得船舶右舷受流，形成的水動(dòng)力轉(zhuǎn)船合力矩NW，該合力矩為轉(zhuǎn)心前后船體水下側(cè)面積分別形成的水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩差，轉(zhuǎn)心前的轉(zhuǎn)船力矩有助于船舶向左轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)心后的則起阻礙作用，由于轉(zhuǎn)心靠近船首，轉(zhuǎn)心后的水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩大于轉(zhuǎn)心前的，其合力矩會(huì)阻礙船舶的偏轉(zhuǎn)，但船舶前進(jìn)時(shí)船首受到水流的附加慣性大于船尾，故這種阻礙船舶轉(zhuǎn)向的力并不明顯，在漂角較小時(shí)水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩中心甚至可能在轉(zhuǎn)心前。此時(shí)船舶在舵力、拖船推力、水動(dòng)壓力和風(fēng)動(dòng)壓力形成的合力矩下開(kāi)始向左偏轉(zhuǎn)，初始階段，由于漂角和風(fēng)壓角較小，水動(dòng)力和風(fēng)動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩都不大，船舶會(huì)加速向左轉(zhuǎn)向，但隨著轉(zhuǎn)頭角度的增大，漂角和風(fēng)壓角同時(shí)增大，水動(dòng)力和風(fēng)動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩會(huì)不斷增大，阻礙船舶轉(zhuǎn)向的力會(huì)越來(lái)越大，尤其在強(qiáng)西北風(fēng)中，當(dāng)船舶轉(zhuǎn)過(guò)50-60度時(shí)，阻礙船舶轉(zhuǎn)向的風(fēng)動(dòng)力和水動(dòng)力轉(zhuǎn)船合力矩會(huì)達(dá)到最大值，在此影響下，船舶向左掉頭可能會(huì)出現(xiàn)困難。根據(jù)水動(dòng)力和風(fēng)動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩公式（2）和（3）可以看出，阻礙船舶轉(zhuǎn)向的力與本船所受的風(fēng)舷角、漂角及相對(duì)風(fēng)、流的速度有關(guān)，速度越大，阻力越大，出現(xiàn)這種情況時(shí)應(yīng)及時(shí)降低船速，通常大型船舶掉頭時(shí)對(duì)水速度不應(yīng)超過(guò)5節(jié)，此時(shí)拖船更能發(fā)揮作用，同時(shí)大大降低風(fēng)動(dòng)壓力和水動(dòng)壓力形成的轉(zhuǎn)船力矩對(duì)船舶轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的不利影響。如大船降速較慢，船舶轉(zhuǎn)向仍困難，應(yīng)及時(shí)拋下左錨，具體可根據(jù)船速快慢作出判斷，通常以1.5節(jié)錨鏈入水能有效降低船速為宜，此情況下，船舶轉(zhuǎn)心進(jìn)一步前移至錨鏈孔附近處，當(dāng)船首對(duì)地速度接近零，船身對(duì)水速度大為降低，最終會(huì)低于流速，此時(shí)形成船體左舷側(cè)受流，水動(dòng)力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)船力矩則有助于船舶的向左轉(zhuǎn)向，即：N合=N船+N拖+NW-NA。由于船速降低和轉(zhuǎn)頭角的進(jìn)一步增大，風(fēng)動(dòng)力形成的阻礙船舶轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)船力矩會(huì)越來(lái)越小，大船會(huì)在轉(zhuǎn)船合力矩的作用下加速向左掉頭。相反，如將拖船配置在右舷船首，在轉(zhuǎn)船初始階段，由于轉(zhuǎn)心更靠近船首，拖船頂推位置距離轉(zhuǎn)心較近，轉(zhuǎn)船力臂較短，形成的轉(zhuǎn)船力矩也更小。此外，拖輪頂推時(shí)通常垂直于船首尾線，由于船舶對(duì)水有相當(dāng)?shù)那斑M(jìn)速度，流作用在拖船船體上的水動(dòng)壓力會(huì)通過(guò)拖船傳遞到大船上，相當(dāng)于加大了船首右側(cè)的體積，從而對(duì)船舶的向左轉(zhuǎn)向形成明顯阻礙。但當(dāng)船舶轉(zhuǎn)過(guò)近90度后，如船舶橫移速度仍大于流速而首尾方向速度較小時(shí)，船舶的轉(zhuǎn)心會(huì)發(fā)生后移，將拖船配置于右舷船頭頂推，會(huì)使轉(zhuǎn)心進(jìn)一步后移至重心后，此時(shí)由于船體右舷受流，轉(zhuǎn)心前的船體水下側(cè)面積大于轉(zhuǎn)心后，則產(chǎn)生的水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩會(huì)加速船舶的轉(zhuǎn)向，與拖輪頂推形成的轉(zhuǎn)船力矩疊加，共同推動(dòng)大船向左掉頭。同時(shí)，船舶順流向左掉頭時(shí)，將拖船置于右舷船頭頂推，如初始速度控制得當(dāng)，能大大減小旋回直徑，在掉頭水域受限時(shí)則更為適用。


本文編號(hào)：3369665