大型船舶操纵性能特点概要.docx

《大型船舶操纵性能特点概要.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大型船舶操纵性能特点概要.docx（19页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、大型船舶操纵性能特点概要大型船舶操纵性能特点概要 由于超大型船舶的尺度和载重量极大而主机相对单位吨位所具有的马力反而变小，从而使超大型船舶与一般1 2 万吨级船舶在操纵性能上具有了很多需要注意的不同特点。 一 操纵性能下降 1 舵效差， 反应迟钝， 甚至3 4 节船速时已无舵效； 2 追随性差， 故在改向或过弯曲航道时， 需予以充分估计，及时施舵； 3 航向稳定性差，施舵后，一旦船首开始偏转则需注意及时压舵驶上新航向； 4 保向性能差，在风浪中航行因B/L.D值较高，易产生偏航； 5 旋回性相对好，虽旋回圈较大，但其D/L值较低，呈良好旋回性能； 6 启动，停车惯性大，呈显出变速操纵较为呆笨，

2、停船性能较差； 7 转向惯性大，故需施大舵角，早施舵，早回舵，施大压舵角； 8 紧急停船性能下降。 二 浅水，狭水道中受限水域中产生的效应更为明显 1 阻力增大，船速下降； 2 船体下坐，产生纵倾； 3 旋回性变差； 4 振动加剧，产生异常振动； 5 舵力产生变化； 6 航向稳定性提高； 7 因纵倾与横摇，要求足够的富裕水深； 8 沿岸航行，易产生侧壁效应； 9 因风，流压差，要求足够的海底宽度； 10追越与对驶时，保持必要间距，以防船吸效应。 三 港内操船特点 1 由于港口码头水域有限，超大型船舶的操纵港作拖轮是主力； 2 靠离码头，横向移动需要使用多艘拖轮； 3 所配拖轮位置应据不同作业状

3、态而应有所不同； 4 回转中需注意本船船尾的反移量。 四 操纵用锚上的受限 1 锚泊时，几乎都是抛单锚锚泊； 2 如抛锚调头等操纵用锚时，应倍加注意，因锚机制动力不足，船速必须小于1/4节，否则有危险； 3 因船舶动量特大，一般不可应用锚来制动，最忌违的是航行中下锚； 4 一般均采用深水抛锚法，用锚机倒至海底，松出一定长度锚链后，再用常规方法松链。 超大型船舶的船型均肥胖而粗短，其方型系数多高于0.8，船越大CB亦越大，即是压载时CB也可达0.75以上，其长度比L/B为6.0 6.7，比一般货船小，而宽与吃水之比多大于2.5，比一般货船大，其舵面积比A/Lpp * d多低于1/65，但却具有良

4、好的旋回性，从而使得超大型船舶的追随性和航向稳定性能较差，而旋回性能较好，主机功率随船型的增大而增大，但并不与其吨位成比例，其单位吨位马力值有较大降低，且其全速倒车速度也仅能达到全速前进时的30%左右，一般均在6节以下。 Outline of Manoeuvre Characteristics of VLV Owing to the large measures and great DWT of VLV and relatively smaller main engine horse power per ton, there are many characteristics different

5、 from those of the 10,000 ton to 20,000 ton vessels. 1. Ships Manoeuvrability Coming Down 1.1 Bad steering: slow reaction, no rudder effect, turn at the 3-4 kt speed. 1.2 Bad yaw quick responsibility: make enough estimate and make rudder in time when altering course or passing the bend channels. 1.3

6、 Poor course stability (directional stability): after making rudder pay attention to make opposite rudder in time the ship head being to slant. 1.4 Bad course keeping ability: in the storm weather, easy to be off course, because of low B/L *D value. 1.5 Good steady turning ability: although there is

7、 a big turning circle, D/L value is small good turning ability appearing. 1.6 Big starting and stopping inertia: changing speed appear duller, stopping ability is not so good. 1.7 Big turn inertia: in order to make big rudder angle, make rudder early, make early return rudder, make big opposite rudd

8、er angle. 1.8 Because of big stopping inertia crush stopping ability comes down. 2. More evidence effects in Shallow and Narrow Channel 2.1 Resistance increase, speed coming down. 2.2 Trim happening because of ship body sinking. 2.3 Steady turning ability becoming not so good. 2.4 Vibration intensif

9、ying, abnormal vibration appearing. 2.5 Course stability being better. 2.6 Rudder force changing. 2.7 Require enough U.K.C, because of trim and heel. 2.8 Bank effect easy to happen in narrow channel sailing. 2.9 Require enough breadth of sea bottom for leeway. 2.10 Keep necessary distance from other

10、 ship while is going to overtake or head-on. 3. In the Harbor Manoeuvre Characteristics 3.1 Tugs become main force to maneuver VLV because of limited harbor water area. 3.2 Need several tugs to go alongside or leave berth or move transversely. 3.3 Need different tug disposition according to differen

11、t tasks. 3.4 In turning process pay attention to the kick of own ship stern. 4. Restricted to use Anchor in Manoeuvring 4.1 Almost use single anchor at anchorage. 4.2 Pay special attention to using anchor in maneuver, ex. Turning with anchor, speed have to be less than 1/4 KT, otherwise there are da

12、ngers because the brake of windlass has no enough break power. 4.3 Usually dont use anchor to brake, for the ships very big momentum. Anchoring in navigation is prohibited. 4.4 Usually use the deep water mooring, anchor is to send by windlass to the sea bottom, after sending out certain length of ch

13、ain use normal method to slack chain. VLV type ship is fat, short and bulk; its block coefficient is almost more then 0.8. The bigger the Cb, even in the ballast Cb will be more then 0.75. Its radio of length and breadth is 6.0 6.7, smaller then general cargo ship, but ratio of breadth and draft is

14、more then 2.5 bigger then general cargo ship. Its ratio of rudder area and side area AR/Lpp * d is almost smaller then 1/65, but it has good turning ability. So the yaw quick responsibility and the course stability of VLV are not so good but the turning ability is better. With the increase of the sh

15、ips tonnage the main engine power is raised, but its HP per tone has bigger descend. 大型船舶操纵特性 1 大型船舶惯性 11 停车惯性 超大型船质量大, 其冲程冲时均长，一般至余速5节时的冲程达14L，4节时为18L，3节的冲程均达23L以上，冲时可达接近半小时。 12 倒车惯性 据IMO暂行规定，全速倒车停船行程不应超过15倍船长。 13 影响惯性因素 l 排水量 l 主机倒车功率及换向时间 l 船速 l 船型 l 外界因素 l 推进器种类 14 各种制动方法及其运用 l 倒车制动法：倒车制动，是一种有效的

16、制动方法。尤其是在低速航行时更为见效。但由于会出现较大的偏航量和偏航角，故在受限水域使用时应谨慎。 l 大角度旋回制动法：通常使用满舵旋回一周，当回转360度时可使船速减少1/3，大型油轮甚至可降速50%。如水域不受限，采用此法是有效的。究竟是车让还是舵让，除水域条件外，尚需视旋回最大纵距与倒车制动纵距的大小，应采用小者，一般情况下，低速时用车让，高速时用舵让。 l Z型操纵制动法：直航中通过左右满舵和减速，倒车的联合操作使船舶快速停住的方法，此法是英国造船研究协会提出的，其特点是：其偏航量和偏航角均较小，且分阶段降低车速，有利于主机的维护，对大型船舶，方型系数较大的船舶更为有效，但在较窄水域

17、或港内外航道内不宜使用，操纵上略感复杂。 l 拖锚制动法 l 拖轮助制法 2 旋回圈turning circle及其要素 l 纵距：自施舵至船首转过90度时重心所移动的纵向距离，而至任意角度时的纵向距离为进距advance。一般纵距=旋回初径tactical diameter。 l 横距transfer：自施舵而船首转过90度时重心所移动的横向距离，一般横距约等于l l l l l l l l l 1/2旋回初径。 旋回初径TD：自施舵至船首转过180度时重心所移动的横向距离，一般TD=3 6 L 旋回直径 FD final diameter：定长旋回中重心轨迹园的直径。一般FD=0.9 1.

18、2 TD 滞距reach：是旋回直径中心O的纵距，一般均在施舵时船舶重心位置之前方。 反移量kick：船舶重心向操舵相反一侧横移的距离，也叫偏距。满舵旋回时，回转达1个罗经点左右时，反移量达最大值，约为船长1%左右，大型船尤需注意船尾的偏移量，其最大值约为L。 漂角drift angle ：重心处的切线速度与首向线的交角叫漂角。首尾线上各点的漂角不同，满舵旋回时，深水中漂角约20度左右，不同舵角的漂角约在3 15度之间。 转心pivoting point：位于自旋回曲率中心向首尾线的垂足，在定长旋回时约在首柱后 L处，相当于在重心前L处，随着船速的变化转心位置也变化，该点的漂角为零，船舶绕转心

19、的竖轴自转，故该点的横移速度为零。 旋回中的降速：旋回中漂角的出现船舶呈斜航，致使阻力增加，船速下降。漂角越大，F.D/L越小，方型系数大，则速度下降越大。在旋回过程中，开始时降速小，随着回转的加快，降速增加，进入定长旋回阶段，降速达最大，肥胖型的大型船速降较大，可达% 初速。 旋回时间：旋回360度所需时间，与其大小与排水量，船速，船型有关。船速高时间短，排水量大时间长。万吨级快速船其时间约为6分钟，而大型船舶则需增加一倍。 旋回中的横倾：旋回中所产生的船舶离心力与水动力构成的力矩大过由舵力产生的横倾力矩时，船舶形成外倾。在由内倾过渡到外倾时产生最大的外倾角，进入定长旋回阶段横倾角则稳定在一

20、定角度。一般货船3 5度，大型船舶因复原力矩大，故横倾角很小。 外力对大型船舶操纵的影响 1 风对操船的影响 1.1 风致偏转： l 船舶静止中受风时，发生偏转，最后停止于呈正横附近受风状态，其风舷角约为100度。 l 船舶前进中受风，其风舷角小于90度，当风动压力转船力矩大于水动力转船力矩时出现顺风偏转，当风动压力转船力矩小于水动力转船力矩时出现逆风偏转，其风舷角大于90度，因船在前进中，故W在重心G之前，又风动压力转船力矩和水动力转船力矩方向相同，使船首逆风偏转。 l 船舶后退中受风，不论风向来自何方向，均使船尾呈逆风偏转，即为尾找风现象。 1.2 风致漂移：停船时的漂移速度与当时风速和水

21、线上下面积之比有关，而航行中的漂移速度还与本船航速密切相关。船速越低漂移越大，风速越大，漂移速度亦大；深水较浅水，漂移速度大。因此在港内或狭小水道内操船时不可忽视风力影响。大型船吃横风时，其漂移速度可达4 5% 风速。 1.3 受风保向界限：在风中航行时船舶将向下风漂移，同时还产生偏转，为保向必须加以压舵。但压舵有时有效，有时却不能。这需视相对风速与船速比值及相对风向而定，故该比值称为受风保向界限。 2 流的影响 2.1 水流对船速和冲程的影响：顺水航行，实际船速等于静水船速加流速；顶流时则减去流速。故顺逆流实际船速相差两倍流速，对冲程的影响亦同，顺流时增加，逆流时则减小。 2.2 水流对舵力

22、和舵效的影响：不论顺流还是逆流，船对水的相对速度不变，即舵效不变，故舵力，舵力转船力矩均不变。 对舵效而言，顶流较顺流舵效好，反应快，但因流压力矩的作用，有时出现迎流回转困难的现象，重载大型船遇强斜流时尤其如此。 2.3 流压的影响：当流向与船首成交角，因流速与静水船速的合成速度，将船推向另一舷侧的运动，称为流压。流速越大，交角越大，船速越慢，流压则越大。 2.4 水流对旋回的影响：在有流水域中旋回时，受流的推移而产生流致漂移距离Dd. Dd = T*Vw.80% (m) 式中T为旋回1800所需时间(S), VW为流速(m/s)。T的大小与排水量有关，可估算为：5万吨约4.5M，10万吨约5

23、.5M，20万吨约6.5M，故慢速船，大型船其旋回时间长，漂距也更大，尤应注意。旋回掉头所需水域D1可估算为 D1 = Adm +- Dd + 安全余量 式中Adm为旋回最大纵距，Dd顺流时加，顶流时减。 3 受限水域的影响 3.1 浅水效应：船舶驶入浅水区域时会出现的几种现象有 l 附加质量增加，故大型船舶在港内操纵时需事先配足拖轮马力。 l 船速下降，因水流速度加快，阻力增加，故船速降低。 l 船体下沉，出现纵倾 l 旋回性能下降，航向稳定性提高； l 冲程减小 3.2 侧壁效应 3.3 斜底效应 3.4 船间效应 3.5 受限水域中操船的注意事项 l 注意掌握狭水道的流向，流速变化以及对

24、风对操船的影响，正确予配风流压差； l 及早备车，控制船速，遵守航行规则，正确避让； l 能见度不良除开启雷达，加强了望，减速行驶外，应根据情况派人了头和备锚航行； l 驶过浅水区应连续测深，保持足够的富裕水深并尽量选高潮通过，必要时应降速航行以减小首倾； l 近岸侧航行应减速，防止浪损及首向深水侧偏转； l 在航行中要经常检查和核对有关助航仪器和设备； l 若用浮标导航要逐个进行核对并记录，以防错认或遗漏；大风浪中，浮标有可能移位与灭失或灯光失常，不要盲目信赖； l 通过险要，复杂航段或潮流较强的水道时，应选于视界良好，交通量较少的平流时进行，以免陷入尴尬境地。 l 操纵困难或紧急避让时应毫

25、不犹豫地抛单锚或双锚配合车，舵助操。 在操船方法上，应正确评估船舶自身的操纵能力以及在受限水域中操纵性能的特点，在此基础上进行定量化操船。 在受限水域航行时，应着重注意本船以下几个方面操纵性能： l l l l l l l 船舶处于低速时的操纵性能； 采用适当的倒车可直线保向的停船性能； 船舶对操舵，用车响应时间的快慢； 操舵或压舵可给出的适当转头作用或控制作用； 船舶舵效的好坏在外界条件影响下的变化； 各航速下的紧急停船距离； 船舶的启动性和减速性能。 4.8.3 最小富余水深 Minimum Under Keel Clearance 船舶无论海上航行、锚泊和系泊都应始终保持足够的富余水深。

26、 1） 对最小富余水深的要求： a. 夏季吃水小于10米的船舶 l 泊位=0.3米。 l 锚泊=1.0米。 l 进/出港航道=10%吃水。 l 海上航行=20%吃水。 b. 夏季吃水在10-17米之间的船舶 l 泊位=0.6米。 l 锚泊=2.0米。 l 进/出港航道=10%吃水。 l 海上航行=20%吃水。 c. 夏季吃水17米以上的船舶 l 泊位=0.9米。 l 锚泊=3.0米。 l 进/出港航道=10%吃水。 l 海上航行=20%吃水。 确定富裕水深的实例：1 欧洲引航协会对超大型船舶富裕水深的规定： 外海航道 港外航道 港内 吃水的20% 吃水的15% 吃水的10% 吃水的15% 吃水

27、的10% 吃水的5% 2 吃水的5% 吃水的8% 吃水在9M以下 吃水在9 12M 吃水在12M以上 水岛港石油泊位 吃水的10% 吃水的10% + 50CM 3 新加坡，马六甲海峡 深吃水船及VLCC(15万吨DWT油船) 通过时，一般至少保持3.5M富裕水深 4 上海港为0.7M富裕水深 5 青岛港对深吃水油轮富裕水深1.5M 2） 船舶系泊于海上泊位/单点系泊时，必须考虑涌浪的影响，适当增加富余水深。 3） 对巨型油轮穿越马六岬/新加坡海峡航行，应遵守ICS/OCIMF的指南。还应遵守船东/租船人的特殊要求。 4） 当确定船舶最小富余水深时应考虑下列因素： a. b. c. d. e.

28、f. g. h. i. j. 海况和涌浪。 潮汐情况，特别是潮差情况。 异常潮汐/潮流。 大气压力或潮流引起的海平面变化。 海图水深的精确度和测量年代，潮汐资料及预报精度。 本船吃水观察和计算的准确性。 船舶横倾/纵倾导致吃水增加，特别是船宽很大的船舶。 海水密度的变化导致吃水变化。 海底的稳定程度。 下沉量的影响。 5） 富余水深计算 UKC Calculations 吃水 相关因素 船艏 海水吃水： 淡水超额量： 淡水吃水： 最大航速： 横倾改正： 最大吃水： 下沉量改正： 船舯 船艉 转向横倾改正： 有效吃水： 最小海图控制水深： 潮高： 气象改正： 经改正的海图控制水深： 预计的富余水

29、深： 6） 下沉量计算 Squat Calculations a. 船舶下沉量与船舶所处水域范围、船舶方形系数、船速密切相关。 b. 受限水域：下沉量= 2方形系数，即：SQUAT=2CbV2/100）。 c. 开阔水域：下沉量=方形系数速度平方/100），即：SQUAT=Cb。 d. 通常为安全起见，应用：下沉量= 速度平方/100的公式来计算。即：SQUATV2/100。 e. 一般船舶方形系数 Ships Block coefficient l 超级油轮=0.860。 l 巨型油轮=0.825。 l 普通油轮=0.800。 l 散装船 =0.750。 l 杂货船 =0.700。 l 客船

30、 =0.625。 l 集装箱船=0.565。 l 沿岸拖轮=0.500。 f. 同种船型船舶方形系数可能略有不同，每一船舶应从本船的船舶资料中确定本船的方形系数。 Minimum Under Keel Clearance 最小富裕水深 Procedure 程序 Determining the vessels draft 决定吃水 The Master shall consider the vessels deepest navigational draft and the controlling depth of the port transit before arrival at the p

31、ilot station or., when outbound, prior to getting underway. The vessels draft shall be calculated using guidance contained in the loading manual and the trim and stability booklet. The fore and aft draft readings shall also be visually confirmed prior to transiting port unless deemed unsafe by the m

32、aster. The vessels draft shall be recorded in the pilot card prior to entering or leaving port. 船长应在抵引水站之前，或离港，在航前，充分考虑船舶的最大航行吃水和进出的港口的可航水深。船舶的吃水计算应使用装货手册和稳性吃水差报告书的内容做指导，如船长认为不安全，前后吃水读数也应在进港前观测确认，船舶的吃水在进，离港前应记录在引水卡片上。 The squat data found in the vessels manoeuvring test data should also be used to a

33、djust the estimated draft based on the ports transit speed and depth under keel. 也应在进出港速度和船下水深的基础上使用船舶操纵试验数据查出下沉量以调整预计吃水。 The increase of draft due to the heeling effect when turning while making way must also be taken into account. 由于旋转产生的横倾引起的吃水增加也必须加以考虑。 Determining the controlling depth 决定可航水深 T

34、he controlling depth of the port transit shall be estimated using all means including charted information, tide calculations, and any pertinent information found in the Coast Pilot or Local Notice to Mariners. 对于进出的港口的可航水深的估算应用所有方法，包括海图上的信息，潮高的计算，和任何在沿岸指南或当地航海通告相关的资料。 The vessels transit shall be la

35、id out on appropriate charts and areas of restricted navigation or shallow areas shall be highlighted. The master shall review all turn bearings and critical transit points. Local Notice to Mariners, Coast Pilots, and regulated navigation areas as described in 33 CFR 165 shall be used to update the

36、port chart. 船舶的航线应画在相关的海图上,受限水域或浅水应突出标注。船长应核对所有的转向方位和关键的航路点。当地航海通告，沿岸航路指南。 The Master shall also attempt to contact the intended facility/terminal or local agent to determine the estimated docking depth during the vessels stay, with particular emphasis on the projected arrival and departure times. 船

37、长还应努力与港口/码头或当地代理联络来确定船舶在港期间预计的泊位水深，特别强调计划入泊和离泊时间。 Establishing minimum clearance 建立最小富裕水深 Using the data obtained from the above activities, the Master shall determine the minimum under keel clearance required for the safe navigation of the vessel. 使用从以上行动得到的数据，船长应确定船舶安全航行的最小富裕水深。 Discussion with pi

38、lots 与引水商谈 The master shall discuss the entire planned passage with the pilot, specially indicating how and what assumptions were used to develop the under keel clearance estimate, and identifying potential maneuvering constrains. Discussion shall include, but should not be limited to: The vessels d

39、raft Controlling depth of the intended transit Masters estimated under keel clearance The effects of recent or potential weather on the route such as wind or reduced visibility. Environmental conditions such as shoaling, swells, and unusual tides and currents. Vessel traffic that may affect the ship

40、s transit 船长应与引水就整个的航行计划进行商谈，特别是指明对估计富裕水深的设想和如何对其进行实施，确定在操纵中的限制，商谈还应包括但不局限于下列内容： 船舶吃水 预计航路上的可航水深 船长估计的富裕水深 在航路上的近期和可能的天气影响，如风或能见度的降低 周边环境条件，如浅水，涌浪，异常潮汐和潮流 可能影响航行的船舶密度 This discussion shall take as much time as the Master deems necessary to fully understand the pilots recommendations and concerns. 这种

41、商谈的时间应以船长认为必要的长度，用以对引水的建议和意图全面明了。 Master are cautioned to bear in mind that sometimes the term controlling depth and controlling draft are often mixed, using the same figures, and such ambiguity should be clarified. 船长应谨慎的牢记，有时术语 “可航水深”和 “可航吃水”经常被混淆，运用相同的数字，类似这样的含糊是应澄清的。 An entry shall be made in th

42、e official log book relating this discussion. 这个商谈应记入官方航海日志。 In the event a pilot refuses to discuss the passage to the extend believed necessary by the Master, the Master is authorized to refuse passage until adequate discussions have taken place. In any case where a pilot is uncooperative, a suita

43、ble log entry shall be made. 如果引水拒绝与船长就当前的航行进行必要的商议，船长有拒绝继续航行的权利，直至适当的商议完成。在任何引水不配合的情况下，适当的记入航海日志 Recommendations of the pilot 引水的建议 If a greater clearance than that determined by the Master is recommended by the pilot, the Master shall consider the basis for the recommendation when deciding whether

44、 to proceed with the port transit. In any case, the Master is authorized to take any reasonable action to ensure a safe port transit including delay of the vessel transit, lightering or employing a tug for assistance. 如果引水建议的富裕水深较船长决定的大，船长在决定是否进港时应在建议的基础上考虑。 在任何情况下，船长有权采取合理的措施以确认为安全进港，包括延迟进港，驳载或雇佣拖轮

45、协助。 Consultation with the office 与公司商议 The Master may but is not required to, consult with the applicable Superintendent ashore on any aspect of under keel clearance. 船长可以但并不要求，就富裕水深与公司相关主管协商。 Local restrictions 地方限制 Notwithstanding the above guidance, all local restrictions imposed by the local Captain of the port or other competent authority shall be observed. 尽管有以上指导，当地港口船长或其他有资格的当局官员发布的限制所有当地限制应该遵守。