风对船舶操纵影响.ppt

第二节第二节风对船舶操纵性的影响风对船舶操纵性的影响一、风动力及其转船力矩一、风动力及其转船力矩 Ma ( (一)风动力三要素一)风动力三要素 1 1、大小: 、大小: Fa Fa =g/2 =g/2 ?? aCaVa aCaVa 2 2 (Aacos (Aacos 2 2??+Basin +Basin 2 2??) ) Ca Ca 随随?的变化特点: 首尾受风时, 首尾受风时, Ca Ca 最小; 最小; 风舷角风舷角??为为30 30° ° -40 -40 ° °和和140 140 ° ° -160 -160 ° °时, 时, Ca Ca 达极达极大值;正横受风时, 大值;正横受风时, Ca Ca 较小。较小。 2 2、方向: 、方向: ??随随??而增大, 而增大, ??在在40 40° ° -140 -140 ° °区间内区间内时, 时, ??约在约在 80 80 ° ° -100 -100 ° °之间之间 3 3、作用点: 、作用点: 随随?增大, N自船首部逐渐移向尾部。 a/L 在 - 范围内成直线增大。 Va ? Fa Fa’ Fa ’’ Fay Fax NG a ( (二)风动力转船力矩二)风动力转船力矩 Ma= g/2 Ma= g/2 ?? aC aC N N a a (Aacos (Aacos 2 2??+Basin +Basin 2 2??) ) Va Va 2 2L L Ma= Ma= Fasin Fasin ??( (l l G G -a) -a) ? Fa Fa’ Fa ’’ G?? NL al G船首固定时: 船首固定时: Ma= Ma= Fasin Fasin ??a a 船尾固定时: 船尾固定时: Ma= Ma= Fasin Fasin ??(L-a) (L-a) Ma 二、水动力及其转船力矩二、水动力及其转船力矩 Rw Rw =g/2 =g/2 ?? wCwVw wCwVw 2 2 Lwd Lwd Mw= g/2 Mw= g/2 ?? wC wC N N wVw wVw 2 2 Lwd Lwd Cw Cw 、、C C Nw Nw 、、a a w w、、??与流舷角与流舷角??和水深和水深/ / 吃水之间的关系: 吃水之间的关系: ?? Cw 随?的增大而由小到大,再由大到小; ?=90 °左右时 Cw 达最大值。 Cw 随水深/吃水的下降而增大。?船首顺流转, ?=0 °~ 80 °时, C Nw 由小到大,再由大到小,当?=40 °w 达最大值;船首逆流转, ?=90 ° ~16 0 °时, |C Nw |由小到大,再由大到小,当?=140 °左右时| CNw |达最大值。 C Nw 随水深/吃水下降而增大。? a w /L 随?的增大而增大,范围为 ~. ??约为 90 °左右。? Rw Rw ’ Rw ’’ Rwy Rax WG Vw ? Mw三、风致偏转三、风致偏转( (一)风致偏转规律一)风致偏转规律船舶偏转方向由风动力作用点、水动力作用点和船舶偏转方向由风动力作用点、水动力作用点和重心三者间关系确定。重心三者间关系确定。 1 1、船舶静止中受风、船舶静止中受风向下风漂移 NW 转向横风 G Fa Rw ?船舶尾迎风并向下风漂移; ?船舶首迎风并向下风漂移; ?船舶趋向横风状态并向下风漂移。 2 2、船舶前进中受风、船舶前进中受风空船、慢速、尾倾、首受风面积大时顺风偏 WG Fa Rw NWG Fa Rw NN WG Fa Rw 满载、快速、尾受风面积大时逆风偏尾部受风逆风偏 3 3、船舶倒退中受风、船舶倒退中受风 NWG Fa Rw 尾迎风尾迎风 NW Fa Rw G ““尾找风尾找风””( (二)船舶风中保向界限二)船舶风中保向界限定义:船舶前进中受风时船首偏转,需压舵保向, 定义:船舶前进中受风时船首偏转,需压舵保向, 那么当船舶在某一相对风舷角下,能否保向的相那么当船舶在某一相对风舷角下,能否保向的相对风速与船速的比值为保向界限。对风速与船速的比值为保向界限。保向界限的大小取决于相对风速、相对风向和船保向界限的大小取决于相对风速、相对风向和船速。速。从试验测得某油船在强风中压舵角分别为从试验测得某油船在强风中压舵角分别为 15 15 ° °和和 35 35 ° °时的可保向界限曲线中可得到下列结论: 时的可保向界限曲线中可得到下列结论: ??风舷角风舷角??=60 =60 ° ° ~120 ~120 ° °时,可保向范围小;风速达时,可保向范围小;风速达 9~10 9~10 倍时,满舵亦无法操舵保向,船首呈极强的逆风偏转。倍时,满舵亦无法操舵保向,船首呈极强的逆风偏转。??船舶首尾受风时,可保向