操纵问答题知识讲解

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1、何谓航向稳定性?如何判别?

答:船舶航行中受到风、浪、流等极小的外界干扰作用,使其偏离原来运动状态。在外来干扰消失后, 保持正舵的条件下,船舶能回到原来运动状态的能力。

判别:1)外力干扰消失后,在正舵条件下,如船舶最终能以一个新航向作直线运动,称直线稳定性;

2) 外力消失后,在正舵条件下,如船舶最终能恢复到原航向上作直线运动,仅与原来运动轨迹存在一个偏量,称方向稳

定性;

3)外力干扰消失后,在正舵条件下,如船舶最终能自行恢复到原来航线上,航向与原航向相同,

且运动轨迹无偏离,称具有位置稳定性;

4)外力干扰消失后,最终进入一个回转运动,称该船不具备航向稳定性;

2、何谓航向改变性?哪些因素影响航向改变性?

答:表示船舶改向灵活的程度,通常由原航向改驶新航向时,到新航向的距离来表示船舶改向性的优劣。航向改变性通常用初始回转性能和偏转抑制能力来衡量。

初始回转性能是指船舶对操舵改变航向的快速响应性能:由操舵后船舶航进一定距离上船首转过的角度大小来衡量; 偏转抑制性能:指船舶偏转中操正舵、反向压舵,使船舶停止偏转保持直线航行的性能; 影响航向改变性的因素:1)方型系数Cb大,旋回性好;

2)舵角:大舵角,旋回性好; 3)吃水与吃水差; 4)横倾; 5)浅水;

6)其他因素:(如强风、强流等)

3、掌握船舶变速性能(冲程、冲时)对船舶操纵有何意义?影响紧急停船距离(冲程)的因素有哪些? 答:前进中的船舶完成变速过程中所前进的距离,称为冲程,所经历的时间,称为冲时。 当船舶进行启动、变速、停车、倒车时因惯性的存在,采取上述措施时,需经一段时间,航行 一段距离,才能从一种定常运动状态改变到另一种运动状态。

意义:在实际操纵船舶时,应充分考虑到本船的冲程和冲时(即考虑一提前量)才能得心应手地 及时将船停住或避让来往船舶或及时避开障碍物,才能采取一切有利于安全航行的措施, 避免紧迫局面和事故的发生。

尤其要掌握倒车停船性能,当快速航进中,遇到紧急情况时,只有在充分了解本船的紧急 停船距离,才能避免碰撞的发生。

影响紧急停船的因素: 1)主机倒车功率、换相时间;2)推进器种类;3)排水量

4)船速 5)其他因素:顺流冲程大,顶流冲程小;浅水阻力大;污底严重阻力大、冲程小等 4、何谓舵效?影响舵效的因素有哪些?

答:广义:船体对舵的响应。 即舵对于船舶转首的控制作用。

狭义:运动中的船舶操一舵角δ后,船舶在较短的时间内,在较短的距离内(L或2L) (一定的水域内)转首角的大小来表示舵效的好坏。

能在较短的时间、较小水域内有较大的回转角,称该船的舵效好。反之,则舵效差; 影响舵效的因素有:1)舵角和舵面积比;2)舵速3)吃水 4)纵倾和横倾

5)舵机性能 6)其他因素

5、试述纵倾、横倾对船舶操纵的影响?

答:当船舶产生纵倾、横倾时影响船舶的航向稳定性、保向性和旋回性、舵效。 纵倾:1)首倾:使船舶保向性和航向稳定性下降,回转速度加快,旋回圈减小;

首倾增加1%L,旋回初径减小10%,

2)尾倾:船舶保向性和航向稳定性提高,回转速度慢,旋回圈增大, 尾倾增加1%L,旋回初径增加10% 高速船因尾倾大,旋回圈增大;

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3)对舵效的影响:首倾时舵效差,尾倾时舵效好;

横倾:船舶存在横倾比没有横倾时保向性下降,横倾对旋回圈的大小影响不大。 低速时,向低舷侧旋回时旋回初径小; 高速时,向高舷侧旋回时旋回初径小;

对舵效的影响:向横倾的低舷侧转向时舵效差,反之则好; 6、决定富裕水深的要素有哪些?

答:1)航进中船舶的下沉量; 2)海图水深的测量误差; 3)水位的变化;

4)为安全操纵考虑的其他因素:(如浅水效应、侧壁效应、主机冷却水吸入口距海底的距离、

硬底与软底、拖锚时UKC不少于锚冠的宽度)

7、试述转速、船速、推力和阻力四者之间的关系。

答:对于给定的船,当船速Vs一定时,推力T与转速n成正比; 当转速n一定时,如相应方向的船速Vs提高,螺旋桨推力T下降; 因此:当T?R时,船舶作加速运动 当T2?R时,船舶作匀速运动

当T?R时,船舶作减速运动

8、何谓滑失,滑失对推力、船速和舵效有何影响?

答:滑失:螺旋桨旋转一周的路程hA比螺距P小,即螺距P与进程hA之差称为真滑失;

滑失的大小能决定螺旋桨推力的大小; 船速越低,滑失比越大,推力越大;

滑失增加,水流作用于舵叶上的压力约以滑失的1.5次方的比列增加,提高舵效。

9、何谓螺旋桨的沉深及沉深横向力对船舶操纵的影响? 答:螺旋桨桨轴中心线距水面垂直距离h称螺旋桨的沉深。

对船舶操纵的影响:右旋单车船,进车时该力推尾向右,船首向左偏转; 倒车时该力推尾向左,船首向右偏转; 当

hhh?0.65~0.75时,该力很小;当?0.65~0.75时,随着的减小,该力明显增大。 DDD10、试述风、流对船舶操纵的影响) 答:风的影响:

风致船舶偏转和漂移:船体水线以上部分受风影响;使船速发生变化(顺风加速,顶风减速)、 船体向下风漂移、船首向上风或下风偏转、低速航行时遇到强风、

因舵力转船力矩不足以抵抗风动压力偏转力矩而无法用舵纠偏、斜向受风时造成船舶横倾。 流的影响;A、水流对船速和冲程的影响;顺流加速顶流减速、顺流比顶流大2倍的对地速度; B、顺流和顶水流对舵力的影响较小,但对舵效的影响较大,顶流舵效好,顺流舵效差。 C、流压对船舶漂移的影响:当船舶首尾线与航道中的水流存在一交角时,使船体向水流 来向相反舷运动,形成流压,使船产生飘移,流速急、交角大时 流压亦大。欲使航进的船舶保持在计划航线上,需及时修正流压差。 靠泊时,及时调整靠拢角度,是顺利安全靠泊的重要保证。 D、水流对船舶旋回的影响:流致船舶飘移,顺流旋回时,其纵矩比顶流旋回时大; E、弯曲水道水流对操纵的影响:狭水道和港内航道航行,顺流比顶流操纵难,因舵效差。 F、侧壁效应明显,不管顺流、顶流均使船身压向凹岸,船首偏向航道中央。

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G、航道中央涨、落流的时间、流向、流速与岸边的变化不同。岸边转流时间比航道中央早, 在凸岸一侧水浅、流缓,而凹岸一侧水深、流急,船舶航经此种水域,需充分掌握上述特性。

11、试述选择锚地的一般要求: 答:主要有: 1)适当的水深:

根据船舶吃水、海图水深、潮高、波高等考虑,一般需保证在最低潮时的锚地潮高应大于1.2倍的吃水;波高:在涌浪较大的水域锚泊时,锚地水深在最低潮时要大于1.5倍的吃水+2/3波高;锚地的最大水深不应超过一舷锚链总长的1/4,即85米左右;

2)良好的底质和海底地形:

底质:选择软硬适中的泥底或沙底及黏土质的泥底,不宜在石底处抛锚; 海底地形:选择平坦的海底,增加锚的抓力;不宜在陡坡处抛锚,因易向深处滑动。

3)水流:选择流速缓、流向稳定的锚地。不宜在急弯、狭窄水域锚泊。 4)选择具有满足吃水要求的、有足够旋回余地处锚泊。

5)良好的避风浪条件:一般选择在岛礁的下风侧锚泊,这样可利用岛礁挡住风、浪。

但在避台风时因风向随时在变化,需充分考虑利用地形来挡风浪。

6)其他条件:锚泊时应远离海底电缆、沉船、礁石等障碍物、应远离航道、或选择定位条件较好处锚泊。

12、狭水道船舶操纵要领及注意事项:(同浅水和受限水域操船) 答:1)产生浅水效应:A、航行阻力增加,船速下降;

B、航向稳定性提高,追随性变好,旋回性变差; C、船体下沉,吃水增加,尤其首吃水增加大于尾吃水; D、舵力略有下降,舵效变差;

E、兴波发生变化,首波峰增高,船侧中部呈波谷,船尾呈高水位区域;

2)产生侧壁效应:由于水道宽度相对较窄使船舶运动特点发生变化。 使船身整体被吸向岸璧,而船首向航道中央偏转;

3)产生斜坡作用:船舶航行于海底或河底呈倾斜的航段时,由于船体左右两舷的水深不同, 由于浅水舷船首排开的水扩散困难,致使浅水舷船首处水位上升,压力升高,

产生推首向深水侧偏转。

注意事项:1)使用安全航速、主机备车航行,按有关规定航行和避让; 2)加强瞭望,谨慎驾驶;

3)充分了解和掌握当时当地的风、流、船舶通航密度、航道、航标等情况; 4)加强VHF收听和与有关航船加强联系、协调避让措施; 5)必要时安排大副和木匠在船首备双锚和了头;

13、试述单锚泊船的偏荡现象。简述其影响因数及减轻单锚泊船偏荡的措施。

答:当风速超过10m/s时,主要当船舶空载时船体所受到的风动压力发生变化、使船失去左右平衡在新的风动压力、水动压力和

锚链拉力诸力的作用下,使船舶产生首摇、纵荡和横荡运动。此三种运动的周期性复合运动 称为单锚泊船的偏荡。风速越高,偏荡越大,偏荡周期越短,锚链张力也越大, 当锚链张力超过锚和锚链抓力时,出现走锚。

缓解偏荡的措施:1)增加压载水量,如能达到3/4满载吃水时,可缓解剧烈偏荡; 2)调成首纵倾,使风动压力中心后移、水动压力中心前移,缓解偏荡; 3)加抛止荡锚,当偏荡至未抛锚一舷的极限时抛下另一锚; 4)改抛八字锚,使两锚链夹角在60度左右; 5)恰当地短时间内使用主机、配合用舵,抑制偏荡;

6)灵巧使用侧推器。

14、锚泊中判断走锚的方法及发现走锚应采取的措施?

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答:判断走锚的方法:1)利用GPS定位仪的走锚报警; 2)利用附近陆标经常测定锚位;

3) 雷达测定本船锚位及观测周围船舶的方位、距离(如发现周围船舶的距离与本船接近时,

应迅速查明是本船在走锚或他船走锚;

4) 注意偏荡:如强风中偏荡停止,而变为仅以抛锚舷受风时,判定为本船在走锚; 5)锚链从一直受力变为出现间隙性抖动,则可能在走锚:

采取的措施:1)立即加抛另一锚; 2)谨慎松长锚链; 3)开动主机; 4)悬挂国际信号旗“Y”

5)用VHF警告周围船舶; 6)起锚另择锚地重新抛锚;

15、航行中发现有人落水时应采取哪些措施?

答:1)发现者立即大声呼叫“有人落水”,并抛下就近的救生圈;

2)停车,向落水者一舷操满舵,使船尾摆开落水者,以免螺旋桨伤人; 3)派专人登高看守落水者,并不断报告其方位;

4)发出人落水警报(三长声),全船进入救生应变部署,做好放艇救人准备; 5)备车航行及采取最有利于救助的操纵方法,接近落水者; 5) 放艇营救;

17、航行中发生火灾如何操纵船舶并应注意些什么? 答:1)向全船发出火灾警报,全船进入消防应急部署;

2)迅速查明着火部位、火灾性质、范围,确定灭火方案; 3)根据着火部位,降速航行操船使着火部位处于下风侧。

船首着火,顺风航行; 船尾着火,顶风航行; 船中着火,傍风航行;

4)将着火的甲板货抛入海里;

5)采用水灭火时,应及时将灭火用的水排出,以免降低船舶稳性、浮性、横倾等不利情况; 19、试述船舶靠泊位的操作要领。 答:靠码头的操纵要点如下:

俗称靠泊三要素:控制余速、横距、靠拢角和靠拢速度;

有风时靠泊:吹拢风,靠拢角度要小;吹开风时,靠拢角度要大;

有流时靠泊:顶流靠,有压拢流时,船位要摆开些(即离码头远些),靠拢角度调至最小, 尽可能地首尾平行靠上泊位;靠拢的速度要尽可能地慢

20、试述船舶在斜顺风和斜顶风航进中,何种情况更易于保向?并说明其原因。

答:斜顶风航进中的船舶比斜顺风时更易于保向。

因为:斜顶风航行时,风从正横前吹来,风舷角??90,风动压力中心A在重心G之前。 水动力转船力矩W在重心G之前,由于这两力矩方向相反,用小舵角产生的力矩即可

克服偏转,就能较易保向;

斜顺风航行时,风从正横后吹来,风舷角??90,风动压力中心A在重心G之后, 这两力矩方向相同,并增大,用小舵角难以保向;

可概括为:斜顶风航行时风力转船力矩与水动力转船力矩相抵;

斜顺风航行时风力转船力矩与水动力转船力矩相长;

21、航进中的船舶突然倒车,舵力常不能控制,分析其原因是什么?

答:刚螺旋桨倒转时,排出流不作用于舵叶,而作用在船尾的船体上,对舵力不起作用。

当后退速度增加,倒车时的吸入流,才作用在舵叶上,此时操一舵角,增加舵速,可增加舵力。

22、何谓侧壁效应?岸璧效应的影响因素有哪些?在操舵保向方面应注意什么?

答:A、因航道的宽度与船长之比W/L?2,当船舶偏航接近水道岸璧,由于船体两舷所受水动力不同,

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而出现船舶整体被吸向岸璧,船首转向航道中央的现象,称为侧壁效应。 B、岸璧效应的影响因素:

1) 船岸间距达1.7倍船宽时出现岸璧效应,船岸间距越小,岸璧效应越明显; 2) 水道宽度越窄,岸璧效应越激烈; 3) 航速越高,岸璧效应越激烈; 4) 船型越肥大,岸璧效应越明显; 5) 水深越浅,岸璧效应越激烈;C、出现侧壁效应时应采取:

1)加大船岸间距离; 2)减速、慢车通过;

3)一旦出现船首偏向航道中央时,应立即操反向舵角(必要时用反向大舵角)纠偏;

23、简述弯曲水道水流特点? P50

答:弯曲水道水流特点:不论涨流、落流,水流都是流向凹岸一侧冲压;近凹岸侧水深、流急流速大; 凸岸处水浅,水流速慢,凸岸下流一侧存在回流. 24、试述一般船舶掉头时所需水域的大小?

答:1)降速加车右满舵旋回掉头所需水域约需直径为3倍船长的圆水域;

2)一艘拖轮协助大船掉头,所需水域约需直径为2倍船长的圆水域; 3)利用多艘拖轮协助大船掉头,所需水域约需直径为1.5倍船长的圆水域; 4)顺流抛锚自力掉头时, 所需水域约需直径为2倍船长的圆水域;

26、试述风动压力系数Ca的大小与哪些因素有关?

答: Ca的大小与风舷角、船舶吃水和船体受风面积和上层建筑形状有关:

2)随船舶吃水的不同而不同,吃水增加,风动压力减小;

3)随船体受风面积和形状的不同而不同,船体受风面积大,风动压力大。滚装船、集装箱船Ca大,油轮Ca小。 27、何谓舵速?

答:舵速是指舵、水相对运动速度在首尾方向上的分量。

1)风致漂移的速度公式:静止中Vy

2

1)风舷角θ=0°和180 °时,风动压力系数最小,风舷角θ=40°和140 °时,风动压力系数最大。

28、

?0.038Ba?Va

Lw?d2)流致漂移距离经验估算公式:流致漂移距离Dd3)旋回掉头所需水域估算公式:D1?TxVcx80%

?Adm?Dd?安全距离

4)排水量为0.5万吨、1万吨、5万吨船舶旋回掉头约需的时间如下: 0.5万吨(约3.0分钟)1万吨(约3.5分钟) 5万吨((约4.5分钟) 29、两锚泊船之间应保持的最小安全距离。

答:两锚泊船之间应保持的最小安全距离可参照公式:P80(4-8)

D?2R?L?2(L?LC?2r)?L?L?2LC?4r

例:某万吨货轮(L=150米)出链长度9节时进行单锚泊时,到最近定位物标距离为4.5海里

,试求应与其他锚泊船至少保持距离多少?

解:根据 P80 公式(4-8)与其他锚泊船至少应保持的距离D = 2R – L = 2(L + Lc + 2 r ) – L = L + 2Lc + 4 r = 150 + 2 x 9 x 27.5 + 4 x 4.5 x 1852 x 2 % = 1311.72米 注:上式中的: L 为船长 = 150米

Lc为出链长度,9节锚链,每节长度27.5米,Lc = 9 x 27.5m = 247.5m

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