由于船舶与周围水直接存在相对运动而作用于船体的水动力及其力矩在上节已经讨论过,因此,本节将主要讨论均匀水流对船舶操纵的影响。至于弯曲水道中的水流对操纵的影响将在狭水道操船中介绍。
一、流对船速、冲程的影响
船舶在均匀流中航行,船舶对地、对码头的速度为船对水的速度与流速的几何和。船舶顺流航行时,实际船速等于静水船速加流速;顶流航行,则实际船速等于静水船速减流速。因此,在静水船速和流速不变的条件下,顺流航行时的 泊对地船速比顶流航行时的实际对地船速大两倍流速。当流向与船舶的首尾向有一定的交角时,流速和静水船速的合位速度将使船向来流的相反一舷运动,船员通常称之为流压。流速越大,交角越大,船速越慢,流压角就越大。如图3—21所示,在顶流靠泊时,根据流速的大小,摆好水流与船舶首尾线的交角,并控制好船速,可以使船舶慢慢地向泊位靠拢。如船速和交角控制不当,尤其是急流时,交角摆得太大,
流压将造成船舶压碰码头的事故。要调整流压,只需运用车、舵、锚、缆的作用调整船舶首尾线与流向得到夹角即漂角,即能达到预期的目的。
顶流中,冲程较小,流速越大冲程越小;顺流中则冲程增大,因此在顺流进港时,针对停车后降速过程非常缓慢的特点,一方面应及早停车淌航,另一方面应及时地运用倒车、抛锚或拖船进行减速制动。
二、流对舵效和旋回的影响
1.流对舵力、舵效的影响
舵力以及舵力转船力矩是与舵叶对水速度的平方成正比的,而舵叶对水速度又与船舶对水的速度成正比。因此,船舶在均匀流中航行,当保持转速不变并使船对水的相对速度不变时,不论顶流或顺流,舵叶对水的相对速度是保持不变的。在舵角等条件相同时,顶流或顺流时的舵力将保持不变,其舵力转船力矩也是一样的。
舵效却是个对地的概念,顶流时对地的速度较顺流时小两倍的流速,故使用相同的舵角顶流时能在较短的距离上使船首转过较大的角度,需要时也比较容易把定。因此,顶流时的舵效要比顺流时的舵效为好。但是必须注意,均匀流中当船首斜向顶流时,由于水动力转船力矩的作用,向迎流舷转向困难,舵效反而变差。
2.流对旋回的影响
在均匀流中行驶的船舶,其旋回圈将在流的方向上因漂移而对地发生变形。在受限水域中旋回掉头或改向的船舶应对此应有足够的估计,流越急,这种变形就越大。
在水域较为宽裕的有流港内采用旋回掉头时,掉头所需水域的长度可按下式确定:
掉头所需水域长度=旋回最大纵距士旋回掉头中的流致漂移距离十安全余量
其中,掉头中的流致漂移距离顺流时取+,顶流时取一。同样,在有流的水域转向,转向的时机也应掌握好。在静水中,可在转向依据的物标接近正横时转向;顺流时应适当提前转向的时机;顶流时应适当延迟转向的时机,这样在流压的作用下,使船位在转向后仍能保持在预定的航线上。
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