【船机帮】江海直达船舶的舵效分析

2014年4月，交通运输部在发布的《关于推进特定航线江海直达运输发展的意见》中，提出到2020年基本形成长江和长三角地区至宁波—舟山港和上海港洋山港区江海直达运输系统的发展目标，为江海直达船舶的发展提供了政策保障。

长江通航环境复杂，水深和水势流态随季节性变化，存在众多的桥区和港区，通航船舶密度较大，因此，为了保证江海直达船舶的航行安全，需要对其操纵性进行研究，为江海直达船舶的发展提供技术保障。

船舶的操纵性主要包括稳向能力（直线运动）和变向能力（曲线运动），船舶航行时的稳向主要是利用车舵组合克服斜流、紊流的作用，使船舶航行在预期的航路上；船舶航行时的变向主要依靠船舶的舵装置提供侧向力，保证船舶在限制水域内有效地避让、掉头、回转。

从长江通航环境来看，如果船舶具有足够的功率航速克服水流作用，使船舶不过度偏航或打横，较小的舵面积就能够保证稳向，而江海直达船舶考虑海上波浪失速，一般功率航速较内河船舶大，故其稳向能力优于江船，因此，江海直达船的变向能力是考量江海直达船舶操纵性最为重要的指标。 

分析船舶作曲线运动时的运动学关系可知：

从上述公式中可以看出：

船舶作曲线运动的能力反映在角速度、航速、回转半径、以及漂角变化四个特征参数上，各特征参数均与船型和舵参数有关；

在船舶作曲线运动的初期，漂角随时间的变化较小，此时，等式右边部分的第二项比第一项小得多；

当船舶作定常回转时，漂角随时间的变化为零，此时，船舶的运动轨迹为圆周，即 ω=v/R。 

由于回转运动的最后阶段是定常运动，且目前对回转直径研究已形成了较为成熟的经验估算方法，便于进行定量分析，因此，以下通过对长江中下游大型船舶舵面积系数的统计分析，确定其舵面积系数范围，然后研究船舶的回转性能，及与操纵性衡准标准的适应性。

1.现有船舶尺度要素及舵参数

由表 1、表 2 可以看出，长江中下游大型船舶舵面积系数的变化区间基本在2.8~3.5%之间，其展弦比均接近1.5，因此，在以下计算分析时，按舵面积系数为3.0和3.5%、展弦比按1.5 来计算分析江海直达船回转直径。

2.操纵性衡准标准

3.江海直达船的回转性计算

按《河船操纵性指南》推荐的方法，对初步拟定的江海直达船的回转直径进行计算，其计算结果见表 4~表7。

①计算公式：

取桑海建议的系数值。 

②计算结果，见表 4~表 7。

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