船舶工程論文範文

各位船舶工程專業的同學們，下面是小編帶來的船舶工程論文，歡迎各位借鑑哦，請看下面吧！

船舶工程論文

摘要：隨着海運事業的蓬勃發展，各類船舶的不斷增多。如何優化運輸產業的佈局，對船舶行業來說，船舶的數量的劇增，造成局面緊張從而帶來不安全影響，因此，研究船舶運動態勢與操縱性的相互關係具有非常重大意義。

關鍵詞：船舶工程；運動態勢；操縱性

一、船舶運動態勢和船舶操縱性的相互關係

船舶在彎曲河段、橋區、通航密集區、進出港口，風流、潮汐影響，靠離碼頭等船舶操縱中，車舵錨纜的配合使用都要受到船舶運動態勢的影響。因此，掌握船舶運動態勢對船舶操縱有着重要的作用，正確判斷船舶的運動態勢有利於船舶操縱，從而在複雜的環境中掌握操縱的主動權。正確瞭解船舶的運動態勢才能選擇有效的操縱方法，掌握了船舶的操縱性就能運用正確的操縱方法去改變船舶的運動態勢。

二、判斷和掌握船舶運動態勢對船舶操縱性的影響

在實際的操縱過程中，駕引人員要充分認識到掌握船舶運動態勢的複雜性和困難性。駕引人員如果對船舶運動態勢判斷不明，船舶周圍的環境對船舶運動態勢的影響估計不足，如船舶過橋對橋區流態認識不清，透過彎曲航段受風流影響對船舶的橫移判斷失誤，船舶會船的地點不恰當，靠離碼頭對安全航速的使用不當，瞭望疏忽而造成事故比比皆是。其中很多是駕引人員對當時船舶運動態勢不明確，有危險而不自知，臨時措手不及發生事故或險情。可從以下幾個方面來判斷和掌握船舶運動態勢對船舶操縱性的影響。

（一）船舶浮態對船舶操縱性的影響

（1）船舶吃水變化對操縱性的影響

①吃水深或重載船舶最明顯的特徵是螺旋槳水面效應橫向力的變化不大。空載船吃水小，螺旋槳水面效應橫向力急劇增加，右旋單槳單舵船需壓右舵才能保持船舶穩向航行。

②空載船舶吃水淺，舵葉部分露出水面，由於舵壓力與舵葉浸水面積成正比，因此舵效明顯下降。

③由船舶操縱性指數K、T值（T=I/N，K=M/N）可知，重載船舶慣性矩I大，追隨性指數T大，應舵慢，舵效差；船舶迴轉後，穩舵比較困難。重載船轉船力矩比阻尼力矩增加得慢，故重載船K值小，旋迴直徑大，旋迴性能較差。

④因重載船舶吃水深，排水量大，故慣性大、衝程長。

（2）船舶橫傾對操縱性的影響

①船舶橫傾時，存在阻力一推力轉矩，其入水體積形狀的左右對稱性被破壞，改變了左右舷各種作用力的對稱性，使船舶偏轉。

②當船舶以橫傾狀態高還航時，興波增大，低舷一側的浸水形狀較高舷一側豐滿，因此，低舷一側的船首波峯較高，高舷一側的首波峯較低，產生的水動壓力差使船首向高舷一側偏轉。

③船舶橫傾航行，破壞了良好的水下線型，加之壓舵糾正偏航現象，因而降低了航速。

④使船舶一線的吃水增加，影響船舶透過淺區的能力。橫傾一舷吃水增加量B×tanθ/2，式中：B爲船寬，θ爲橫傾角。

⑤船舶橫傾航行時，由於舵葉傾斜，不垂直於水面而使舵壓力降低，舵效變差。

⑥船舶橫傾時，若向高舷一側迴轉掉頭，應特別防止船舶離心力的作用向橫傾一側傾斜，增大橫傾角，導致船舶向高舷一側掉頭時產生傾覆的危險。

（3）縱傾對船舶操縱性的影響

尾縱傾舵壓力轉船力矩小，尾部入水側面積增加，迴轉阻尼力增大，航向穩定性好，旋迴性差；艏縱傾船舶舵壓力轉船力矩大，船尾入水側面積較小阻尼力矩小，船舶的旋迴性能變好，追隨性變差。

（二）風對船舶操縱性的影響

風對船舶的直接影響是：相對風速作用在船體水線以上產生風動力及風動力的縱向分力，使船舶的航速和衝程增加或降低，風動力的橫向分力使船舶向下風漂移；風動力與船舶重心形成風動力轉船力矩，使船舶發生偏轉運動；風動力與船舶橫穩心高度形成橫傾力矩，使船舶發生傾斜。船舶前進或艏縱傾，則重心前移，船舶後退或尾縱傾，則重心後移。正橫前來風，風動力作用點在船舶重心之前；正橫來風，風動力作用點在重心點附近；正橫後來風，風動力作用點則在重心點之後。

（1）船舶前進中受風

①風從正橫前吹來，風動力轉船力矩大於水動力轉船力矩，船首順風偏轉，否則，船首逆風偏轉。

②風從正橫後吹來，風動力作用點位於水動力作用點之後，船舶在風動力、水動力轉船力矩的作用下，船首逆風偏轉。

（2）船舶後退中受風

①倒車後退，風從正橫前吹來，風動力作用點在水動力作用點之前，在風動力、水動力轉船力矩的作用下，船尾迎風偏轉。

②風從正橫後吹來，風動力作用點和水動力作用點均在船舶重心之後，無論風舷角大小，水動力作用點總在水動力作用點之後，產生使船尾迎風偏轉的轉船力矩。

船舶後退中受風影響，使船尾迎風偏轉的現象稱爲“尾找風”。

（三）水流對船舶操縱性的影響

（1）均勻性水流對船舶操縱性的影響

逆流時，流速越大，衝程越小；順流時，流速越大，衝程越大；在相同時間同樣舵角條件下，船舶迴轉相同的角度，逆流船舶的縱距小於順流船，因而逆流船舵效好於順流船。航行船舶正橫前受流時，流速越快，流舷角越大，船速越慢，流壓差角越大，橫向漂移速度也越大；反之，流速越慢，流舷角越小，船速越快，流壓差角越小，橫向偏移速度也越小。順流掉頭時，船舶的縱距大於逆流時的縱距，順流掉頭要估計下流方的安全漂移距離，漂移距離可由經驗公式D=（v*t）×80。式中：v爲流速；t爲旋迴180度所需時間。

（2）非均勻性水流中，由於流速流向的變化，可以增加或減少船舶的前進阻力，可以使螺旋槳的推力變大或變小，可壓力增加或減小。如果非均勻性水流以較大的夾角衝擊船舶時，可以使船舶迅速橫移和因船體前後所受水動力不同而產生轉船力矩使船舶偏轉偏離預定航線。

（四）淺水效應對船舶操縱性的影響

船舶在淺水中旋迴性下降，航向穩定性變好，出現跑舵現象，船舶衝程減小。

（五）船間效應對操縱性的影響

兩船間距越小，相互作用越大，兩船間距小於兩船船長之和時，就會直接產生這種作用，當兩船距離爲兩船船長之和的一半時，相互作用明顯增加。兩船航向相反的對駛相遇，相互作用的時間短，影響較小；處於同向追越時，相互作用時間長，兩船並行時，作用時間更長，船間效應更嚴重；船速越大，則興波越激烈，船間效應更爲明顯；船舶排水量越大，船間效應越明顯，兩船排水量差異越大，小船受到的影響越顯著；淺窄受限的航道比深寬航道中發生的船間效應更明顯。

（六）岸壁效應對操縱性的影響

船舶過分靠近一側岸壁航行，發生岸吸岸推現象，岸吸岸推同時發生，與航速、吃水成正比，與岸距成反比。航速越快，吃水越深，岸距越小，影響越強烈。

船舶浮態、風、流、淺水效應、岸壁效應6個方面因素在船舶航行中直接影響船舶的執行態勢，如不正確判斷和掌握這6個方面影響船舶執行態勢的因素，船舶航行中的危險就會隨時存在，船舶最佳和有效的操縱時機就會失去，事故就會來臨，因此，正確判斷和掌握船舶執行態勢對操縱性的影響顯得極其重要。

三、航行中對船舶運動態勢的控制

正確控制船舶的運動態勢要掌握當時當地的各種外界條件（港口水域、航道、碼頭環境、周圍船舶情況以及風、浪、流、潮汐等水文氣象條件）及變化情況，充分運用各種瞭望手段，保持正規瞭望，謹慎駕駛，控制好本船船位。正確分析和掌握本船周圍的'動態以及本船船位變化及趨勢，採取安全航速，運用助航設備和駕引人員良好的船藝，調控和操縱船舶，保證船舶安全。

（一）彎曲航道船舶執行態勢的控制

彎曲航道水流方向發生改變，特別是急彎航道，水流方向的改變角較大，在流速較大時，船舶在彎道的橫移也加大。因此，駕引人員要保持高度警覺，相互協作，加強與來船的緊密聯繫，避免在狹窄的彎曲航道會船，流速大時，根據本船航速和控制力，適當提高航速，將船位掛高，走上灘上流水，用舵要及時，舵要拿穩，始終將船位擺在正確的航路上，以防船舶受水流衝擊而落彎困坡。

（二）橋區船舶執行態勢的控制

橋區受橋墩的影響，水流紊亂，水流方向與橋軸線存在一定夾角，橋與橋之間的距離過近，特別是內河下游船舶通航密度大。據海事部門統計，某水域日均船舶流量爲2300艘.次，高峯期間近3000艘.次，船舶航速的差異導致船舶過橋存在一定難度，特別是上行時，所有航舶僅有第4孔一個橋孔透過，大小船共過1個孔，使得第4孔的通航壓力和風險加大。大船小船航速的差異，加之橋區又不能追越，導致大型船舶過橋時有時被迫停車，同時也帶來風險。爲確保船舶在橋區的良好執行態勢，船長必須上駕駛臺監航，以確保船舶的安全。過橋前，檢查船舶的主副機、操舵系統、通導設備、船舶供電系統，確保良好執行狀態，按VTS用戶指南和船舶定線制規定的報告種類、報告內容，在規定的頻道上向指揮中心報告船位等相關資訊，接受監控，由駕駛員操舵，加強瞭望。根據橋區水流情況，將船位擺在上流上風一側，根據實際情況邊調邊轉，將船首對準橋涵標。過橋船舶集中，航速不一時，如果航速過快，一定要控制航速，不得追越，在減速前，根據橋區風、流和本船重載或空載情況，依據當時環境，擺好船位，確保船舶的執行態勢不造成緊迫局面，從而保證船舶安全過橋。

（三）通航密集區船舶執行態勢的控制

通航密集區，船舶來往頻繁，如不掌握好船舶的運動態勢，船位就不可能擺好。正規瞭望是第一手段，嚴格遵守各段船舶定線制規定和分道航行規則的規定，始終將本船船位擺在規定的航路上，採取安全航速，加強與來往船舶之間的聯繫，做好充分的避讓工作，單向控制航段要等讓，不得盲目進入造成緊迫危險，特別是100m以上的大型船舶尤應注意。大型深吃水船舶，航速較快，船間效應非常明顯，與小船同向行駛時橫距過近，小船受到的影響就越顯著，由於很多船爲節油，下水航行單車慢速，在通航密集區，一定要控制好航速，保持安全距離，在寬敞水域可追越慢速船，避開船舶過分集中。大型船舶慣性矩大，追隨性指數大，應舵慢，舵效差，在對駛相遇或同向行駛避讓過程中，要早用舵、早回舵，用大舵，使船舶較早地控制好運動態勢，以致在複雜區域不影響其他船舶造成緊迫局面，減少緊迫危險的發生。

（四）靠離碼頭船舶執行態勢的控制

根據船舶靠離泊位置、風流、潮汐、水深的影響、港口碼頭情況、是否有礙航物的存在等，選擇哪舷靠泊；如需掉頭，應選擇合適的掉頭區和掉頭方向，不影響同流向行駛船舶的航行。掉頭前船舶要按VTS用戶指南的報告種類和報告內容，在規定的頻道上向指揮中心報告動向，掉頭時，正確掌握當時水域風浪流、潮汐、周圍船舶的動態、本船的旋迴直徑及漂移距離，加強與來往船舶聯繫，把船位擺在適合的位置，按船舶掉頭的操作要領果斷執行。風中掉頭有困難，可利用倒車尾找風掉頭，或拋錨協助掉頭。靠碼頭根據風流情況，選擇合適的駛靠角度、速度、橫距，駕駛員和水手密切配合。離碼頭時，預先觀察周圍環境，掌握風浪流的影響，選擇好車舵錨纜，綜合利用，使船舶順利離開碼頭。

（五）透過淺區航道船舶執行態勢的控制

內河大型船舶螺旋槳和舵葉在船底下大約600mm，在枯水期，船舶裝載時，爲了滿足水深要求，常常出現艏縱傾。爲了船舶安全透過淺區，必須控制好船舶的執行態勢，減速行駛，減少船舶動吃水的增量；連續測深，保證船位在深水水域；早用舵、早回舵，用舵舵角適當增大，慢車與長車交替使用，保證船舶擁有足夠的控制力；備錨以防船舶出現“跑舵”發生倒頭、失控等危險局面。淺窄航道，船舶舵效變差，船舶過多時，要加強聯繫，避免在淺窄航道會船，必要時在淺窄航道外等候，根據本船的操縱性能和當時情況，按以上要求做好船舶執行態勢的控制，以策安全。

（六）在迴流、泡漩水域船舶執行態勢的控制

迴流和泡漩水對船舶安全航行的影響極大，稍不注意，船舶會觸坡，或被泡漩水推出預定航道，與來往船舶造成緊迫危險，甚至發生碰撞。內河船舶大型化是發展趨勢，船長100m及以上船舶主機功率大多超過1480kw，使船舶的航速得到保障。因此船舶航行時儘量避開回流區，或沿迴流和一流邊緣航行，保持船舶舵效，防止船舶觸岸；船舶遇泡漩水時，採取騎泡的方法，舵要拿活，避免船舶在泡漩的一邊，使船舶運動態勢發生較大改變。船舶航行在白滸山、西塞山、牛罐磯、小孤山、馬當、太子磯等水道，駕引人員要高度控制迴流、泡漩水對船舶運動態勢的影響，控制好船位，確保船舶航行安全。

四、結束語

綜上所述，航行中要隨時掌握船舶的運動態勢，根據周圍環境和航行條件做出正確判斷，採取行之有效的操縱方法，提高應變能力，努力消除緊迫局面和緊迫危險的形成，更好地保證船舶航行和作業安全。