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上风压角下风舵

信息来源: 深圳港引航站 日期:2016-06-08 10:58 字号:[ ] 视力保护色:123455
    船舶在航行中当遇到侧面来风,如何才能保证船舶航行在计划航线上。上风压角下风舵一句话很好的解决了上述问题。用图表示如下:

  1

    下面简明扼要分析其原因:

    如图1所示,由于左侧来风,所以左侧风压力大于右侧风压力。也就是说,左右舷有风压力差F;另外,船舶向前航行时船舶旋转支点明显靠近船艏,若在此情况下船舶正舵,船舶自然而然向左转,出现所谓艏找风现象。人们常说的船舶找风流讲的就是该现象。

    为了克服上述情况下艏找风现象,确保船舶航行在计划航线上,通常会配一上风风压差角,有经验的舵工经常会压一右舵而把定航向。所以就有上风压角下风舵的说法。

 

  2

    物理知识告诉我们,只要力、力臂、支点同时存在,旋转就会发生。当船舶航行在侧面来风情况下,如图2所示力F、力臂、支点同时并存,因而船舶迎风旋转不可避免。

    风与水流同为流体,同样遵循流体特性与规律。若把风换为我们天天面对的水流,也会出现同样的艏找流现象。船舶迎风流偏转的现象,不管在深水水域中存在,浅水水域中也存在,在另外一种常见的流体中也同样存在,因为它们都遵循同一规律:只要力、力臂、支点同时存在,旋转就会发生。换言之,水域有深水与浅水之分,风就没有所谓深风与浅风之别,但是它们对航行船舶的影响结果却是相同的。

    由于该文所论述的船舶运动规律与陶杰锋同志在《船舶浅水中流致偏转效应研究》一文中所论述的船舶运动现象属于相同知识点----船舶迎风流偏转现象。并且,正确掌握船舶迎风流偏转现象的规律,对操控船舶,确保船舶安全有非常重要意义。   虽然陶杰锋同志所提出的观点颇有新意。但对于深圳港经验丰富的老师傅们来说没有太大的影响。然而对于年轻的师傅或实习引航员来讲影响是深远的!特别是对于实习引航员,他们由于经验的欠缺、对深圳港各个泊位流场的实际情况认识非常有限,没有大量的实际经验作为判断某些论点对错的依据,很容易盲从而对成长不利。因此,我个人认为适当的探讨有必要。

    下面具体引用船舶浅水中流致偏转效应研究》一文部分内容进行探讨:(讨论内容的黑体字部分为我个人观点)

    1.上述文章中:“...... 在开阔水域,均匀流只会造成船舶的漂移,一般不会引起船舶的偏转,但笔者(陶杰锋同志)在操纵实践发现,在浅水中,即使是平面内均匀的流场也会引起船舶的受力变化,从而会导致船舶偏转,对于超大型深吃水船舶而言尤为明显。......

    “均匀流只会造成船舶的漂移,一般不会引起船舶的偏转  

    物理知识告诉我们,只要力、力臂、支点同时存在,旋转就会发生。当水流与船舶运动方向有夹角类似图1时,必然会出现图2所示的结果,船舶一定会艏找流偏转。跟流场均不均匀没有半毛钱关系!左右两舷的水流压力差才是问题的关键!

    2.......在船艏离码头200米远时还保留有20°左右的入泊角,GPS航速1kn,此时发现船首明显地迎流左转。......

 

船舶偏顶流靠泊时迎流偏转

    在他所举例子1中,当船艏离泊位6070米时,船艏向左偏转会更加厉害,原因在于此时船艏受泊位的推开流更厉害;同时,也有我们站在驾驶台看船艏而产生的相对运动的视觉原因。若还不明白,建议水流退得比较急时去乐意码头看看泊位因岸壁影响而产生流向与流速改变的实际情况。

    3.1.3浅水流致偏转效应

通过以上实例可以总结出以下三个问题:(1)当有船舶前进速度时,存在一个力矩使船舶迎流偏转;2)船舶的迎流偏转不是因为平面内的不均匀流场引起的;3)迎流偏转的力矩大小和船舶前进速度等因素有关。”

船舶迎流偏转的根本原因恰恰就是船舶左右两舷的水流压力差F造成的,它才是问题的关键!若船舶左右两舷没有水流压力差,船舶将直线航行!

    4.2 浅水流致船舶偏转效应分析..... 2.1原因分析

    根据流体力学常识可知,在浅水中,流场在垂向是不均匀的底层流速远小于表层流速,极端情况下甚至会出现底层流流向与表层流相反的现象。

浅水中流速垂向不均匀导致船舶受力分析”A

    在退水转涨水转流时段,不排除有底层流微涨而表面流几乎静止的情况出现,但只是短暂时段。实际经验告诉我们,船舶的流致偏转现象是流速越快,偏转越明显;在转流时段却是几乎可以忽略不考虑!在上图“浅水中流速垂向不均匀导致船舶受力分析”A”中,若真的是有那么两个不同方向的力存在,其结果应该是造成船舶横倾而不是旋转。师傅们,你们有见到过进口没有横倾角的船舶在靠码头趟航阶段出现横倾吗?

    在《船舶浅水中流致偏转效应研究》一文中所表述的意思大家可以清清楚楚的看到作者把船舶流致偏转现象根本原因划归到流速垂向不均匀头上。就算理想化、钻牛角尖地认为存在流速垂向不均匀,但作用在船舶两舷上的力也可用下图化繁为简的方法进行处理:

经过化繁为简处理后,还是回到“力、力臂、支点同时存在,旋转就会发生”的规律上。

    为什么能用简单明了的道理就能解释得明明白白的现象,非得要用虚无缥缈的东西来诠释吗?为什么要解释成好像船舶只有在浅水中才有流致偏转效应一样?

    对未知知识领域的探索与研究值得鼓励和支持,学术探讨也同样非常重要,特别是新理论的出现,探讨更加重要。若所谓的新理论是虚无缥缈、模棱两可的东西所带来的后果也是不可小视的。它就像跳大神的神婆,神有没有只有她自己最清楚,但愚弄的却是一大片信众!

    船舶找风流的现象不论深水或浅水还有在风中都永远存在。有句话套在这里非常合适:现象还是那个现象,但原因可就不是所解释的那个原因。

    之所以花这么大力气探讨船舶迎风流偏转现象,是因为该现象时时刻刻伴随着我们每一次引航行动中,它对驾引人员正确操控船舶,确保船舶安全有非常重要意义。只有正确分析产生船舶迎风流偏转现象的原因,才能更好掌握船舶迎风流偏转现象的规律。为什么有些引航员师傅在用车时选择时机恰到好处呢?正是充分利用船舶流致偏转特性的结果。

    在本文中我提到船舶旋转支点的理念,是我在另一总结个人心得所写的文章《船舶旋转支点与转心》中引入的概念。该概念的引入,很好地诠释船舶偏转与旋回现象,适当时机将与大家见面。(黄创明  2016年夏季写于鹏城)

  

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