操纵-旋回那点事

旋回运动的三个阶段

船舶以一定速度直进当中操某一舵角并保持，船舶将进入旋回过程。根据船舶在旋回过程中所受外力特点的变化，以及运动状态的不同，可将船舶旋回过程划为三个阶段：

• 第一阶段

1. 转舵开始至舵转到规定的舵角为止，时间很短，一般船舶通常不超过15s
2. 受力特点：船舶操舵后，由舵角引起横向力和转船力矩，使船舶产生横向加速度和回转角加速度
3. 船体本身惯性很大，来不及产生明显的横向速度和回转角速度，重心G基本沿原航向滑进并有向操舵相反一侧的小量横移，船尾出现明显向操舵相反一侧的横移。这一阶段也称内倾阶段。
4. 运动特点如下：
   • 产生一定的漂角斜航
   • 船尾出现明显外移
   • 转心在重心之前
   • 降速不明显
   • 船舶因舵力位置较重心位置低而产生向操舵一侧舷横倾（即内倾），该横倾角与初稳性高度GM值、舵角、船速有关

• 第二阶段
  1. 随着横移速度与漂角增大，船舶运动矢量偏移船舶首尾线而向外转动，斜航运动明显，船舶进入加速旋回阶段
  2. 船舶斜航运动产生的漂角水动力力矩与舵力转船力矩相辅相成，使船舶产生较大的角加速度，初始阶段转动角速度还比较小，角加速度较大
  3. 随着角速度增加，回转阻力力矩增大，回转角加速度逐渐减小，从而使角速度的增加受到抑制。
  4. 由于船舶斜航阻力增加、螺旋桨推进效率降低等，船舶降速明显。
  5. 随着船舶旋回角速度增大，受旋回离心惯性力及惯性力矩作用，船舶横倾由内倾转为外倾
  6. 运动特点：
     • 随漂角增大，船舶旋回不断加快
     • 转向逐渐前移
     • 角加速度逐渐减小，并逐渐向定常旋回阶段过渡
     • 斜航中船舶降速加剧
     • 由于作用在船体的水动力超过舵力，内倾消失，并因横向摇摆惯性的存在，出现最大的横倾角，最大横倾角为定常横倾角的1.2-1.5倍，其大小与操舵时间有关，操舵时间越短，最大横倾角越大
• 第三阶段
  1. 随着旋回阻尼力矩增大，船舶所受舵力转船力矩、漂角水动力转船力矩、阻尼力矩三者平衡时，船舶的旋回角加速度变为0，船舶旋回角速度达到最大值并稳定，船舶将进入稳定旋回阶段，也叫定常旋回阶段。
  2. 运动特点如下：
     • 船舶的旋回角加速度为0，旋回角速度恒定不变
     • 船舶横移速度、线速度固定不变
     • 船舶旋回中的漂角趋于稳定并保持定值
     • 转心P稳定，该点的位置在离船首柱后1/3-1/5倍船长处
     • 旋回惯性离心力矩的作用，船舶最后稳定与某一定常外倾角，

旋回三个阶段