船舶浮態(tài)對舵效的影響

張華高

摘 要：船舶浮態(tài)對船舶舵效有著密切的關(guān)系，為提高船舶操縱時的安全，對船舶在吃水狀態(tài)、橫傾狀態(tài)和縱傾狀態(tài)時對舵效的影響進(jìn)行了分析，并得出相關(guān)結(jié)論，具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：船舶 浮態(tài) 舵效

船舶的舵效是生產(chǎn)實際中的重點(diǎn)，船舶舵效的好壞與船舶的操縱和安全生產(chǎn)密不可分。船舶的舵效是個變量，它不僅與舵速、船舶的尺度、舵葉面積和形狀等有關(guān)，還與船舶的浮態(tài)（吃水、橫傾、縱傾）有著密切的關(guān)系。

船舶吃水對舵效的影響

正常情況下，空載時，內(nèi)河船舶設(shè)計的舵葉面積離水面的距離還較遠(yuǎn)，也就是說滿載與空載時水的密度變化不大，空載或輕載時船舶的質(zhì)量小，因此，滿載時的舵效比空載或輕載時舵效差。如果空載時，沒有按規(guī)定壓載、加裝燃油，船舶又存在過度的艏傾，船舶的尾吃水過度減小，使舵葉接近水面，由于水的密度急驟降低，舵壓力減小，舵效自然要變差。

這一結(jié)論的實際意義是：船舶不僅在滿載時，在空載或輕載時也應(yīng)關(guān)注船舶的舵效。

船舶橫傾時的舵效

船舶在橫傾狀態(tài)時（其它條件不變），船舶的重心偏向于低舷一側(cè)，而內(nèi)河船舶在正常航行時，船速不高，波峰轉(zhuǎn)船力矩不明顯，船舶僅在推力阻力轉(zhuǎn)船力矩的作用下，自行向低舷一側(cè)轉(zhuǎn)向，要保持航向不變的情況下需壓高舷一側(cè)的舵，自然向低舷一側(cè)轉(zhuǎn)向舵效好。如果船舶在高速航行時，低舷一側(cè)形成了較高的波峰，盡管船舶的重心仍偏向于低舷一側(cè)。此時，在推力阻力轉(zhuǎn)船力矩和波峰轉(zhuǎn)船力矩的共同作用下，自行向高舷一側(cè)轉(zhuǎn)向，要保持航向不變的情況下需壓低舷一側(cè)的舵，船舶向高舷一側(cè)轉(zhuǎn)向舵效好。

這一結(jié)論的實際意義是：為船舶調(diào)頭時，選擇調(diào)頭方向提供科學(xué)依據(jù)，航行中幫助船舶把握好提前或延遲“叫舵”的時機(jī)。有利于安全航行。

船舶縱傾時的舵效

關(guān)于縱傾時的舵效，大連海事大學(xué)出版社2010年出版的現(xiàn)行船員適任考前培訓(xùn)專用教材《船舶操作》中，有這樣一段描述：“艏縱傾的船舶，舵效變差”，但船員在實際工作中卻發(fā)覺，艏縱傾的船舶在調(diào)頭做旋回運(yùn)動時，旋回圈直徑卻更小，甚至在同一本教材中也有這樣的描述：“艏縱傾時旋回直徑將減小，若艏縱傾增大量為船長的1%，旋回初徑可減小10%左右?！钡鹊?。學(xué)員感到迷惑：為什么舵效變差了，旋回圈直徑還會變小？

船舶艏傾時，船尾上翹，只要不是過度艏傾，由于水的密度變化不大，舵壓力減小可以忽略。此時，由于船舶重心前移，轉(zhuǎn)船力臂增加，舵壓力與轉(zhuǎn)船力臂的乖積為轉(zhuǎn)船力矩是增加的。所以船舶艏傾時由于轉(zhuǎn)船力矩的增加，使得旋回圈直徑減小，這與實際是相符合的。那么為什么又說舵效變差了呢？

要回答舵效為什么變差了這一問題，首先回顧一下什么是舵效。舵效是指：“船舶在各種不同狀態(tài)下，用舵設(shè)備操縱船舶所表現(xiàn)的綜合效果?！边@一定義比較攏統(tǒng)，我們再來看衡量舵效好壞的舵效指數(shù)：

ω=K/T×δ

其中，ω：舵效指數(shù)；K：船舶旋回指數(shù)；T：船舶的追隨性指數(shù)；δ：舵角。

舵效指數(shù)越大船舶的舵效越好，從舵效指數(shù)中可以知道在一定舵角時舵效考察的是船舶的旋回性和追隨性兩個方面。旋回圈直徑小只能說明船舶的旋回性好，不能說明舵效就一定好。

當(dāng)船舶處于艏傾狀態(tài)，在一定的舵角條件下，一方面K值增加，旋回性變好，旋回圈直徑減小，另一方面T值也增加，應(yīng)舵時間變長，船舶的縱距增大，追隨性變差。而T值的增加比K值大，導(dǎo)致了船舶舵效系數(shù)減小，從而舵效變差。

這一結(jié)論的實際意義是：在同等條件下船舶處于艏傾狀態(tài)比艉傾或正浮狀態(tài)時調(diào)頭旋回圈直徑小；但應(yīng)舵時間長，縱距大。船舶旋回運(yùn)動調(diào)頭時，正前方水域不是很寬裕時，提前一點(diǎn)慢車是很有必要的。

（作者單位：重慶航運(yùn)旅游學(xué)校）