第二节风对船躺操以性的影响 风动力及其转船力矩 (一)风动力三要素 Ma 1、大小：Fa=g/2 paCa Va(Aacos20+Basin20) Ca随0的变化特点：首尾受风时，Ca最小： 风舷角0为30°-40°和140°-160°时，Ca Fay 达极大值；正横受风时，Ca较小。 2、方向：随0而增大，0在40°-140°区间 内时，0约在80°-100。之间 3、作用点：随0增大，N自船首部逐渐移向 尾部。a/L在0.2-0.7范围内成直线增大
第二节 风对船舶操纵性的影响 一、风动力及其转船力矩 Ma （一）风动力三要素 1、大小：Fa=g/2aCaVa²(Aacos² +Basin² ) Ca随的变化特点：首尾受风时，Ca最小； 风舷角为30°-40°和140 ° -160 °时，Ca 达极大值；正横受风时， Ca较小。 2、方向：随而增大，在40°-140°区间 内时， 约在80 ° -100 °之间 3、作用点：随增大，N自船首部逐渐移向 尾部。a/L在0.2-0.7范围内成直线增大。 Va Fa Fa’ Fa’’ Fay Fax N G a
(二)风动力转船力矩 Ma=g/2paCNa (Aacos20+Basin20)Va?L Ma=Fasin a(lG-a) 船首固定时：Ma=Fasin ca 船尾固定时： Ma=Fasin a(L-a)
（二）风动力转船力矩 Ma= g/2aCNa (Aacos²+Basin²) Va²L Ma=Fasin (lG-a) Fa Fa’ Fa’’ G N L a lG 船首固定时： Ma=Fasin a 船尾固定时： Ma=Fasin (L-a) Ma
二、水动力及其转船力矩 Rw=g/2pwCwVw2Lwd Mw=g/2pwCNwVw2Lwd M CWCNw、 awp与流舷角B和水深/ 吃水之间的关系： ·Cw随β的增大而由小到大，再由大到小： B=90°左右时Cw达最大值。Cw随水深/吃水的 下降而增大。 Rwy ●船首顺流转，B=0°~80。时，CNw由小到大， Ra 由太到小，当B=40。左右时CNw达最大值 逆流转，B=90°~160°，时：ICw由小 到 再由大到小， 当B=140。左右时|CNw| 达最大值。CNw随水深7吃水下降而增大。 ●aw/L随B的增大而增大，范围为0.25~0.75. ●p约为90°左右
二、水动力及其转船力矩 Rw=g/2wCwVw²Lwd Mw= g/2wCNwVw²Lwd Cw、CNw、aw、与流舷角和水深/ 吃水之间的关系： • Cw随的增大而由小到大，再由大到小； =90°左右时Cw达最大值。Cw随水深/吃水的 下降而增大。 •船首顺流转， =0° ~80 °时， CNw由小到大， 再由大到小，当 =40 °左右时CNw达最大值； 船首逆流转， =90°~160 °时，|CNw|由小 到大，再由大到小，当 =140 °左右时|CNw| 达最大值。CNw随水深/吃水下降而增大。 •aw/L随 的增大而增大，范围为0.25~0.75. •约为90°左右。 Rw Rw’ Rw’’ Rwy Rax W G Vw Mw
三、风致偏转 (一)风致偏转规律 船舶偏转方向由风动力作用点、水动力作用点和 重心三者间关系确定。 1、船舶静止中受风 转向横风 向下风漂移 Rw ·船舶尾迎风并向下风漂移： •船舶首迎风并向下风漂移： ·船舶趋向横风状态并向下风漂移
三、风致偏转 （一）风致偏转规律 船舶偏转方向由风动力作用点、水动力作用点和 重心三者间关系确定。 1、船舶静止中受风 N 向下风漂移 W 转向横风 G Fa Rw •船舶尾迎风并向下风漂移； •船舶首迎风并向下风漂移； •船舶趋向横风状态并向下风漂移
2、船舶前进中受风 Fa Rw Rw Fa Rw Fa 空船、慢速、尾 满载、快速、尾 尾部受风逆 倾、首受风面积 受风面积大时逆 风偏 大时顺风偏 风偏
2、船舶前进中受风 空船、慢速、尾 倾、首受风面积 大时顺风偏 W G Fa Rw N W G Rw N Fa N W G Fa Rw 满载、快速、尾 受风面积大时逆 风偏 尾部受风逆 风偏
3、船舶倒退中受风 Fa Rw Rw Fa 尾迎风 尾迎风 “尾找风
3、船舶倒退中受风 N W G Fa Rw 尾迎风 尾迎风 N W Rw Fa G “尾找风
(二)船舶风中保向界限 定义：船舶前进中受风时船首偏转，需压舵保向， 苏么当船舶在耒一相对区风舷角下，能否保荷的相 对风速写船速的比值为保向界限。 保向界限的大小取决于相对风速、相对风向和船 速。 从试验测得某油船在强风中压舵角分别为15°和 35°时的可保向界限曲线中可得到下列结论： ·风舷角0=60°~120。时，可保向范围小：风速达 9心10倍时，满舵亦无法操舵保向，船首呈极强的逆风偏 转。 ·船舶首尾受风时，可保向范围扩大，操舵保向性变好。 ·船首偏顶风或顶风时的保向性较船尾偏顺风或顺风时为 好。 ●强风中船舶保向性随风速V的减小而提高，随船速的减 小而下降，增大压舵角可提高保向性
（二）船舶风中保向界限 定义：船舶前进中受风时船首偏转，需压舵保向， 那么当船舶在某一相对风舷角下，能否保向的相 对风速与船速的比值为保向界限。 保向界限的大小取决于相对风速、相对风向和船 速。 从试验测得某油船在强风中压舵角分别为15°和 35°时的可保向界限曲线中可得到下列结论： •风舷角=60 ° ~120 °时，可保向范围小；风速达 9~10倍时，满舵亦无法操舵保向，船首呈极强的逆风偏 转。 •船舶首尾受风时，可保向范围扩大，操舵保向性变好。 •船首偏顶风或顶风时的保向性较船尾偏顺风或顺风时为 好。 •强风中船舶保向性随风速Va的减小而提高，随船速的减 小而下降，增大压舵角可提高保向性
不同船速、风舷角情况下，船舶可保向的 极限风速 压舵 Va m/s VLCC 35° 40 45 不可保 135 90 向范围 0-45 0135 压舵 20 0=90 15° 可保向范围 10Kn
不同船速、风舷角情况下，船舶可保向的 极限风速： Va m/s 可保向范围 不可保 向范围 40 30 20 10 0 2 4 6 8 10Kn VLCC 压舵 15° 压舵 35°
正横受风时，船速、压舵角、可保向极限风速关系 船 压舵 可保向极 船 压舵 可保向极 速 限风速 角 速 (级) 角 限风速 (级) 15° 6 15° 5 6 4 35° 9w10 35° 7w8 2023/7/16 9
2023/7/16 9 正横受风时，船速、压舵角、可保向极限风速关系 船 速 压舵 角 可保向极 限风速 （级） 船 速 压舵 角 可保向极 限风速 （级） 6 15° 6 4 15° 5 35° 9~10 35° 7~8
四、风致漂移 (一)风压差 Va Vs Vw Ba=arctgVr/Vs 1*
四、风致漂移 （一）风压差 a=arctgVT ’/Vs’ Vx Va X Y Vo VT ’ Vw Vs Vs’ a