大連海事大學(xué)船舶操縱教案第二章

第二章

車、舵、錨、纜、拖輪在操船中的運用第一節(jié)

螺旋槳的性能第二節(jié)

舵的作用第三節(jié)錨的運用第四節(jié)

纜的運用第五節(jié)拖輪的運用第一節(jié)

螺旋槳的性能一、船舶阻力二、螺旋槳的推力與轉(zhuǎn)矩三、主機功率和船速四、螺旋槳的致偏作用五、側(cè)推器的使用

一、船舶阻力（Resistance）1.船舶阻力的基本構(gòu)成

航行中的船舶所受的阻力包括基本阻力R0與附加阻力

R兩個部分，即

R＝R0＋R（1）2.基本阻力的構(gòu)成

基本阻力可分流體粘性引起的摩擦阻力Rf和剩余阻力Rr

R0=Rf＋Rr=Rf+Re+Rw

上式中,Re為渦流阻力,Rw興波阻力

3.基本阻力的計算

R0=1/2SCtV2(2)S為船體水線下濕水面積,Ct為總阻力系數(shù),Ct=Cf+Cr4.附加阻力的構(gòu)成

由下式

R=Ra+RF+RA+RR

Ra為空氣阻力RF為船體的污底阻力RA為船體的附體阻力RR為洶濤阻力二、螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩1.推進(jìn)器的種類螺旋槳,Z型推進(jìn)器,明輪,平旋式推進(jìn)器,噴水式推進(jìn)器螺旋槳固定螺距槳FPP

可變螺距槳CPP2.螺旋槳前后流場特點吸入流的特點是流速較慢，范圍較寬，流線幾乎相互平行；排出流的特點是流速較快，范圍較小，水流旋轉(zhuǎn)激烈，如下圖所示。3.螺旋槳推力與轉(zhuǎn)矩機翼產(chǎn)生示意圖可見，產(chǎn)生升力的兩個主要因素：來流速度V，來流的沖角推力產(chǎn)生示意圖推力與轉(zhuǎn)矩定義式推力轉(zhuǎn)矩其中，推力與轉(zhuǎn)矩的計算式

T=n2D4KTMQ=n2D5KQ

KT為推力系數(shù)，KQ為轉(zhuǎn)矩系數(shù),由水池試驗求得，它們的具體變化見下圖J為進(jìn)速系數(shù)，J=Vp/nD

4.螺旋槳的滑失S(slip)滑失S是指槳理論上應(yīng)能前進(jìn)的速度與對水的實際速度Vp之差（有的文獻(xiàn)中，也將滑失定義為螺旋槳旋轉(zhuǎn)一周在軸向所前進(jìn)的實際距離hp＝Vp/n即進(jìn)程與螺旋槳螺距P的差值），即：

S＝nP－Vp＝nP－Vs(1－ωp)

其中，

n為螺旋槳的轉(zhuǎn)速；P為螺旋槳的螺距；

Vp為螺旋槳對水的實際速度；Vs為船對水的速度；

ωp為螺旋槳處的伴流系數(shù)，其值大約在0.2～0.4之間?；c螺旋槳在理論上應(yīng)能前進(jìn)的速度的比值稱之為滑失比Sr（slipratio），即：

Sr＝S/nP＝（nP-Vp）/nP＝1－Vp/nP5.船舶阻力與推力之間的關(guān)系三、主機功率和船速1．主機功率1）機器功率(MachineryHorsePower)MHP（1）指示功率（IndicatedHorsePower）IHP

用來表示往復(fù)式發(fā)動機汽缸內(nèi)活塞所做的功。實船可通過汽缸內(nèi)平均有效壓力計算。汽輪機船的主機功率用此表示。（2）制動功率（BrakeHorsePower）BHP

指實際輸出主機之外可加以利用的功率。柴油機船的主機功率常用此表示。（3）軸功率（ShaftHorsePower）SHP根據(jù)中間軸上的轉(zhuǎn)矩表來測定的功率大小。對于汽輪機一類機器，因為無法測定其輸出端的功率而采用軸功率來表示。2）（螺旋槳）收到功率DeliveredHorsePower）DHP主機功率傳遞至主軸尾端，通過船尾軸管提供給螺旋槳的功率。3）推力功率（ThrustHorsePower）THP推進(jìn)器在獲收到功率后，產(chǎn)生推船行進(jìn)的功率稱為推力功率。

THP=T?VpT為推力（kN),Vp推進(jìn)器處對水的速度（m/s),THP(kW)4）有效功率（EffectiveHorsePower）EHP船舶克服阻力R以一定船速Vs行進(jìn)所必須的功率。

EHP=R?Vs2．各功率之間的關(guān)系螺旋槳收到功率DHP與機器功率MHP的比值稱為傳遞效率，其值通常為0.95~0.98。有效功率EHP與收到功率DHP之比稱為推進(jìn)器效率，該值約為0.60～0.75。有效功率EHP與主機機器功率MHP之比稱為推進(jìn)系數(shù)，該值約為0.5～0.7。這就是說，主機發(fā)出功率變?yōu)榇巴七M(jìn)有效功率后己損失了將近一半。通常船舶阻力與船速的平方成正比，則主機功率與船速的3次方約成正比，

MHPV33．船速分類1）額定船速在額定功率、額定轉(zhuǎn)速條件下，船舶在平靜的深水域中取得的船速稱為額定船速2）海上船速主機按海上常用輸出功率、常用轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，在平靜深水域中取得的船速即為海上船速。通常為額定功率的90%；相應(yīng)的海上常用主機轉(zhuǎn)速n0則為額定轉(zhuǎn)速的96～97%。3）港內(nèi)船速一般港內(nèi)的最高主機轉(zhuǎn)速約為海上常用轉(zhuǎn)速的70～80%左右。

4．船速與主機燃油消耗的關(guān)系航經(jīng)一定的航程D所消耗的燃油的總量CD:當(dāng)船舶排水量不變時，則航行一定航程D所消耗的燃油的總量與船速的平方和航行的航程D成正比。當(dāng)船舶的排水量為定值時，從該式可以推論出：（1）當(dāng)所要求航行的航程一定時，整個航程中主機燃油消耗的總量與船速的平方成正比，船速越高，所消耗的燃油越多；（2）若消耗的燃油相同，則這些燃油所能航行的航程與船速的平方成反比，船速越高，所能航行的航程越短。

四、螺旋槳的致偏作用1．螺旋槳橫向力

1）螺旋槳沉深橫向力2）伴流橫向力3）排出流橫向力4）推力中心偏位產(chǎn)生的橫向力5）螺旋槳橫向力的致偏作用1).螺旋槳深沉橫向力螺旋槳盤面中心距水面的垂直距離稱為螺旋槳的沉深h。它與螺旋槳直徑D之比h/D稱為沉深比。對于右旋固定螺距螺旋槳而言，進(jìn)車時，該力推尾向右，船首左偏；倒車時相反，推尾向左，船首右偏。正車倒車當(dāng)沉深比h/D>0.65～0.75時，螺旋槳槳葉距水面較深，空氣就不易吸入，沉深橫向力很小，隨h/D的逐步減小該力將明顯增大；此外，該力的大小還隨船速的降低、轉(zhuǎn)速的提高而增大；受螺旋槳工況影響極為明顯而與操舵無關(guān)。2).伴流橫向力I)何為伴流船舶以某一速度向前航行時，附近的水受到船體的影響而產(chǎn)生運動，其表現(xiàn)為船體周圍將存在一股水流以某一速度隨船前進(jìn)，這股水流稱為伴流或跡流。伴流的存在使得船后螺旋槳附近流場中水流對槳的相對速度和船速不同，從而使螺旋槳產(chǎn)生的推力與敞水槳也不同。它主要由摩擦伴流、勢伴流和興波伴流組成，通常所說的伴流速度是指相應(yīng)位置處伴流沿首尾方向的分量。II)伴流橫向力分布特點是左右對稱、上大下小。對于右旋單槳船而言，前進(jìn)中進(jìn)車時，推尾向左，船首右偏；前進(jìn)中倒車時，則相反，伴流橫向力推尾向右，船首左偏。

3).排出流橫向力對于右旋固定螺距螺旋槳單槳船而言，排出流均使船首向右偏轉(zhuǎn)?？傮w而言，排出流橫向力當(dāng)船速較低時在螺旋槳橫向力中是一個比較大的量，尤其是船舶在輕載狀態(tài)下。伴流的影響，使上面的流速小，下面的流速大4).推力中心偏位產(chǎn)生的橫向力

推進(jìn)器發(fā)生的推力作用中心，與推進(jìn)器的中心線不一致的，一般是向回轉(zhuǎn)方向的一舷偏位，即，當(dāng)推進(jìn)器為右回轉(zhuǎn)時，其推力中心將稍稍偏于推進(jìn)軸的右邊，其原因主要是由于流的非均勻分布所引起的。對于單車船，由于其作用，產(chǎn)生使船首向左的轉(zhuǎn)頭，要求用壓右舵。其量級較小。對于雙車船，左右槳回轉(zhuǎn)方向相反，其作用相互抵消。5）螺旋槳橫向力的致偏作用右旋固定螺距螺旋槳（FPP）單槳船的偏轉(zhuǎn)趨勢1）靜止中的船舶正舵進(jìn)車時的偏轉(zhuǎn)2）前進(jìn)中倒車時的偏轉(zhuǎn)趨勢3）靜止中正舵倒車時的偏轉(zhuǎn)特性4）左、右滿舵全速旋回的比較1）靜止中的船舶正舵進(jìn)車時的偏轉(zhuǎn)開始動車時，船速仍較低，伴流橫向力、進(jìn)車排出流橫向力以及推力中心偏位的影響均較小；船舶在沉深橫向力的作用下使船首左偏?？沾蜉p載時，螺旋槳的沉深比h/D比較小，沉深橫向力較大，船首左偏比較明顯；重載船沉深橫向力較小，則幾乎不出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)。隨著船速的提高，沉深橫向力減小，伴流橫向力、排出流橫向力推尾向左的影響增強，將逐漸削弱甚至克服沉深橫向力的作用。船舶在靜止中進(jìn)車，不論出現(xiàn)左偏或右偏，均可用2～30舵角加以克服保證船舶直航。結(jié)論：進(jìn)車初始，首偏左，船速提高首偏右2）前進(jìn)中倒車時的偏轉(zhuǎn)趨勢開始倒車時，船速仍較高，伴流仍很強，伴流橫向力的影響使船首左偏；因船前進(jìn)的速度較高，倒車排出流橫向力使船首右偏的影響則較弱；尾吃水較淺的船，沉深橫向力的影響使首右偏；因此總體而言船舶的偏轉(zhuǎn)方向不定，此時用舵就能克服偏轉(zhuǎn)。隨著船速降低，倒車排出流橫向力的影響逐漸增強，而伴流橫向力逐漸減弱，船首將出現(xiàn)明顯的向右偏轉(zhuǎn)。此時，船雖仍在前進(jìn)中，但倒車排出流卻大大降低了舵處的來流速度，舵效極差，因此即使操舵也無效果。

結(jié)論：倒車起始，首偏左，船速降低，首偏右

3）靜止中正舵倒車時的偏轉(zhuǎn)特性靜止中的船舶正舵倒車時，伴流尚未發(fā)生，只有倒車排出流橫向力及尾吃水較小時的螺旋槳沉深橫向力的影響使船首向右偏轉(zhuǎn)。隨著船舶退速的提高，沉深橫向力的影響相對減弱，排出流橫向力的影響也將因船體左側(cè)所受水動力的影響而作用減弱。

4）左、右滿舵全速旋回的比較無風(fēng)流條件下，一般說來右旋定距槳單槳船，其左旋回直徑較右旋回直徑為小。其原因是：（1）吸入流造成的推力中心偏位有利于船舶左轉(zhuǎn)。（2）向左旋回時左側(cè)車葉由下而上旋轉(zhuǎn)因伴流、吸入流的影響，不易失速，空氣吸入空泡現(xiàn)象不易發(fā)生，因而較右轉(zhuǎn)時有較強的舵力。螺旋槳橫向力的致偏作用（右旋FPP單槳船）

橫向力致偏作用產(chǎn)生條件影響其大小的因素量值沉深橫向力進(jìn)車時船首左偏倒車時船首右偏螺旋槳沉深比h/D<0.65~0.75h/D越小、船速越低、轉(zhuǎn)速越高，該力越大視h/D值的大小伴流橫向力進(jìn)車時船首右偏倒車時船首左偏伴流存在，即船舶必須有前進(jìn)的速度伴流分布上下相差越大、船速越高、轉(zhuǎn)速越高，該力越大較小的量排出流橫向力不論進(jìn)車或倒車，船首均右偏排出流能夠作用于舵上或船體尾部排出流速度越大、船尾吃水越淺，該力越大較大的量推力中心偏位不論進(jìn)車或倒車，船首均左偏車，船首均左偏船舶在前進(jìn)中船速越高、螺旋槳轉(zhuǎn)速越高，推力中心偏位越明顯推力中心偏位越明顯較小的量

2．致偏作用的運用實例（右旋固定螺距螺旋槳單槳船）1）向右就地掉頭2）自力靠碼頭操縱中的應(yīng)用3）系靠單浮或單點系泊中的應(yīng)用為了在狹小的水域完成掉頭1800的操縱，右旋單槳船（FPP）多采取向右掉轉(zhuǎn)的方法。操縱得當(dāng)應(yīng)能在2L左右或更小的圓水域內(nèi)實現(xiàn)掉轉(zhuǎn)。1）向右就地掉頭2）自力靠碼頭操縱中的應(yīng)用

3）系靠單浮或單點系泊中的應(yīng)用

在系靠單浮或單點系泊時的自力操船中，通常以右舷浮筒橫距為1～1.5倍船寬入泊。在接近浮筒前倒車，這樣既可以剎減船首，又可以使船首向右偏轉(zhuǎn)，從而使船首緩慢接近浮筒。四、側(cè)推器的使用

為了提高船舶在港內(nèi)的操縱性能，在船首或船尾較低處裝置了橫向推進(jìn)器，分別稱之為首側(cè)推器和尾側(cè)推器，統(tǒng)稱側(cè)推器。經(jīng)驗表明，首推器發(fā)揮作用的航速應(yīng)控制在4節(jié)以下一、商船配置側(cè)推器情況1.一般客船較多裝有首尾側(cè)推器，配備的功率為：船體側(cè)面積LD

1m21kW~1.5kWD為船體型深

2.一般貨船配備側(cè)推器情況船體水線下側(cè)面積Ld

1m20.3kW~1.0kWPCC（汽車運送船）取大值，因為其上層建筑受風(fēng)面積大。二、側(cè)推器推力的估算

T1.5t/100kWT1.0t/100PS具有船速時，有效推力的估算

T=T0e-kVT0無船速時的推力，k=0.28從上述公式可見，船速達(dá)到2.5kn左右時，有效推力為T0的一半，達(dá)至5kn時，有效推力達(dá)到最小。第二節(jié)

舵的作用

舵是一種重要船舶操縱設(shè)備，是船舶控制方向的主要手段；操縱船舶的過程中，船舶駕引人員用舵進(jìn)行的操縱主要包括用小舵角使船舶保持其航向、用中舵角改變其航向和用大舵角進(jìn)行旋回。本節(jié)將主要討論舵力及舵力轉(zhuǎn)船力矩，船體、螺旋槳、舵的綜合效應(yīng)以及舵效。一、舵力及舵力轉(zhuǎn)船力矩（單獨舵）舵力及舵力轉(zhuǎn)船力矩示意

幾種舵力表示之間的關(guān)系：由量綱分析可得：一般船舶配舵的高寬比多在1.4～1.9之間，厚寬比b/l多在0.12～0.18之間。

當(dāng)沖角不大時，正壓力系數(shù)可表示為舵的正壓力為舵的正壓力和舵力轉(zhuǎn)船力矩的計算對于平板舵（亦稱單板舵）的正壓力PN和壓力中心位置χ，常采用Beaufoy式來計算：

PN＝9.858.8ARVR2sinδ

Xp/b＝0.195+0.305sinδ

式中：

PN——平板舵正壓力（N）；AR——舵面積（m2）；VR——舵的前進(jìn)速度或水相對于舵的流速（m/s）；δ——水對舵的沖角或舵角（0）；

b——平板舵的寬度（m）；

Xp——從平板舵前緣到舵正壓力中心之間的距離（m）。Jossel公式日本的MMG公式二、使舵力減小的流體現(xiàn)象1.失速現(xiàn)象（Stall）一般說來，隨著舵角的增大，舵的升力系數(shù)CL和阻力系數(shù)CD均具有增大的趨勢，可是當(dāng)舵角達(dá)到某一舵角時，由于流經(jīng)舵背面的水流從舵的后緣之前嚴(yán)重地與舵的背面剝離，從而出現(xiàn)強渦時，舵升力系數(shù)CL則將驟然下降，這種現(xiàn)象叫作失速現(xiàn)象。2.空泡現(xiàn)象（aviation）

當(dāng)使用大舵角或舵的前進(jìn)速度相當(dāng)大時，特別是舵的前緣橫截面曲率較大時，舵的背面壓力出現(xiàn)劇烈下降，當(dāng)下降至或接近于該溫度下的汽化壓力時，在舵的背面將產(chǎn)生空泡現(xiàn)象。3.空氣吸入現(xiàn)象（aeration）

在舵的背面吸入空氣、產(chǎn)生渦流，使舵力下降的現(xiàn)象，稱為空氣吸入現(xiàn)象?？諝馕氍F(xiàn)象多發(fā)生在舵的上緣與水面接近或高出水面且速度較大的情況下，這也是一種降低舵力的有害現(xiàn)象。三、船尾舵的性能1．舵與船體之間的相互干擾2.伴流與排出流的影響3．船舶旋回中的舵力降低1．舵與船體之間的相互干擾船舶操舵后，舵周圍出現(xiàn)的壓力變化，即左右兩側(cè)的壓力差將波及到尾部船體兩側(cè)，使船體也產(chǎn)生了左右的壓力差，這相當(dāng)于增加了船尾舵的舵力。據(jù)Gawn的研究，這種船體和舵之間的相互干擾的結(jié)果將使船尾舵的舵力比單獨舵的舵力提高約20～30%，而且船尾的鈍材越大，舵與船尾的間隙越小，這種效果越顯著。2.伴流及其影響伴流是船體周圍的水部分地隨船舶運動而形成的水流，伴流方向與船舶運動方向相同者稱為正伴流；反之，則稱為負(fù)伴流。按其形成的原因可以分為摩擦伴流、勢伴流和興波伴流。船模試驗結(jié)果給出了下列估算式：ω＝0.50Cb－0.05（單螺旋槳船）

ω＝0.55Cb－0.20（雙螺旋槳船）因此考慮伴流影響后的舵的正壓力為：

PN＝9.8×58.8AR(1－ω)2Vs2sinδ排出流的影響排出流的影響與伴流的影響相反，螺旋槳排出流增加了舵處的來流速度，從而提高了舵力。

由排出流，使舵上流速的增加比例平方為Sr為螺旋槳的滑失比,k為系數(shù).

岡田（Okada）和藤井（Fuji）等人經(jīng)過大量的研究，給出考慮了各種綜合影響后的船尾舵正壓力的表達(dá)式：伴流、排出流的綜合影響船速舵角伴流影響排出流影響綜合影響8kn1500.352.580.908kn3000.432.581.0910kn1500.402.400.9710kn3000.462.401.14

表2－2單車單舵船的伴流、排出流對舵力的影響（船尾舵舵力/單獨舵舵力）

船速舵角伴流影響排出流影響綜合影響8kn1500.390.930.378kn3000.511.110.5610kn1500.440.930.4210kn3000.601.090.65

表2－3雙車單舵船的伴流、排出流對舵力的影響（船尾舵舵力/單獨舵舵力）

3．船舶旋回中的舵力降低船舶在旋回中，舵力下降的原因：1）由于旋回中的降速，舵處的來流速度下降，導(dǎo)致舵力下降；2）由于船舶在旋回中舵處的有效沖角減?。从行Ф娼菧p?。?dǎo)致舵力下降。見下圖說明旋回中，打在舵上的流向角較舵角小，以滿舵進(jìn)入定常旋回時，其有效舵角可減少近100第三節(jié)錨的運用一、錨的用途二、操縱用錨的抓力三、單錨泊時的錨泊力及保證錨泊安全所必要的出鏈長度四、拖錨淌航距離的計算一、錨的用途大致可以分為錨泊用錨、港內(nèi)操縱用錨和應(yīng)急操縱用錨三類。1.錨泊用錨候潮、候泊、檢疫、等引航員等等，常需的錨地拋錨停船，還有在港口錨地裝卸貨時也需拋錨停船。常見的錨泊方式：單錨泊和雙錨泊雙錨泊又有八字錨、一字錨、一點錨(抗臺）2．港內(nèi)操縱用錨1）抑制船速(拖錨制動)和首偏在靠泊和緊急避碰時，拋短鏈拖錨制動，抑制船舶慣性滑行距離和首偏。2）拖錨靠泊(阻滯船身橫移速度)船舶頂流和吹攏風(fēng)拖錨掉頭靠泊時，拋出外檔錨，可利用錨鏈松出的快慢，即可調(diào)整及控制船首貼靠碼頭的速度，又可控制船速和阻滯船身橫的速度，以利靠安全。3）順流進(jìn)港，拋錨掉頭4）拖錨倒行5）拋開錨，以便離泊操縱3．應(yīng)急操縱用錨1）避免碰撞、觸礁、擱淺2）保證狹水道航行安全3）用于海上漂滯4）用于系泊時緩和船體搖蕩5）擱淺后固定船體或協(xié)助脫淺二、操縱用錨的抓力1．操縱用錨的抓力表2－4操縱用錨的抓力與鏈長、水深的關(guān)系一般來說出鏈的長度應(yīng)控制在水深的2.5倍左右，如水深為10米，可采用出鏈一節(jié)落水或一節(jié)甲板。出鏈長/水深1.52.02.53.03.5抓力/水中錨重（水中錨重＝錨重×0.87）0.661.011.391.742.092．操縱用錨注意事項1．拖錨制動僅僅適用于萬噸級及以下的中小型船舶，且船舶對地的速度低于2～3kn。

2．及時備錨，做到拋得出，剎得住

3.錨鏈已經(jīng)吃力時，松鏈一次不要松的太多，否則由于抓力突增較多，不容易剎住。4.在港內(nèi)或狹水道，應(yīng)注意有關(guān)禁錨區(qū)的規(guī)定5.當(dāng)發(fā)現(xiàn)拖單錨不能有效地剎減船速時，切忌盲目加大出鏈長度6.拋錨后，不應(yīng)使用過大的車速。三、單錨泊時的錨泊力及保證錨泊安全所必要的出鏈長度1．單錨泊時的錨泊力其中，Pa為錨抓力；

Pc為錨鏈抓力；

λa為錨的抓力系數(shù)，它是錨抓力與錨在空氣中重量的比值；

Wa為錨重；λc為錨鏈的抓力系數(shù)，它是錨鏈的抓力與錨鏈在空氣中重量的比值；Wc為每米錨鏈的重量；l為臥底鏈長，它等于出鏈長度Lc減去懸鏈部分的長度S；單錨泊時的錨泊力2．錨的抓力系數(shù)λa錨的抓力系數(shù)λa主要取決于錨型、海底底質(zhì)、錨的抓底姿勢和錨鏈的出鏈長度等因素。表2－5錨抓力系數(shù)試驗結(jié)果錨的種類霍爾錨斯貝克錨波爾錨ZY－5型AC－14型錨抓力系數(shù)44～67～1187～11錨的抓力特性曲線

錨桿仰角對抓力系數(shù)的影響

3．錨鏈的抓力系數(shù)λc錨鏈的抓力系數(shù)同樣取決于鏈的類型、底質(zhì)等因素。一般錨鏈在不同底質(zhì)中的抓力系數(shù)可取0.75～1.50。4．懸鏈長度懸鏈指錨鏈孔至海底之間的鏈長。式中，S為懸鏈長度（m）；

T0

為船舶所受的水平外力（t）；

y

為錨鏈孔至海底的垂直距離，即水深與錨鏈孔在水面上高度之和（m）；

Wc/為每米錨鏈在水中的重量，約為0.87倍每米錨鏈在空氣中的重量（t/m）；

5．保證錨泊安全所必要的出鏈長度出鏈長度為:出鏈長度除了可以根據(jù)外力按上式進(jìn)行計算外，也可按實踐經(jīng)驗數(shù)據(jù)作大致估算。強風(fēng)中：當(dāng)風(fēng)速為20m/s時，Lc＝3H＋90（m）(H為水深）當(dāng)風(fēng)速為30m/s時，Lc＝4H＋145（m）(H為水深）

四、拖錨淌航距離的計算靜水中，拖錨淌航余速較低，船體阻力較小，不考慮。則由動能原理，系統(tǒng)的動能=系統(tǒng)受力所作的功估算式式中：

為船舶排水量（t）；

VK為拋錨時船舶的余速（kn）；

Pa為拖錨時錨的抓力（t）；

S為拖錨淌航距離（m）。

例：某輪排水量13500噸，船長135m，錨重5t，靜水中靠泊余速3kn，拋單錨拖錨淌航45m后，又拋出另一錨制速，若雙錨均出鏈一節(jié)入水，兩錨的抓力均以水中錨重的2倍計算，試求全部拖錨淌航距離。

解：根據(jù)動能定理，有將質(zhì)量m=13500噸，船速V=3×0.514m/s，拖錨時錨的抓力Pa=5×9.81×0.87kN分別代入，可解得全部拖錨淌航距離S為116.6m。第四節(jié)

纜的運用

（1）首纜或頭纜（headline）：

其作用是防止船舶后移和船首向外偏轉(zhuǎn)。（2）首橫纜或前橫纜（forebreast）：

其作用是防止船首向外移動。（3）首倒纜或前倒纜（forespring）：

其作用是防止船舶前移和船首向外偏轉(zhuǎn)。（4）尾纜（sternline）：

其作用是防止船舶前移和船尾向外偏轉(zhuǎn)。（5）尾橫纜或后橫纜（aftbreast）：

其作用是防止船尾向外移動。(6)首倒纜或前倒纜（aftspring）：

其作用是防止船舶后移和船尾向外偏轉(zhuǎn)。

一、靠泊時帶纜的先后順序1.一般情況下帶纜的順序2.吹開風(fēng)或吹攏風(fēng)較強時的帶纜順序3.尾部出纜先后順序1.一般情況下帶纜的順序流水港，頂流靠，靜水港，頂風(fēng)靠，都是以先帶首纜，阻止船身后移。拖錨駛靠，由于錨鏈的作用，使船后移，也以先帶首纜?？傊?，靠泊時一般應(yīng)先船首帶纜，后船尾帶纜，船首先首纜，后系前倒纜，再帶橫纜。2.吹開風(fēng)或吹攏風(fēng)較強時的帶纜順序吹攏風(fēng)或吹開風(fēng)較強時，一般應(yīng)先帶前橫纜。無法實現(xiàn)時，可將首纜和前倒纜同時帶上，盡快絞緊。原因：吹攏風(fēng)較強時，使船首先貼近碼頭，可防止船尾被風(fēng)壓攏過快，而損壞碼頭。吹開風(fēng)較強時，為防止船首被吹開，而靠不上泊位。3.尾部出纜先后順序

船首帶上首纜和首倒纜將船穩(wěn)住后，由駕駛臺通知帶船尾的纜。具體的順序：1).重載、頂流時，先帶后倒纜，后帶尾纜和后橫纜;2).當(dāng)流較弱，而風(fēng)從尾來，且風(fēng)力影響大于流的影響時，先帶尾纜，后帶后倒纜、后橫纜;3).船空載，吹開風(fēng)強時，宜先帶后橫纜，后帶尾纜和后橫纜.二、離泊用纜1.做好離泊前的準(zhǔn)備工作2.備車完畢后的離泊單綁（singleup）3.離泊時倒纜的運用4.溜纜1.做好離泊前的準(zhǔn)備工作應(yīng)在試車前檢查并調(diào)整和收緊各纜，使之受力基本均勻，以防試車時由于船身移動，纜繩受力不均而造成斷纜。2.備車完畢后的離泊單綁（singleup）

單綁，一般船首應(yīng)留首纜和前倒纜，船尾，頂流時留后倒纜，順流時，留后尾纜。離浮筒單綁時，根據(jù)實際情況，適時解掉前、后單頭纜和錨鏈，只留前、后回頭纜各一根。3.離泊時倒纜的運用利用倒纜，用進(jìn)車使倒纜受力，產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)船力矩使船尾先擺出一定角度，再倒車退離碼頭。注意：中小型船舶可采用，離泊時，要使倒纜緩緩受力。4.溜纜離泊時，船首或船尾的最后一根纜，有時為了阻滯船首或船尾的偏轉(zhuǎn)，或控制船體的前沖后縮，作一時溜出、一時挽牢操作，這根纜稱為溜纜.三、絞纜移泊

注意：1）盡量平行移船，以船尾離碼頭太近，而損壞車舵；2）通過控制首纜和尾纜來控制船舶前移和后退速度；3）絞纜的同時，注意松出后向作用的纜；4）絞纜時要在駕駛臺指揮下，前后配合、協(xié)調(diào)，不要硬絞；5）適時挽樁，絞妥后調(diào)整并帶好各系纜；6）外力影響太大時，可用車舵或請拖輪協(xié)助移泊為妥。四、系泊用纜的注意事項1.停泊中系纜的配置原則2.停泊中，減小纜繩的摩損3.停泊中，出纜角度要合適4.纜繩挽樁時應(yīng)注意，挽樁的道數(shù)要足夠，且要收緊挽牢；靠泊時挽樁時，須待第二根纜絞緊后，方可將其中之一上樁；5.操縱中要防止纜繩受頓力；6.系離浮筒時的系解纜問題。第五節(jié)拖輪的運用一、拖輪的種類及其特性二、幾種常見的使用拖輪情況三、拖輪的使用方式及帶纜四、使用拖輪時被拖船的運動規(guī)律五、港內(nèi)操船中需要拖輪的功率和數(shù)量六、利用拖輪停船距離的估算七、使用拖輪的注意事項性能/種類FPP拖輪CPP拖輪VSP拖輪ZP拖輪主機種類低速柴油機低速柴油機中速柴油機中高速柴油機主機操作僅可控制推力的大小僅可控制推力的大小可控制推力的大小及其方向可控制推力的大小及其方向啟動停止特性差良優(yōu)優(yōu)旋回性能差（旋回直徑大，為3～4倍船長）差（旋回直徑較大，為1.5～2.0倍船長）優(yōu)（可原地掉頭，旋回直徑為1～1.5倍船長）優(yōu)（可原地掉頭，旋回直徑為1～1.5倍船長）橫移性能不能橫移橫移困難可以橫移可以橫移耐波性能差差優(yōu)優(yōu)前進(jìn)拖力（每100馬力）1×9.8kN1.35×9.8kN0.95×9.8kN1.50×9.8kN后退拖力與前進(jìn)拖力的比值80%60%90%90%一、拖輪的種類及其特性二、幾種常見的使用拖輪情況1.協(xié)助慢航大船提高舵效2.協(xié)助大船掉頭3.吹開風(fēng)較大時協(xié)助大船靠攏碼頭4.吹攏風(fēng)時協(xié)助大船離泊5.吹攏風(fēng)靠泊時用拖輪提尾以阻滯過快地向碼頭軋攏6.協(xié)助大船過急彎7.拖無動力船三、拖輪的使用方式及帶纜1.吊拖（leadingahead）2.頂推（pushing）3.傍拖（towingalongside）4.作舵船用5.組合拖曳表2－10根據(jù)操縱任務(wù)確定拖帶方式和拖輪種類拖輪協(xié)助操縱的任務(wù)應(yīng)采取的拖帶方式可選用的拖輪種類使本船前進(jìn)或后退吊拖；傍拖ZP、VSP、CPP使本船橫向移動吊