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船舶浮態(tài)對(duì)舵效的影響
摘要：船舶浮態(tài)對(duì)船舶舵效有著密切的關(guān)系，為提高船舶操縱時(shí)的安全，對(duì)船舶在吃水狀態(tài)、橫傾狀態(tài)和縱傾狀態(tài)時(shí)對(duì)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 舵效 浮態(tài)
船舶的舵效是生產(chǎn)實(shí)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(gè)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。
一、船舶吃水對(duì)舵效的影響
正常情況下，空載時(shí)，內(nèi)河船舶設(shè)計(jì)的舵葉面積離水面的距離還較遠(yuǎn)，也就是說(shuō)滿載與空載時(shí)水的密度變化不大，空載或輕載時(shí)船舶的質(zhì)量小，因此，滿載時(shí)的舵效比空載或輕載時(shí)舵效差。如果空載時(shí)，沒(méi)有按規(guī)定壓載、加裝燃油，船舶又存在過(guò)度的艏傾，船舶的尾吃水過(guò)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(shí)際意義是：船舶不僅在滿載時(shí)，在空載或輕載時(shí)也應(yīng)關(guān)注船舶的舵效。
二、船舶橫傾時(shí)的舵效
船舶在橫傾狀態(tài)時(shí)(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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)際意義是：為船舶調(diào)頭時(shí)，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(shí)機(jī)。有利于安全航行。
三、船舶縱傾時(shí)的舵效
關(guān)于縱傾時(shí)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(shí)際工作中卻發(fā)覺(jué)，艏縱傾的船舶在調(diào)頭做旋回運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)旋回直徑將減小，若艏縱傾增大量為船長(zhǎng)的1%，旋回初徑可減小10%左右。”等等。學(xué)員感到迷惑：為什么舵效變差了，旋回圈直徑還會(huì)變小?
船舶艏傾時(shí)，船尾上翹，只要不是過(guò)度艏傾，由于水的密度變化不大，舵壓力減小可以忽略。此時(shí)，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(shí)由于轉(zhuǎn)船力矩的增加，使得旋回圈直徑減小，這與實(shí)際是相符合的。那么為什么又說(shuō)舵效變差了呢?
要回答舵效為什么變差了這一問(wèn)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。”這一定義比較攏統(tǒng)，我們?cè)賮?lái)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(shí)舵效考察的是船舶的旋回性和追隨性兩個(gè)方面。旋回圈直徑小只能說(shuō)明船舶的旋回性好，不能說(shuō)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(shí)間變長(zhǎng)，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(shí)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(shí)調(diào)頭旋回圈直徑小;但應(yīng)舵時(shí)間長(zhǎng)，縱距大。船舶旋回運(yùn)動(dòng)調(diào)頭時(shí)，正前方水域不是很寬裕時(shí)，提前一點(diǎn)慢車是很有必要的。
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