實船試驗是指通過標準載重船舶的實船航行以測定船舶航跡線、航速等各種參數的試驗。其目的是為確定航道水深、航道寬度、航道彎曲半徑等航道尺度以及為船舶(隊)的駕駛操縱提供科學依據。
基本介紹
- 中文名：實船試驗
- 外文名：test through prototype ships
- 學科：工程技術
- 領域：工程技術
簡介,航道尺度,通航條件,航道水流條件,
簡介
實船試驗是指通過標準載重船舶的實船航行以測定船舶航跡線、航速等各種參數的試驗。其目的是為確定航道水深、航道寬度、航道彎曲半徑等航道尺度以及為船舶(隊)的駕駛操縱提供科學依據。
航道尺度
航道尺度是航道水深、航道寬度和彎曲半徑的總稱。
1、航道水深
航道水深是指航道範圍內從水面到河床底部的垂直距離，通常指航道內最淺處水面到河底的垂直距離。
航道水深是航道建設與維護的重要指標，一般又分為航道維護水深和航道標準水深。航道維護水深是根據水位、航道變遷和維護能力，確定的水深維護指標。航道標準水深是指設計最低通航水位時，代表船舶或船隊安全通航必須保證的航道最小深度。
2、航道寬度
航道寬度是指航道兩側界限之間，垂直於航道中心線的水平距離。航道寬度也分為航道維護寬度和航道標準寬度。前者是根據航道實際情況結合航道維護能力制訂的維護計畫值；後者是設計最低通航水位時，代表船舶或船隊正常通航所必須的水域寬度。
限制性航道和天然航道的航道標準寬度是不一樣的。對於限制性航道，航道寬度是指設計最低通航水位時船舶在設計吃水時船底處的斷面水平寬度，見圖1-1；對於天然、渠化河流航道，航道寬度是指設計最低通航水位時，具備航道標準水深而為船舶航行所必需的寬度，見圖1-2。航道寬度原則上應為船舶(隊)航行占據的寬度(也稱航跡頻寬度)與一定的安全富裕寬度之和。為便於設計工作，《內河通航標準》（GB50139-2004）取消了對限制性航道航道寬度的規定，直接對航道底寬作了具體規定。這樣的調整是合理的，但要注意到，這並不意味著“航道寬度”與“航道底寬”具有相同的意義，它們仍是兩個截然不同的概念。
3、航道彎曲半徑
航道彎曲半徑是指航道中心線的曲率半徑，某航段的彎曲半徑通常指該航段航道中心線上曲率最大處的圓弧半徑。在進行航道建設時，應當儘可能使航道彎曲半徑大一些，以方便於船舶快速、安全通行。為適應我國船舶的操縱性能，我國內河航道的最小彎曲半徑一般要求為頂推船隊長度的3倍，或貨船長度、拖帶船隊最大單船長度的4倍。
通航條件
通航條件是指航道的通航尺度、水流條件、氣象條件和河床邊界條件等的總稱。為了保證代表船舶（船隊）安全、方便地航行，航道必須具備必要的通航條件，主要包括：
1、足夠的水深、寬度和彎曲半徑；
2、合適的水流條件，包括流速、比降和流態；
3、足夠的水上淨空，包括淨空高度和寬度。
航道水流條件
水流條件是航道通航條件的一個重要方面，因為即使航道尺度符合要求，但如沒有良好的水流條件，船舶安全航行也是無法得到保證的。通常從流速、流向、流態三個方面分析航道水流條件。
1、流速
流速是指水質點在單位時間內沿某一特定的方向移動的距離，常用單位是米/秒。根據水流流動的方向，可分為縱向流速、橫向流速；根據測量範圍，可分為測點流速、垂線平均流速、斷面平均流速、近底流速、表面流速等。流速對船舶航行速度影響很大，當船舶順流而下時，流速可顯著提高航速；船舶逆流而行駛時，流速則有明顯阻礙作用，在急灘處有時需要絞灘等設施才能通過。
2、流向
流向是指水流流動的方向。一般而言，河流總是從上游流向下游；通常航道的左岸、右岸，就是根據航道水流的總體流向來確定的：面向下游，右手一側就是航道的右岸，左手一側就是航道的左岸。在潮流河口、湖區、河網地帶，另有具體規定，見航道圖示示。對水流流向不明顯或各河段流向不同的河流，《內河助航標誌》（GB5863―93）規定：
（1）通往海口的一端為下游；
（2）通往主要幹流的一端為下游；
（3）河流偏南或偏東的一端為下游；
（4）以航線兩端主要港埠間的主要水流方向確定上下游。
從航道分析的角度，流向並不僅僅指整條河流的水流總趨向，也包括局部水流流向，因為，局部水流流向對船舶航行和航道維護的影響更為直接。三峽大壩截流時，大壩上游出現了表層江水向上逆流的情況。
3、流態
流態是指局部水流呈現的狀態。
流態對船舶航行的影響很大，某些惡劣的流態甚至危及船舶的航行安全。不正常流態是河床局部形態與水流相互作用的結果。內河航道中有如下幾種主要流態：回流、泡水、漩水、剪刀水、掃彎水、往複流、滑梁水、橫流等。
回流是指位於主流區外側，在平面上作迴轉運動的水流。
泡水是指河道內有較強的上升水流湧向水面，導致流動中的水體局部隆起和翻滾的水流流態。
漩水是指河道內有較強的豎軸環流，導致流動中水體局部旋轉、漩心凹陷的水流流態。
剪刀水是指急灘段以下，灘舌處中泓水面隆起、前鋒在平面上呈剪刀狀的水流流態。
掃彎水是指彎曲河道內斜向頂沖凹岸的面層水流。
往複流是指周期性地由一個方向變為相反方向的水流。
滑梁水是指在山區河道內，漫過河心石樑並具有較大橫向流速和比降的礙航水流。
橫流是指流向與航道縱軸線垂直或角度較大的水流。
謝楠, 錢國梁, 郜煥秋, et al. 一種船模和實船試驗中的船舶運動測量系統[J]. 船舶力學, 2001, 5(3):26-32.
