操縱特性曲線

操縱特性曲線是指由螺線試驗或逆螺線試驗或理論計算所得的用以表達船的舵角與穩定迴轉角速度關係的曲線。曲線的形狀及其在原點的斜率表征船的動穩定性。如曲線為單調的，且在原點的斜率為正，則船是動穩定的，斜率愈小，動穩定程度愈大；如曲線呈S形或有不穩定環線，且在原點有負斜率，則船是動不穩定的，負斜率的絕對值愈小或不穩定環寬和環高愈大，船愈不穩定。

基本介紹

• 中文名：操縱特性曲線
• 外文名：maneuvering characteristics curve
• 定義：表示動穩定性和迴轉性關係的曲線
• 學科：船舶工程
• 特點：曲線的斜率表征船的動穩定性
• 作用：改善船舶的操縱性

簡介

用於表示船舶操縱中的動穩定性和迴轉性的曲線稱為船舶操縱特性曲線。曲線上每個舵角對應的穩定迴轉角速度值，表示船的迴轉性。船舶的穩定迴轉角速度與穩定迴轉直徑成反比。同一舵角對應的穩定迴轉角速度值越大，迴轉直徑越小，船的迴轉性越好。

意義

迴轉圈固然能給出船舶迴轉運動的許多重要參數，但不能反映船舶在不同舵角下的圓轉性，特別是小舵角下的迴轉性。改善的辦法是給出不同舵角下的無因次定常迴轉角速度的變化規律，即操縱性特徵曲線。

操縱性特徵曲線，實際上表示了不同舵角下的定常迴轉半徑與船長的比值，即相對迴轉半徑的倒數。它不僅反映了不同舵角下的迴轉性，還表明了船舶直線航行和定常迴轉運動的穩定性，比較全面地表征了船舶的操縱性。

儘管操縱性特徵曲線比較全面地反映了船舶不同舵角下的迴轉性，但要獲得整條的特徵曲線，往往需要大量的試驗，同時，操縱性特徵曲線只表示了舵角與無因次迴轉角速度(即相對迴轉半徑的倒數)之間的關係，並沒有反映出船舶的轉首性和跟從性的好壞。

曲線形式

典型曲線

操縱性特徵曲線不僅反映了不同舵角下的迴轉性，還表明了艦船直線航行和定常迴轉運動的穩定性，較全面地表征了船舶操縱性。典型的曲線，如圖1所示，圖中(a)為直線穩定的，(b)為直線不穩定的，(c)為臨界情況。

圖1 典型的操縱特性曲線

異常曲線

目前，發現若干肥大船型可能存在異常的操縱現象。這主要是由於船型

豐滿而產生的水流分離或舭部渦流造成的，致使該船在小舵角下可能是穩定的，也可能是隨機不穩定的。幾種肥大船型隨機穩定、不穩定情況的典型操縱特性曲線如圖2所示。異常操縱現象給船舶駕駛帶來一定的困難，建造肥大型船舶時必須予以考慮。

圖2 肥大船的典型操縱特性曲線

實際套用

改善船舶操縱性

為了使船舶具有良好的操縱性，以保證航行安全，對於設計工作者來說，常常運用操縱特性曲線對船舶設計加以修正，通常包括以下三個方面：

(1)舵的正確設計；

(2)船體主要尺度和型線的正確選擇；

(3)設計特種操縱裝置。