大型船舶倒车制动性能实用预报方法

沈定安，刘洪梅

（中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082）

1 引 言

为了安全航运，船舶驾驶员通常借助于倒车实施紧急制动，以便在港内航行和作业时进行避让、泊入锚地或靠离码头。实船和船模试验结果表明，船舶在制动过程中，船速、螺旋桨转速和首向角等运动参数都在不断地变化，此时船舶运动状态是十分复杂的。对于这一富有实用意义的课题，近年来国内外好多学者，如谷初藏、山崎裕作及Tani等[1-4]都深入地进行了这方面的研究，力图把研究结果与实际应用结合起来。

从紧急避让的实用角度讲，大型船舶倒车制动性能是十分重要的。通常用制动迹程RT（或冲程RH）及制动时间tz表示倒车制动性能，此外，还应注意到船舶在制动过程中通常伴随有横向移动及首向偏转，如图1所示。

2 数学模型

大型船舶倒车制动运动可近似视为沿原航向的直线运动，此时其运动方程可用简化为一自由度的纵向运动方程，即：

式中，m、mx和V˙分别为船舶质量、纵向运动的附加质量和加速度；T、t和R分别为螺旋桨推力、推力减额和船舶阻力。

为方便起见，采用有效推力系数KT（1-t）表达推力，并假定船舶阻力与船速平方成正比，则（1）式可改写为：

式中，ρ，n，D和J分别为水密度及螺旋桨转速、直径和进速系数；K为船舶总阻力系数。

3 诸因素对船舶制动性能的影响

3.1 船型

众所周知，船舶阻力和附加质量一定程度上取决于船型。由制动运动数学模型可知，船舶阻力和附加质量在船舶制动过程中起着明显的作用。……