船舶旋回运动ppt课件.ppt
《船舶旋回运动ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《船舶旋回运动ppt课件.ppt(46页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、一船舶回转运动的方程一船舶回转运动的方程达朗贝尔定理: 作用于任意物体上的力与力矩与该物体的惯性力和惯性矩平衡。 假定条件:若船舶仅作平面(三维)回转运动,它所受的力分为非惯性力和惯性力;所受力矩分为非惯性力矩和惯性力矩。 力和力矩的方向:与推力方向相同的纵向力为正(+),相反方向的为负();与转舵方向相同的横向力和力矩为正(+),相反方向为负()。 3.2 船舶回转运动船舶回转运动1船舶所受的非惯性力船舶所受的非惯性力 和力矩和力矩 FM(1)螺旋桨所受的推力 。(2)舵压力 和转船力矩 。 TNPPMsinNxPPcosNyPP(3)船体在某一漂角)船体在某一漂角 下的水动力下的水动力 和
2、转船力矩和转船力矩 RRMsincos21RRRxcossin21RRRyRMlRRlRMyR)cossin(21(4)船体回转运动后出现的阻尼力、阻尼力矩)船体回转运动后出现的阻尼力、阻尼力矩 阻尼力: , 阻尼力矩: fRaRfRMffaRMaa 综合(1)(4),船舶平面回转运动受到的总的非惯性力及总的非惯性力矩为: sincossin21RRPTRPTFNxxxafNafyyyRRRRPRRRPFcossincos21)()(afRPzMMMMM2船舶产生的惯性力船舶产生的惯性力 和惯性矩和惯性矩 jFjM 船舶回转运动曲线的切线方向上,因速度变化产生: 惯性离心力 惯性力dtdVkw
3、)1 (1RVkw22)1 ( 将惯性力和惯性离心力分解在 、 轴上得: XYsin)1 (sin)1 (cos)1 (sin)1 ()cos()1 (2211221RVkdtdVkdtdVkRVkdtVdkFwwwwwjxcos)1 (cos)1 (sin)1 (cos)1 ()sin()1 (2211221RVkdtdVkdtdVkRVkdtVdkFwwwwwjy绕 轴的惯性矩为: GZdtdkJMmjz)1 (33船舶非定常回转运动时的运动方程船舶非定常回转运动时的运动方程 根据达朗贝尔定理达朗贝尔定理,即: 0jxxFF0jyyFF将以上各式代入并整理得: sin)1 (sin)1 (
4、cos)1 (sincossin221121RVkdtdVkdtdVkRRPTwwwNcos)1 (cos)1 (sin)1 (cossincos221121RVkdtdVkdtdVkRRRRPwwwafNdtdkJMMMMmafRP)1 ()()(3二船舶旋回的运动过程二船舶旋回的运动过程 1机动阶段机动阶段(反向横移内倾阶段):开始转舵 船首开始转动 运动参数: , 00,0,0,0,0cfbRRRRR运动方程简化为:dtdkJMRVkPdtdVkRPTmPwNwN)1 ()1 (cos)1 (sin32210运动特征:运动特征: (1)船速下降, ,为负加速度。(2)反向横移,即船舶重心
5、有向操舵相反一侧横移的趋势。 )1 (sin10kRPTdtdVwN ,为负的曲率半径,瞬时回转中心在操舵相反的一侧。 cos)1 (22NwPVkR(3)船首有朝操舵一侧偏转的趋势, ,即回转角加速度为正。(4)船舶朝操舵一侧横倾(内倾), 舵力位置较船舶重心位置低。 )1 (3kJMdtdmP 2变化阶段变化阶段(过渡阶段、渐变阶段): 回转运动时起定常旋回时止 运动参数运动参数:船舶初始漂角很小,所以 , , 。运动方程简化为: 01cos0sindtdkJMMRVkdtdVkRPdtdVkRPTmRPwwNwN)1 ()1 ()1 (cos)1 (sin3221210运动特征: (1)
6、船速继续下降, ,仍为负加速度。 )1 (sin10kRPTdtdVwN(2)船舶加快向操舵一侧偏转。 ,即回转角加速度仍为一正值且比机动阶段要大。水动力转船力矩仍大于回转阻矩。 )1 (3kJMMdtdmRP(3)船舶重心由反向横移变为正向横移。 因为: RkVkVkRPVkRVkRPdtdwNwwN)1 ()1 ()1 (cos)1 ()1 (cos12121222(4)船体由内倾变为外倾。)船体由内倾变为外倾。 由于船舶作回转运动,船体这个机翼体斜航时受到水动力 的作用;另外船舶回转时产生了惯性离心力和船体自身的惯性力,其合力为 ;这两个力都是有助于船舶外倾的,而且作用力矩较大。舵压力的
7、分量 是阻碍船舶外倾的,但作用力矩较前二者为小。各力的作用点不在同一平面上,综合作用使得船舶由内倾变为外倾。 yRjyFyP船舶回转后,出现了水阻尼力 、 ,当 时, , ,船舶就做匀速定常回转运动,即进入了下一阶段稳定阶段(定常旋回steady turning阶段)。 fRaR)()(afRPMMMM0dtdconst3稳定阶段稳定阶段(圆航阶段): 船舶作圆周运动时起运动参数: , , ; , , , 0dtd0dtdV0dtdntcosconstV constconstR 运动方程简化为: afRPwafNwNMMMMRVkRRRRPRVkRRPTcos)1 (cossincossin)
8、1 (sincossin22212221运动特征:(1)船舶以一定的漂角 作匀速圆周运动,即 , ;(2)船舶处于相对稳定的外倾状态。 constV const三旋回圈(三旋回圈(turning circle)及其要素)及其要素 船舶旋回圈船舶旋回圈船舶全速、满舵作回转运动时,船舶重心重心的运动轨迹。旋回圈几何特征旋回圈几何特征:最初重心除继续前移外,同时反向横移;随后变成瞬时曲率半径 逐渐减小的螺旋线;当航向改变量 之后,进入定常回转运动,曲率半径 为定值。 1R0012090R1纵距纵距(进距)Advance : dATdDA)2 . 16 . 0( 指船舶自操舵起,至航向改变某一角度时止
9、重心所移动的纵向距离。通常,旋回资料中的纵距,特指当航向改变通常,旋回资料中的纵距,特指当航向改变900时重心时重心沿原航向的纵向移动距离。沿原航向的纵向移动距离。 纵距的大小可以用来表征船舶回转性和跟从性, ,即回转性好;船舶在操舵后进入新的稳定运动状态快,即跟从性好。 操纵应用:两船的纵距之和可以用来推算对遇时的最晚施舵点。 最大纵距: 小小DAdmaxdA2横距横距Transfer : 指船舶自操舵起,至航向改变某一角度时止重心所移动的横向距离。通常,旋回资料中的横距,特指当航向改变通常,旋回资料中的横距,特指当航向改变900时重心时重心横向移动距离。横向移动距离。 最大横距: rTTr
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 船舶 旋回 运动 ppt 课件
限制150内