船舶操纵性能试验在自卸砂船中的应用

2017-09-06 02:08潘海优

珠江水运 2017年13期

潘海优

摘要：珠江水系河道复杂，自卸砂船数量众多，操纵性测试仪器利用DGPS数据，通过软件实现中国海事局《内河船舶法定检验技术规则2011》规定的动态测试项目。通过实船测试验证该类船舶的操纵性能，其测试数据对船舶操纵人员在营运过程中具有一定的参考价值。

关键词：船舶操纵性 DGPS 船舶性能测试自卸砂船

1.引言

珠江水系自卸砂船主要航行于珠江干线、珠江三角洲地区及港澳航线，该类船舶近年来载货量逐渐发展到5000吨级，船长普遍超80m；同时珠江水系河道复杂，船舶数量众多，自卸砂船其特殊性对船舶操纵人员营运过程中要求更高。中国海事局《内河船舶法定检验技术规则2011》对80m以上货船提出通过实船操纵性能试验测试和评价其操纵性。利用导航定位系统（DGPS）对80m以上自卸砂船進行操纵性能测试。

2.测试系统组成及实船试验条件2.1测试系统组成

本测试系统的组成包括：DGPS信号接收仪、DGPS信号数据采集盒、便携式计算机及测试软件等，如图1所示。

2.2实船试验条件

（1）被检实船应具备的条件：①被检船舶各项工程应全部竣工，系泊试验合格、倾斜试验完成、稳性计算合格。②船舶纵倾应与设计要求一致，无横倾。③被检船舶若为双桨船，其左右主机转速应能调整一致，船舶驾驶室的舵角指示器应进行校对，使实际操舵角与指示舵角相符。

（2）实船操纵性能试验水域的条件应具备：①风力不超过蒲氏3级风、水域宽阔、平静、浪高不超过0.2m。②水域水深不小于3倍船舶吃水、水域宽度应满足船舶满车满舵工况下，回转540°～720°的要求。

3.实船试验内容及方法

根据《法规》有关要求，实船试验内容包括船舶航速试验、回转试验、Z形操纵试验、紧急停船和惯性停船试验。

3.1船舶航速试验

按照船舶设计的正车工况，测定主机输出功率为50%、75%、90%、100%时的静水航速。使船舶保持直线航行，操舵角应不大于5°，待航速稳定后，开始测速。用DGPS接收机记录船舶运动轨迹及速度，通过接收机输出接口将数据传输到计算机。在同一测速线上往返测量两次，取平均值作为对应主机工况下的航速，平均航速按公式Vmean=（V1+V2）/2计算。

3.2回转试验

回转试验系测定船舶回转性能的试验。船舶在预定航向上稳速直航2min～3min，操舵至35°或允许最大舵角，待船艏向角变化达540°时，试验结束。左、右舵各操一次。用DGPS接收机记录船舶运动轨迹及速度。记录艏向角、横倾角及其他有关数据，计算出船舶的纵距、横距、战术直径和回转直径。

3.3Z形操纵试验

Z形操纵试验系判定船舶航向改变性能的试验，通常以左右10°舵角作为试验标准。船舶在预定航向上稳速直航2min～3min，快速操舵至右（左）10°，稳住舵角。当艏向角偏离初始艏向角达右（左） 10°时，快速反向操舵至左（右）10°，稳住舵角。当艏向角偏离初始艏向角达左（右） 10°时，快速操舵至右（左） 10°，稳住舵角。当艏向角再次偏离初始艏向角达右（左） 10°，快速操舵至左（右） 10°，稳住舵角。当艏向角向左（右）达初始艏向角时，快速操舵回中，至此一次试验结束。用DGPS接收机记录船舶运动轨迹及速度。记录艏向角及其他有关数据，计算第一超越角，第二超越角，绘出Z形操纵试验记录曲线。

3.4紧急停船和惯性停船试验

停船试验系籍助倒车停船或惯性停船以判定船舶停船性能的试验。船舶在航向上稳速直航，下达倒车（停车）令，船由减速前进至船接近对水移动停止，试验结束。用DGPS接收机记录船舶运动轨迹及速度。记录艏向角及其他有关数据，计算停船迹程、停船纵距、停船横距及停船时间。

4.实船试验结果

本测试系统在近年已对珠江水系流域多艘自卸砂船进行测试，本文列举一艘“89.8m自卸砂船”在相同水域和工况下的船舶操纵性和快速性测量结果，其船舶测试航行结果及轨迹如表1～表4和图2～图5所示。