船舶操縱性能試驗在自卸砂船中的應用

2017-09-06 02:08:35潘海優

珠江水運 2017年13期

潘海優

摘要：珠江水系河道復雜，自卸砂船數量眾多，操縱性測試儀器利用DGPS數據，通過軟件實現中國海事局《內河船舶法定檢驗技術規則2011》規定的動態測試項目。通過實船測試驗證該類船舶的操縱性能，其測試數據對船舶操縱人員在營運過程中具有一定的參考價值。

關鍵詞：船舶操縱性 DGPS 船舶性能測試自卸砂船

1.引言

珠江水系自卸砂船主要航行于珠江干線、珠江三角洲地區及港澳航線，該類船舶近年來載貨量逐漸發展到5000噸級，船長普遍超80m；同時珠江水系河道復雜，船舶數量眾多，自卸砂船其特殊性對船舶操縱人員營運過程中要求更高。中國海事局《內河船舶法定檢驗技術規則2011》對80m以上貨船提出通過實船操縱性能試驗測試和評價其操縱性。利用導航定位系統（DGPS）對80m以上自卸砂船進行操縱性能測試。

2.測試系統組成及實船試驗條件2.1測試系統組成

本測試系統的組成包括：DGPS信號接收儀、DGPS信號數據采集盒、便攜式計算機及測試軟件等，如圖1所示。

2.2實船試驗條件

（1）被檢實船應具備的條件：①被檢船舶各項工程應全部竣工，系泊試驗合格、傾斜試驗完成、穩性計算合格。②船舶縱傾應與設計要求一致，無橫傾。③被檢船舶若為雙槳船，其左右主機轉速應能調整一致，船舶駕駛室的舵角指示器應進行校對，使實際操舵角與指示舵角相符。

（2）實船操縱性能試驗水域的條件應具備：①風力不超過蒲氏3級風、水域寬闊、平靜、浪高不超過0.2m。②水域水深不小于3倍船舶吃水、水域寬度應滿足船舶滿車滿舵工況下，回轉540°～720°的要求。

3.實船試驗內容及方法

根據《法規》有關要求，實船試驗內容包括船舶航速試驗、回轉試驗、Z形操縱試驗、緊急停船和慣性停船試驗。

3.1船舶航速試驗

按照船舶設計的正車工況，測定主機輸出功率為50%、75%、90%、100%時的靜水航速。使船舶保持直線航行，操舵角應不大于5°，待航速穩定后，開始測速。用DGPS接收機記錄船舶運動軌跡及速度，通過接收機輸出接口將數據傳輸到計算機。在同一測速線上往返測量兩次，取平均值作為對應主機工況下的航速，平均航速按公式Vmean=（V1+V2）/2計算。

3.2回轉試驗

回轉試驗系測定船舶回轉性能的試驗。船舶在預定航向上穩速直航2min～3min，操舵至35°或允許最大舵角，待船艏向角變化達540°時，試驗結束。左、右舵各操一次。用DGPS接收機記錄船舶運動軌跡及速度。記錄艏向角、橫傾角及其他有關數據，計算出船舶的縱距、橫距、戰術直徑和回轉直徑。

3.3Z形操縱試驗

Z形操縱試驗系判定船舶航向改變性能的試驗，通常以左右10°舵角作為試驗標準。船舶在預定航向上穩速直航2min～3min，快速操舵至右（左）10°，穩住舵角。當艏向角偏離初始艏向角達右（左） 10°時，快速反向操舵至左（右）10°，穩住舵角。當艏向角偏離初始艏向角達左（右） 10°時，快速操舵至右（左） 10°，穩住舵角。當艏向角再次偏離初始艏向角達右（左） 10°，快速操舵至左（右） 10°，穩住舵角。當艏向角向左（右）達初始艏向角時，快速操舵回中，至此一次試驗結束。用DGPS接收機記錄船舶運動軌跡及速度。記錄艏向角及其他有關數據，計算第一超越角，第二超越角，繪出Z形操縱試驗記錄曲線。

3.4緊急停船和慣性停船試驗

停船試驗系籍助倒車停船或慣性停船以判定船舶停船性能的試驗。船舶在航向上穩速直航，下達倒車（停車）令，船由減速前進至船接近對水移動停止，試驗結束。用DGPS接收機記錄船舶運動軌跡及速度。記錄艏向角及其他有關數據，計算停船跡程、停船縱距、停船橫距及停船時間。

4.實船試驗結果

本測試系統在近年已對珠江水系流域多艘自卸砂船進行測試，本文列舉一艘“89.8m自卸砂船”在相同水域和工況下的船舶操縱性和快速性測量結果，其船舶測試航行結果及軌跡如表1～表4和圖2～圖5所示。