超大型油船冰区靠泊关键技术——以大连长兴岛恒力石化码头为例

以往渤海内超大型油船(Very Large Crude Carrier,VLCC)冰区靠泊作业研究大多是基于操作经验开展的,缺乏普遍的实践指导意义,为从理论上解决这一问题,运用冰的弹性模量与冰的体积之间的换算关系,建立船舶与码头之间冰体积计算的数学模型,并结合船舶转新航向距离的算法,解决VLCC冰区靠泊的两项关键技术,即:为减少船岸间隙冰量,求取船舶应采取的最佳入泊角度;拖船推力等于冰阻力时,计算船舶与码头的极限横向距离,并据此确定靠泊转向过程中的最晚施舵点,从而为解决VLCC冰区靠泊的技术难点提供重要的理论支撑。     

介绍一种高性能同步舵机

双舵船舶,一般要求两舵同步,两舵同步转动的最简单、最可靠的方法是使用联杆连接,但现在有些船舶,如双体船、开体船等,使用联杆连接就有许多弊端,双舵距离越大,弊端就越明显;还有一种操舵仪,也能使双舵同步,但它不能克服两舵阻力差异,因而操舵过程中是不同步的,只能是通过电控,使之先后到达同一个角度。 为了满足这些特种船舶对舵机提出的特殊要求,广州海工液压舵机厂经过多年摸索,在为二百多艘船舶成功配装液压舵     

基于船-桨-舵组合系统舵球节能效果数值预报

以KCS船、KP505桨及NACA0018舵为研究对象,基于FINE/Marine软件,运用滑移网格技术,根据提出的翼型舵球尺寸,对粘性流场中的桨-舵、桨-舵-舵球组合系统进行水动力性能计算。计算得出该翼型舵球在低进速下,最佳节能效果可达1.66%。在此基础上,对船-桨-舵、及船-桨-舵-舵球系统进行计及自由液面的非定常干扰数值模拟,计算结果表明船-桨-舵-舵球系统的计算结果与桨-舵-舵球系统计算值趋势一致,且该舵球在航速V=2.1968m/s时,其节能效果达2.06%,是相同进速系数下,桨-舵-舵球组合系统的两倍左右,验证了该翼型舵球在两种组合系统下的节能效果,为舵球的实际工程应用提供了重要的理论依据。     

基于AIS信息的避碰分析探究

随着船舶自动识别系统（AIS）的普遍使用，航海人员可以因此获得更多、更准确的信息．充分利用这些信息为辅助船舶航行、保证航行安全提供支持将更有效地发挥AIS的功用．以《国际海上避碰规则》为依据，应用转向避让原理等相关知识，提出了紧迫局面等的概念并建立了紧迫局面距离及最晚施舵时机的数学模型；重点研究了避碰分析过程中各种要素的确定方法．最后，提出了利用这些要素进行避碰分析的解决方案．     

国外造船信息

△据英国Industraman公司介绍,采用该公司的Vectwin系统,用操纵杆来控制作用于两具Schilling平板舵的尾流方向,其舵角在各舷的55度至105度之间的不同位置时,不仅可使船左转弯、右转弯、旋转等,而且当两舵的舵角同时在左右舷105度时,主机不需倒车也可使船实现倒航。该装置已安装在澳大利亚的Caltex公司的“澳大利亚”号上。该公司全年可节省港口牵引费用30万澳洲美元。     

单桨船两种舵型的舵力和操纵效果的比较试验

在设计舵设备时首先要选择舵型、舵面积,其次要进行舵力计算。对常规单桨海洋运输船,可供选择的舵型一般有双支点矩形舵和半悬挂舵。这两种舵型对船的操纵功效,曾由mandel和藤井先后以自航模作过比较试     

扭曲舵空泡观测实船试验研究

为验证扭曲舵的抗空化效果,在前期完成扭曲舵设计及实船换装工作的基础上,首次在国内开展了扭曲舵和普通舵的空化实船观测对比试验,对两种舵在设计航速和最大航速下固定舵角工况和直航自动舵工况的空泡进行了比较.结果表明:在相同航速工况下,扭曲舵的舵面空化起始舵角可提高10°左右,可以消除舰船常用航行状态下舵面的空化问题;在高航速大舵角工况时,扭曲舵的空化面积远小于常规舵;在扭曲舵优化的基础上,防腐蚀电极新型安装结构和舵下端导流罩可以有效解决防腐蚀电极和舵下端面的空化问题.通过扭曲舵空泡观测实船试验,证明了扭曲舵具有良好的抗空化性能,为抑制水面舰船舵空化剥蚀、降低船尾振动噪声提供了有效途径,具有优良的应用前景.     

在线自整定PID船舶自动舵的设计与实现

介绍了常规PID自动舵参数整定的困难,简述了继电型自整定PID控制的基本原理及PLC实现的基本方法,提出了基于PLC的在线自整定PID船舶自动舵的设计和实现方案,该自整定PID自动舵能够自动适应船况和海况的变化,实现PID参数无扰动切换、变增益调节、抗积分饱和、微分先行等功能,克服了常规PID舵机振荡等缺陷。实船应用表明,该自整定PID船舶自动舵的有效性。     

在线自整定PID控制的船舶自动舵

介绍了继电型自整定PID控制的基本原理及PLC实现的基本方法,设计了基于PLC的在线自整定PID船舶自动舵.该自整定PID自动舵能够自动适应船况和海况的变化,实现无扰动切换、变增益调节等功能,克服了舵机振荡.实船应用证明了该自整定PID船舶自动舵的有效性.     

25000 t化学品船舵系试验问题的分析与对策

针对首制25 000 t化学品船在第一次试航过程中出现的舵机压力过高以及Z形试验结果不能满足规范要求的情况,通过对舵机选型、舵杆传动、试验仪表、舵叶设计和舵叶制造等可能原因进行逐一验证排除的方法,得出舵叶面积设计偏大是造成试航问题根本原因的结论,提出并实施了割除部分舵叶后缘的切合实际的解决方案,并通过再次海试验证了修改方案的可行性。该问题解决过程对其他新船的舵叶设计具有一定借鉴意义。     

在线白整定PID控制的船舶自动舵

介绍了继电型自整定PID控制的基本原理及PLC实现的基本方法，设计了基于PLC的在线自整定PID船舶自动舵。该自整定PID自动舵能够自动适应船况和海况的变化，实现无扰动切换、变增益调节等功能，克服了舵机振荡。实船应用证明了该自整定PID船舶自动舵的有效性。     

某船舵机事故分析与处理

<正>某17万吨级散货船定航线在中国与西澳大利亚之间运输矿石。在某次靠港事故中,该船被澳大利亚PSC检查官登记到重点检查船舶名单上。本文对事故进行全面分析,供同人参考。1 事故经过某日,该船在澳大利亚丹皮尔港锚地锚泊。当日2042时备车准备靠泊,2230时艏艉拖船均带好,距离码头约数十米,驾驶台操纵主机运行"微速前进",机舱人员从VHF中听到澳方引航员发出"左满舵"的舵令,一切正常;但很快听到引航员急促地连发几遍"正舵"舵令,集控室舵     

船舶自动操舵仪故障分析及其解决方案

文章分析了半导体分立元件和集成电路设计的自动舵工作原理，指出它们的缺点及其故障产生的根本原因。应用可编程序控制器（PLC）技术研制的自动舵，克服了常规自动舵的缺点及其参数整定困难和控制效果的不足。自整定比例微积分调节器（PID）自动舵能够自动适应船况和海况的变化，实现无扰动切换、变增益调节、抗积分饱和、微分先行等功能，克服了舵机振荡。实船应用证明了该自整定比例微积分调节器船舶自动舵的有效性。     

船-舵-桨的水动力干扰效应研究

基于计算流体力学方法,结合滑移网格技术与动网格技术,实现了带自由面的双桨双舵舰船的直航与斜拖的数值模拟试验,并根据数值模拟所得到的若干数据求取了桨的实效伴流系数ω_p、流入舵的纵向有效速度u_R与有效冲角α_R、操舵诱导横向力关于舵力的修正因子α_H及其距舰船重心的无量纲距离x"_H等船、舵、桨相互干扰系数。数值模拟结果与权威水池试验结果相比对,吻合良好。     

车客渡船全回转舵桨控制系统优化

为保证长江车客渡船航行的安全性和可靠性，避免车客渡船在江中碰撞、停泊、等待缓行让船等问题，以49 m车客渡船为研究对象，对全回转舵桨控制系统进行优化。该方案对控制系统的西门子S7-1200系列可编程序控制器输出模块的重要输出点进行冗余设计编程，故障发生后可输出自动切换并发出声光报警。改进后的全回转舵桨控制系统更加可靠，极大提高了船舶运营的安全性，实船验证效果良好并推广应用于新船建造。     

全廻转舵桨船航向控制研究

全回转舵桨船操纵机动性强,但航向稳定性差,在长程航行中尤其需要采用航向自动控制技术。针对双舵桨驱动的"润江1"科考船,将卡尔曼滤波器与模型预测控制器级联建立了适用于舵桨驱动船的航向控制系统,具备滤除高频波浪干扰并有效处置舵桨限制条件的功能。仿真测试和船模控制试验充分验证了上述系统的有效性,适用于舵桨驱动船的航向控制。     

桨舵组合式节能推进器设计及水动力性能验证

为减小螺旋桨尾流能量耗散,提高桨舵系统的推进效率,开展桨舵组合式推进器设计研究。首先,基于适伴流设计思想结合面元法编制最大阻力减额的扭曲舵设计程序,获得桨后舵不同展向位置的扭曲角度,并通过与一前端削平的舵球及桨毂光顺连接形成桨舵组合式推进器的设计方案。然后,采用数值仿真分析获得均匀流场中桨舵组合式推进器的水动力性能、压力分布与流场特性等细节,初步验证设计方案的合理性。最后,开展船后桨舵组合式推进器的水动力性能试验,获得不同航速下螺旋桨和舵的水动力性能。试验结果表明,桨舵组合式推进器较原型桨舵推进器的效率在全航速段均有一定程度的提升,在设计工况点提升值达2.7%,证明设计方法正确,设计方案合理可行。     

海洋综合试验船舵系设计

介绍某型海洋综合试验船舵系主要参数的选取及设计特点,针对该船因舵机舱层高度低而无法采用常规舵系布置方法的问题,采取调整舵柄位置、上舵承基座倒装与主甲板固定、降低泵组安装高度等舵系设计方法,解决舵机舱层高度低带来的舵系布置安装难题。     

双桨双舵船模系列斜拖试验研究

本文发表了5条双桨双舵船模的斜拖试验结果。船模系统地改变长宽比、长吃水比和肥满系数。试验分船体带螺旋桨、舵和不带桨、舵两种情况。试验时改变船模的航速、漂角、横倾角和舵角。详细测定了船体、螺旋桨和舵所受的水动力以及船体下沉、纵倾随航速和漂角的变化,确定了船体的水动力(和力矩)系数及船、桨、舵相互之间的流体动力干扰,分析了主尺度、船形系数、航速、横倾角与水动力系数的关系。     

7800 t沥青船操纵性能优化研究

结合国际海事组织法规对船舶操纵性的相关要求,采用自由船模试验的方法对某7800 t沥青船的Z字试验操纵性能进行了研究.通过加大舵叶面积、优化舵叶形状和增加附体等技术手段,对该船型的偏航和保向性能进行优化.船模试验结果表明:采用3号舵加附体的方案,可以确保该船的Z字操纵性能相关指标在设计阶段满足法规要求,实船的合规性也经试航得到了验证.