3.2　操纵性

船舶操纵性是指船舶能保持或改变航向、航速、位置的性能。船舶操纵性包括航向稳定性、船舶回转性和转首性。

3.2.1　船舶航向稳定性

航向稳定性是指船舶保持直线航行的性能。如船舶在外力干扰下不易改变原直线航向，或在外力干扰下偏离原直线航向，但通过不断的操舵就能很快回到原来航向的性能。

船舶在水面做直线航行时，当将舵转动到一定角度并保持不变，则船舶必将逐渐开始做回转运动。

舵对船舶回转运动的作用，如图3-11所示，由于舵角δ的存在，则舵叶作为机翼，其上将受到流体的作用力P，此作用力可以分解为与船舶中线面的横向分量Py和与中线面平行的纵向分量Px。由于纵向分量Px的作用，增加了船舶前进的阻力，从而降低船舶的前进速度。而横向分量Py的作用，一方面使船舶产生横向移动，另一方面将构成对重心点G的旋转力矩Pyl，此力矩常称为转船力矩。船舶在转船力矩的作用下，将逐渐出现回转运动。

3.2.2　船舶回转性

船舶回转性是指船舶应舵绕瞬时回转中心做圆弧运动的性能。回转性分初始回转性，即船舶转舵后初期反应能力的转首性；大角度回转性，即转舵后船舶大角度改变航向，做近于360°圆周运动的性能。

转舵后船能很快地进入新的航向，或船偏离航向经操舵后很快地回到原来的航向，则认为转首性好；大角度回转性通常用旋回直径的大小表示回转性能的好坏，旋回直径越小，回转性能越好。转首性好的船不一定旋回直径小。所以，转首性和回转性两者是有区别的。从船舶操纵性的观点来看，要求船舶既要转首快，又要旋回直径小。

船舶航向稳定性与船舶回转性两者是相斥的，船舶航向稳定性较好的船，其船舶回转性较差，船舶回转性好的船，其航向稳定性较差。例如，长距离航行的远洋运输船对航向稳定性的要求较高，而其掉头转弯能力较差；需要经常进出港口，在船舶众多且拥挤的港口和在狭窄水道航行的船舶，也就是要经常转向的船舶，要求其回转性特别好，而航向稳定性可以差些。

3.2.3　影响船舶操纵性能的因素

第一，船体形状和大小对船舶操纵性能的好坏有着重要的影响。如，船舶的长宽比L/B越大和方形系数Cb越小则航向稳定性越好，而回转性较差。

第二，船的尾倾状态有利于航向稳定性，反之，首倾的航向稳定性就较差。

第三，船舶速度越大，舵效越高，操纵性越好。

第四，船舶水线以上及其上层建筑侧面形状、大小和分布，风力作用中心位置等对船舶操纵性能也有重要影响。

3.2.4　提高操纵性的措施

1）增大舵面积

增大舵面积就是增大舵力，不论对航向稳定性还是船舶回转性都是有利的，但过大的舵面积会使得操舵力增大尤其是人力操舵费力，舵的面积的大小也会受到船尾布置空间的限制。

按照常用方法，舵的面积是根据实船的统计资料选定的。舵的面积统计公式如下：

A＝μ×L×d

式中，A——舵的面积；

L——船长；

d——满载吃水；

μ——舵的面积系数。

舵的面积系数μ的大小反映了舵的面积相对于船舶L×d的大小，对操纵性要求高的船舶，舵的面积系数μ一般比较大。要求操纵性高的船必定会取较大的舵的面积系数。

2）提高舵效

（1）在舵的位置方面。

①舵安装在船体的末尾位置，以增大舵的转船力臂，从而增大舵的转船力矩。

②舵的上缘应尽量接近船尾底部，以减少在舵上缘的绕流，从而提高舵效。

③若船舵是升降舵时，则当船进入深水域航行时将舵叶面降下，以改善作用在舵面上的水流流态和提高舵的浸水面积使舵效提高。

（2）在舵的几何形状方面。

舵叶的高度方向的尺度通常称为展，在宽度方向的尺度通常称为舷，平均高度h与平均宽度b的比值称为舵的展弦比，以λ表示，即λ＝h/b。根据机翼理论得知，展弦比λ大的舵效比λ小的高，因此，在舵的面积确定的情况下，只要船尾空间和吃水许可，就应尽量地提高展弦比λ，这对提高舵效是有利的。

（3）附加设备。

中国古船使用的披水板、中插板等都有非常有效的抗横向移动的功能。有助于木船的操纵。