一种计算船舶定常回转半径的方法
摘
要
根据船舶定常回转运动时舵的转船力矩和水的阻转矩相等，计算出船舶定常回转动
的回转角速度，估算出船舶定常回转运动的回转半径
。根据估算结果得出，船舶定常回转
运动的回转半径与船舶的舵角和吃水有关，跟航速无关
。
关键词
定
常
回
转
运
动
回
转
半
径
舵
角
吃
水
1
引言
船舶定常回转运动半径，是船舶操纵性能的一个重要指标。
利用船舶分离模型仿真、经验
公式，或
神
经
网
络，都
可
以
计
算
出
船舶
定
常
回
转
运
动
半径，但这些方法
相对比较复杂
[1]
～
[4]
。
研究通过分析船舶定常回转运动的力矩平衡，
计算出船舶定常回
转运动半径，
简明地表示出船舶定常回转运动半径与舵角和吃水的关系，
可用来计算船舶定
常回转半径，也可以用来设计舵。
2
船舶定常回转运动受力分析
2.1
船舶定常回转运动规律
船舶以一定速度直航时，
舵转至某一舵角，
然后保持舵角不变，
船舶经过一个过渡阶段之后，
作用于船体的力和力矩将达到平衡，
船舶进入定常回转运动阶段，
在此阶段船舶作匀速圆周
运动。如图
1
所示，
G
为船舶重心，在船舶回转过程中，在中纵剖面存在一点，该点的横
向速度为零，即此点的漂角为零，称之为枢心点
P
。
船舶作匀速圆周运动同时，船体绕枢
心作匀速转动。
。
图
1
船舶枢心示意图
船
舶
作
定
常
回
转
运
动
时，
船
体
切
向
力
达
到
平衡，
舵产生的转船力矩也与船
体的阻力矩相平衡，船体以固定的角速度绕枢心回转。
2.2
舵的转船力矩
舵产生的转船力矩，可以根据经验公式计算
[5]
Ms=1/2C
L
ρ
AV
2
l
(
1
)
CL
为
舵
的
升
力
系
数
，
ρ
为
水
的
密
度
，
A
为
舵
叶的单侧浸水面积，
v
为船
舶定常运动的切向速度，
l
为舵杆轴线至船舶重心的距离。
2.3
水的阻力矩
