第二章 系泊设备

◇主要掌握内容
  1、船用缆绳的规格数量、长度的配备标准。
  2、导缆装置的形式及作用。
  3、自动带缆装置的结构与使用。
  4、能按规定的周期进行检查、保养,对出现的问题能及时处理。
  ◇应用
  1、停靠码头
  2、系留浮筒
  3、傍靠他船
  4、顶推作业
  ◇定义:用于带缆、绞缆的设备。
  ◇组成
  1、系船缆
  2、导缆装置
  3、挽缆装置
  4、绞缆机械
  5、卷缆车
  6、系泊属具

第一节 系船缆(系缆)

作用
  1、靠泊时用于绑牢船身(包括:靠码头和系浮筒)
  2、拖带时用于传递拖力
  种类
  1、钢丝缆
  2、化纤缆

一、系缆的性能与特点

1、钢丝缆
  (1)种类
  1)硬钢丝绳
  如:7   7 (6股加一股钢丝芯)
  2)半硬钢丝绳
  如:6 19;6 37(6股;钢丝绳中间夹油麻芯)
  3)软钢丝绳
  如:6 24;6 30(6股;每股内夹油麻芯)
  (2)规格
  1)测量方法:测量其最大直径。
  2)单位:毫米(mm)
  (3)长度
  1)一般每捆220米
  2)每捆500米
  (4)重量
  估算式 W  0.35D2
  其中
  W:每100米钢丝绳(6 24)重量,公斤
  D:钢丝绳直径,毫米
  (5)破断强度
  1)定义:钢丝绳逐渐拉直至破断时所承受的负荷。
  2)求取方法
  Ⅰ、从质量证书或国家标准中查找。
  ⅰ、实际破断强度=查找破断强度87%。
  ⅱ、原因:质量证书或国家标准中的破断负荷为单根钢丝破断负荷的总和,搓成绳索后破断强度下降。
  Ⅱ、估算公式
  T=0.04D2
  其中
  T:钢丝绳(6 24)破断强度(吨)
  D:钢丝绳直径(毫米)
  或 T=420D2
  其中
  T:钢丝绳(6 24)破断强度(牛顿)
  D:钢丝绳直径(毫米)
  (6)安全工作负荷
  1)定义:破断强度除以安全系数。
  2)安全系数取值范围:通常取6。
  3)如遇下列情况应减小安全工作负荷使用:
  ◇插接后降低10%
  ◇生锈降低30%
  ◇过度拉伸受伤降低50%
2、化纤缆
  (1)船用化纤缆种类
  1)尼龙缆
  2)乙纶缆
  3)丙纶缆(目前船上常用)
  特点:
  ◇比重轻(0.91),浮于水上
  ◇弹性好
  ◇抗熔性好
  ◇价格便宜
  ◇强度不如尼龙缆
  4)维尼龙缆
  5)复合缆
  (2)规格
  1)表示方法:直径D,单位:毫米
  2)船上常用表示方法:周长,单位:英寸
  3)周长与直径的换算方法:
  周长1英寸=直径约8毫米
  1英寸=25.4毫米)
  (3)长度:每捆220米
  (4)强度
  1)估算式
  T=98KD2
  其中
  T:化纤缆的破断力(牛顿)
  D:直径(毫米)
  K:系数
  2)系数的取值范围
  丙纶缆取0.74~0.85
  尼龙缆取1.19~1.33
  改良丙纶缆取1.10~1.21
  复合缆取2.0
  (5)安全系数
  1)安全系数取值范围:通常取6
  2)影响安全系数的因素
  ◇新旧程度
  ◇干湿情况
  ◇是否打结
  ◇是否插接

二、系缆名称

1、码头系缆名称
  (1)确定原则
  根据各缆绳的位置、出缆的方向以及缆绳所起的作用来确定系缆名称。见图2-2-1
  图2-2-1 系缆名称


  (2)回头缆
  1)定义:从船首或船尾的一舷送出,穿过浮筒环再从另一舷拉回到船上的缆。
  2)缆绳种类:一般为钢丝缆。
  3)作用:平时不受力,离浮筒时,船员自行解脱的最后一根缆。
  (3)当A/N大于0.9时,应增加系缆数量(主要考虑风的影响)
  1)当A/N=0.9~1.1时,增加一根系缆。
  2)当A/N=1.1~1.2时,增加二根系缆。
  3)当A/N大于1.2时,增加三根系缆。
  2、万吨级船舶一般备有
  1)首、尾缆:各(3~4)根,共(6~8)根
  2)前、后倒缆:左、右舷各1根,共4根
  3)备用缆:前、后各(1~2)根,共(2~4)根
  4)保险缆(兼作拖缆):前、后各1根,共2根
  3、通常万吨级船舶系泊所用缆绳的根数
  1)头缆、尾缆各3根,共6根
  2)前倒缆、后倒缆各1根,共2根

第二节 系缆装置

主要包括
  ◇导缆装置
  ◇缆桩
  ◇绞缆机
  ◇缆绳(系缆)卷车

第三节 系离码头作业

主要介绍内容
  ①船舶靠码头时的带缆作业
  ②船舶离码头时的解缆作业

一、人员分工

1、岗位
  驾驶台:船长、三副、操舵水手
  船首部:大副、木匠、水手们
  船尾部:二副、水手长、水手们
  2、任务
  船长:全船的指挥者
  大副、二副:船首、船尾现场负责人
  木匠、水手长:操纵锚机、绞缆机

二、带、解缆作业口令

1、执行程序:口令由驾驶台下达,大副、二副听到口令后应立即重述一遍,以免出错。
  2、种类:
  1)国标口令(国家标准口令)
  2)传统习惯口令

三、系缆作业

1、准备工作
  (1)提前5分钟到位(做好带缆的准备工作)
  (2)绞缆机加油并试车
  (3)清理工作场所(移走妨碍带缆作业的杂物)
  (4)备好缆绳
  1)将缆绳倒出排列在甲板上
  2)琵琶头搭在舷墙或栏杆上
  见图2-2-15
  图2-2-15 琵琶头搭在栏杆上的示意图

  (5)备妥通信设备、撇缆绳(首、尾各两副)、碰垫、挡鼠板、夜间作业备妥照明灯(准备完毕,应向驾驶台报告)。
  2、投掷撇缆
  (1)作用:用撇缆将缆绳拉到岸上。
  (2)操作方法:当船舶接近码头时,应及时、准确将撇缆抛出。如不成功,应立即投出第二根撇缆。
  3、出缆
  撇缆成功后,应将撇缆手持端在系缆琵琶头上打撇缆活节,然后将缆绳送出舷外。
4、松缆
  (1)目的:将缆绳送到码头上。
  (2)操作方法:带缆工人拉撇缆的同时,船上应协助将缆绳松出。
  (3)注意松缆速度:
  ◇太慢:带缆工人拉不动
  ◇太快:
  ⅰ、钢丝绳沉入水中,易钩住海底障碍物
  ⅱ、松的太多就太沉,带缆工人拉不动
  ◇丙纶缆因漂浮在水面上,可松的快一点。
  5、绞缆
  (1)目的:将缆绳绞紧。
  (2)时机:琵琶头套在码头上的缆桩后,可绞缆。
  (3)绞缆方法:
  ◇将缆绳通过垂直于锚机滚筒轴线前方的导向滚轮。
  ◇注意滚筒旋转方向将系缆送上滚筒。
  ◇钢丝缆在滚筒上绕5圈;化纤缆通常4圈。
  ◇一水手手持缆绳活端,距滚筒后方1米以上距离。
  ◇绞缆时,若绞缆机受力过大不能硬绞以免断缆,应稍停片刻,待船身向码头方向移动缆绳松弛后再绞。
6、挽缆
  定义:船舶靠好后,将缆绳系在缆桩上。
  (1)打制索结
  1)目的:承受缆绳从滚筒上取下时的拉力。
  2)操作方法
  在缆绳从滚筒上取下之前,用制索绳(链)在出缆方向打制索结。
  (2)挽桩操作
  制索结打好后,一般情况下将缆绳一松,卷筒上的系缆就会滑动,待制索绳受力后,把缆绳从卷筒上拿下带在缆桩上。
  注意:如缆绳在车上太紧,可用倒车慢慢松出一小段缆绳,以防止制索绳断裂。
  (3)挽桩方法
  大挽(挽双柱缆桩)
  挽双柱缆桩时,缆绳应先绕过前面一根缆桩,然后再8字形挽牢。(见图2-2-16)

  小挽(在一根桩上挽牢)
  (4)挽桩道数
  大挽
  ◇钢丝缆至少5道
  ◇化纤缆至少4道
  ◇天然纤维缆至少3道
  小挽:一般为6~7道
  (5)打系缆活结
  钢丝缆弹力大,挽牢后应在“8”字形当腰处的最上面3道用小绳系好,以防钢丝缆从缆桩弹出。
  (6)在卷筒上挽缆
  1)原因:因船上的缆桩不够,可将缆绳在卷筒上挽牢。
  2)优点:调整缆绳长度时,易收紧和放松缆绳。
7、琵琶头在缆桩上的套法
  (1)他船引到本船的缆绳
  见右图2-2-17
  优点:使两根缆桩均衡受力。
  (2)当一根缆桩上套两根系缆的琵琶头时
  见右图2-2-18
  优点:可随便先解任何一根缆绳。
  8、结束工作
  船靠妥,所有的缆绳带好后
  ◇挂挡鼠板
  ◇盘好多余缆绳
  ◇收妥各种索具
  ◇盖好有关设备的防护罩
  ◇清扫现场

四、解缆作业

1、准备工作
  1)提前5分钟到位;(做好解缆的准备工作)
  2)绞缆机加油并试车;
  3)清理工作场所;(移走妨碍解缆作业的杂物)
  4)收进舷外物品和挡鼠板;
  5)检查缆绳有无异常情况;(缆绳能否顺利解脱)
  6)准备工作完毕,向驾驶台。
  2、解缆
  (1)单绑
  1)定义:离码头时,将操纵需要和易于解脱的缆绳留下。
  2)保留缆绳数量:一般首、尾各留2根。
  (2)解缆
  1)在系缆上打一个半节,可控制系缆解开后的下滑速度。
  2)系缆完全松弛后,码头带缆人员把琵琶头从码头缆桩上取下。
  3、收缆
  系缆从码头上解下后,迅速上滚筒绞收,以免妨碍动车。(注意尾部缆;拖缆)
  最后一根缆绳出水后,应立即报告驾驶台。
  4、结束工作
  ◇盘好缆绳
  ◇盖好帆布罩
  ◇收好各种用具
  ◇清扫首、尾甲板

第三章 舵设备

主要掌握内容
  ⅰ、舵设备的组成
  ⅱ、舵的结构类型及适用的船舶
  ⅲ、随动与手柄控制系统的工作原理、操作特点及相互转换的程序
  ⅳ、人工舵与自动舵的转换过程并检验其有效性
  ⅴ、在不同情况下对自动舵面板旋钮的最佳调整,达到熟练操舵的过程
  ⅵ、应急舵操作程序,并检验其可靠性

第一节 舵设备的作用及组成

一、作用
  能使船舶在航行中保持和改变航向,使其旋回运动。
  二、组成(见下图)

  1、舵装置(包括:舵、支承部件)
  2、转舵装置(传动装置)
  定义:将舵机的动力传到舵杆并驱动舵叶转动的装置。
  3、舵机
  定义:舵设备的动力部分。
  4、操舵装置:转舵装置和舵机通称为操舵装置。
  5、操舵装置的控制系统
  定义:由驾驶台到舵机之间的一系列设备。
  6、附属装置
  包括:舵角指示器、舵角限位器等。
三、工作原理
  ◇操纵驾驶台内操舵仪上的舵轮或手柄控制操舵装置控制系统
  ◇控制操舵装置
  ◇舵杆转动
  ◇舵叶转动
  四、自动舵(自动操舵仪)
  应用:在开敞、安全水域用其代替人工操舵。
  五、自动航迹舵操舵仪
  基本原理:与GPS相连。
  主要功能:除具有自动舵功能外,可自动保持在预定航迹上。
  六、舵力(操右舵,船首向右转)
  1、产生舵力原因
  根据流体力学中机翼理论,舵叶向右转时,左侧流速快、右侧流速慢,因而产生垂直于叶面的压力差Pδ及摩擦阻力r,两力合成为舵力R。(见图2-3-2)
  图2-3-2 产生舵力原理图

  2、影响舵力因素
  R=f(δ;SR;VR;舵断面积形状)
  其中:
  R:舵力
  δ:舵角
  SR:舵叶面积
  VR:舵的速度

第二节 舵的类型和结构

(常见舵的分类)
  1、按舵杆的轴线位置分类
  (1)不平衡舵(普通舵),见图2-3-4(c)
  特点:
  ①舵叶面积全部在舵杆轴线的后方。
  ②舵钮多。(支点多,舵杆强度易于保证)
  缺点:转舵时需较大的转舵力矩。(水压力中心离转动轴较远)
  (2)平衡舵,见图2-3-4(d、e)
  特点:
  ①舵叶部分面积在舵杆轴线的前方。
  ②转舵时需较小的转舵力矩。(水压力中心靠近转动轴)
  应用:在海船上广泛使用。
  (3)半平衡舵
  定义:把舵轴前面的舵叶面积做得小些或舵叶上半部分做成不平衡舵,下半部分做成平衡舵。见图2-3-4(a)
2、按舵叶的支承情况分类
  (1)双支承舵
  定义:有两个支承点的舵叫双支承舵。
  支承位置:
  1)上支承点:一般在船体上。
  2)下支承点
  平衡舵:在舵叶下端的舵托处。图2-3-4(e)
  半悬挂舵:在舵叶半高处。图2-3-4(a)
  (2)多支承舵
  定义:有两个以上支承点的舵叫多支承舵。
  支承点:舵承、舵钮、舵托。
  舵钮与尾柱的连接:使用舵销连接。见图2-3-4(c)
  (3)悬挂舵
  定义:仅在船体内设支承点,而舵叶全部悬挂在船体外面的舵。见 图2-3-4(b)
  (4)半悬挂舵
  特点:
  1)舵的上半部支承在舵柱或挂舵臂的舵钮。
  2)舵的下半部支承在半舵高处。见图2-3-4(a)

  3、按舵叶的剖面形状分类
  (1)平板舵(单板舵),见下图2-3-5
  ①结构:舵叶是一块钢板或在钢板的两面交替安装横向加强筋(舵臂)。
  ②特点:随舵角增加舵的效率变坏。(失速现象发生早;阻力也大)
  (2)流线型舵(复合舵)
  ①结构:里面是骨架、外面是复板,剖面为流线型。见下图2-3-6
  ②特点:
  ◇舵效好(升力大;阻力小)
  ◇舵承压力小(空心可产生浮力)
  ◇强度高(根据结构特点)
  ③应用:广泛使用在船上。
4、特种舵
  (1)整流帽舵
  ①结构:在普通流线型舵正对螺旋浆的轴线延长的舵叶上加一个流线型圆锥体(俗称整流帽)。见下图2-3-7
  ②作用:有利于改善螺旋浆后面的水流状态。


  (2)主动舵,见下图2-3-8
  ①结构:在舵叶内大体与推进器在一个平面上装设马达,带动舵叶后的小螺旋浆转动,在小螺旋浆外加导管。
  ②导管的作用:
  ◇保护螺旋浆
  ◇整流
  ③特点:可增加船舶的转头力矩。(低速,停车也可转头)


  (3)襟翼舵(可变翼形舵)见下图2-3-9
  ①结构:同飞机的襟翼,在舵叶的后缘装一个副叶。
  ②特点
  ◇转船力矩较大。
  ◇舵机功率较小。(转舵力矩较小)


  (4)反应舵(迎流舵),见下图2-3-10
  ①结构:以螺旋浆轴为界,舵叶的上下线型分别向左右扭曲一些,使舵叶迎着螺旋浆排出的两股螺旋状水流。
  ②特点
  ◇减少阻力。
  ◇增加船舶推力。


  (5)组合舵
  ①结构:在流线型舵叶的上下两端各安装一块制流板。
  ②特点:可减少舵叶两端的绕流损失,提高舵力。见下图2-3-11