《驾驶台操舵》，针对一些年轻驾驶员，在正常航行期间，盲目大角度操舵，造成危险局面，有可能引发船舶及设备的安全事故。本文从操舵的基本原理，分析了盲目操舵的危害性，并从原理上解释了“早让、宽让”的操船基本原则，希望能给年轻的驾驶员一点借鉴。
驾驶台操舵
上海远洋运输公司
摘要：驾驶台操舵涉及航行安全，及重要设备安全。特别是在大风浪中，或在高速航行时，盲目大舵角操舵，有可能引发船舶及设备的安全事故。本文简述了操舵的基本原理，分析了盲目操舵的危害性，并从原理上解释了「早让、宽让」的操船基本原则，希望能给年轻的驾驶员一点借鉴。
[关键词] 操舵 大舵角 水动力 舵效 侧向漂移 船舶阻力 侧倾 纵倾 GM值 早让 宽让
0、引言
1、驾驶台操舵，目的是为了操控船舶，这不但涉及到航行安全，同时涉及到重要设备安全。特别是在大风浪中，或在高速航行时，盲目大舵角操舵，可能引发船舶及设备的安全事故。类似事故已多次发生，需要引以为戒。本文从操舵的基本原理著手，分析了盲目操舵的危害性，希望能给年轻的驾驶员一点借鉴。
2、操舵方式简介
3、操舵的目的是为了控制船舶航向，习惯上称为「操船」。把舵转一个角度，流经舵叶二面的水流，对舵叶产生一个「水动力」，此水动力在船体上产生一个扭转力矩，使船舶转向，达到我们所需要的航向。
驾驶台操舵，一般有以下几种操舵方式：1、自动舵：正常航行时，以电罗经信号，来控制舵的动作，最终达到我们需要的设定航向、并保持该航向。2、手动舵：进、出港时，或其他特殊情况下，由手水根据舵令操舵。3、应急舵：使用应急操舵手柄操舵，开环控制，反应时间短，在紧急情况下使用。
如下图一所示，驾驶台操舵仪表台，分别由操舵手轮、舵角指示、电罗经、舵机控制板等部分组成。
图一：驾驶台操舵仪表台
2、舵效的影响因素
对於一条特定的船来说，我们希望，从下达操舵口令，开始操舵起，到所需要航向的这个时间，要尽可能短。这个「转船」的能力，我们称之为「舵效」，操船时，希望有良好的舵效。
舵效的好坏与相对水流速度的平方成正比，这个水流速度对舵效的影响最大，是平方级关系，主要取决於船速，以及当时流的情况。这里说的是船速，不是主机转速，主机在工作，船速越快，舵效越好；主机停车，但是还有船速，理论上还会有舵效，但这时舵效已经很小了，有可能不足以克服转船的阻力，无法使航向产生实际的改变，所以主机停转后，虽有舵角，但是，一般不会有良好的舵效了。
这就是有经验的操船人员，不愿意「停车」让船的原因，主机停车后，船更难控制了。靠、离泊时，没有实际的船速，但是主机在运转（螺旋桨在转），相对於舵叶有很大的水流速度，此时，舵效是存在的。
舵效的大小与舵叶的浸水面积成正比，这取决於吃水，因此，空载船的舵效就相对差一点。
舵效也与舵角的大小近似成正比。这是一个抛物线的关系，有一个顶点，海船是36度，超过这个角度，舵效不增反降。这是36度满舵的来历。对於具体的船舶，可以利用开阔水域做一定的试验，以确认操多少度时，舵效最好!
4、舵效的副作用
5、在操舵时，水动力的横向分力FL 和力臂L，形成转船力矩，以达到船舶转向的目的。这是我们所需要的。同时还有以下四个方面负作用出现。这些负作用，在高速、大舵角操舵时，会严重影响航行和设备安全，需要在实际操作中注意避免。在港速时，由於船速下降明显，作用在舵叶上的「水动力」也会下降，所以港速时用舵，实际产生的负作用就不会十分突出了。
如下图二所示，舵的水动力示意图。水动力F分解成FL 和 FD 。为了方便受力分析，我们把作用在舵上的水动力，平移到船舶重心G点，纵向分力R，横向分力T。
由於舵板中心点O点和船舶重心点G点不在一个平面上。因此，在垂直方向也会产生一个力臂，在水动力横向分力T的作用下，产生一个横倾力矩；同时，在纵向分力R的作用下，会产生一个纵倾力矩。水动力横向分力T，会使船舶形成漂移，纵向分力R对船舶产生阻力。
图二：舵的水动力示意图
船舶的侧向漂移。在窄水道或内河航行时，经常需要大角度操舵。如弯道转角大，需要在高速时，大舵角操舵，才能获得良好舵效，以快速改变航向。但此时，在横向分力T的作用下，船舶会自动向用舵的反方向漂移，「舵效」越好，侧移越大。本想在高「舵效」时，快速地小半径转弯，但是实际情况与愿望是相反的，如果再加上风、流的作用，船就难以控制，有可能冲上浅滩、或和障碍物擦碰。
船舶阻力加大。在高速、大舵角操舵时，在纵向分力R的作用下，会使主机负荷突发猛增，主机油门瞬间推到允许的最大值，主机失速。外在表现就的船舶抖动，主机突发高排温，船速降低；可见，船舶在高速时，操大舵角，会严重影响主机安全；
船舶的侧倾。船舶高速，大舵角操舵时，如果碰巧船舶配载等因素造成GM值过小，船舶稳性变差，同时增加了垂直方向的力臂，形成巨大的侧倾力矩。再加上风、流的叠加作用，船舶就相当危险了。重则侧翻，造成严重安全事故，这样的事故，已发生多起，需要引以为戒；轻则侧倾，船舶无法在恢复力臂的作用下回复到正常状态，直到主机停车后才能消除侧倾。特别是集装箱船，或装载特殊货物时，GM值偏小。高速航行时，大舵角用舵，有可能引起船舶侧倾，实际操船中，需小心用舵。
船舶的纵倾。这个作用对船舶的影响比较轻微，危害不大。最多就是造成船舶「埋头」，进一步增加船舶阻力，影响船速。
4、早让宽让的意义
操舵时产生的舵效和上面这4个负作用，是共生共存的，他们都是原自於作用在舵叶上的「水动力」。船速越高，舵角越大，这些负作用就越大。因此，在实际操舵中，一定要考虑到操舵的负作用存在。尽可能避免大舵角操舵。这是避碰规则上所说的「早让、宽让」的道理所在。不是说您的应急能力不行，而是说在紧急情况下，船舶往往是难以控制的，或不受人为控制的。如对这一点能够充分理解的驾驶员，相信他一定会做到「早让、宽让」，尽可能避免在高速时，大舵角操舵。
2020/3/9