[科普中国]-操纵特性曲线

操纵特性曲线是指由螺线试验或逆螺线试验或理论计算所得的用以表达船的舵角与稳定回转角速度关系的曲线。曲线的形状及其在原点的斜率表征船的动稳定性。如曲线为单调的，且在原点的斜率为正，则船是动稳定的，斜率愈小，动稳定程度愈大；如曲线呈S形或有不稳定环线，且在原点有负斜率，则船是动不稳定的，负斜率的绝对值愈小或不稳定环宽和环高愈大，船愈不稳定。1

简介用于表示船舶操纵中的动稳定性和回转性的曲线称为船舶操纵特性曲线。曲线上每个舵角对应的稳定回转角速度值，表示船的回转性。船舶的稳定回转角速度与稳定回转直径成反比。同一舵角对应的稳定回转角速度值越大，回转直径越小，船的回转性越好。1

意义回转圈固然能给出船舶回转运动的许多重要参数，但不能反映船舶在不同舵角下的圆转性，特别是小舵角下的回转性。改善的办法是给出不同舵角下的无因次定常回转角速度的变化规律，即操纵性特征曲线。

操纵性特征曲线，实际上表示了不同舵角下的定常回转半径与船长的比值，即相对回转半径的倒数。它不仅反映了不同舵角下的回转性，还表明了船舶直线航行和定常回转运动的稳定性，比较全面地表征了船舶的操纵性。

尽管操纵性特征曲线比较全面地反映了船舶不同舵角下的回转性，但要获得整条的特征曲线，往往需要大量的试验，同时，操纵性特征曲线只表示了舵角与无因次回转角速度(即相对回转半径的倒数)之间的关系，并没有反映出船舶的转首性和跟从性的好坏。2

曲线形式典型曲线操纵性特征曲线不仅反映了不同舵角下的回转性，还表明了舰船直线航行和定常回转运动的稳定性，较全面地表征了船舶操纵性。典型的曲线，如图1所示，图中(a)为直线稳定的，(b)为直线不稳定的，(c)为临界情况。3

异常曲线目前，发现若干肥大船型可能存在异常的操纵现象。这主要是由于船型

丰满而产生的水流分离或舭部涡流造成的，致使该船在小舵角下可能是稳定的，也可能是随机不稳定的。几种肥大船型随机稳定、不稳定情况的典型操纵特性曲线如图2所示。异常操纵现象给船舶驾驶带来一定的困难，建造肥大型船舶时必须予以考虑。4实际应用改善船舶操纵性

为了使船舶具有良好的操纵性，以保证航行安全，对于设计工作者来说，常常运用操纵特性曲线对船舶设计加以修正，通常包括以下三个方面：

(1)舵的正确设计；

(2)船体主要尺度和型线的正确选择；

(3)设计特种操纵装置。4

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学