机动性是指船在作用下的运动性能，包括回转和加减速。§3-1回转运动对于回转运动，要解决的问题有：①回转曲线的形状和特征参量。②回转过程中各运动参数的变化情况。③对回转运动各参数的影响因素。④回转中的速降和横倾角的计算。一、操舵后船的运动特点一般地，操舵后船的运动可以分为三个阶段：1、转舵阶段从开始转舵到舵转到规定角度为止。一般时间为8-15s，舵角。设船在直线航行时转一右舵。随着舵的转动，有水动力作用在舵上，力沿船的航速方向和垂直于航速方向的分量分别为，同时又产生了绕重心的力矩，从而使船产生了加速度。2、发展阶段从转舵结束到船进入定常运动为止。随着时间的增大，使船产生“反向横移”，舵力矩使船顺时针方向转动，从而使船纵中剖面与航速之间形成漂角。一旦形成漂角，船体就产生了横向力，横向水动力对重心G的力矩将加速船的转动。进一步使漂角增大，又使增大，即：第三章机动性船重心的运动分析：首先，舵力和船体水动力沿船前进的方向上的分量使船的速度逐渐减少。另一方面，随着在轴上分量的增大，逐渐达到并超过在轴上分量，所以，船反向横移的加速度减少到0，然后改变方向，使船产生正向加速度，经过一段时间后，重心的位置将出现正向横移，加上桨的推动和船的转动，重心的轨迹就形成了一条变速的曲线，重心的运动就是变速曲线运动。船绕重心的转动分析：首先，作用在船上的水动力矩分为三部分：由于和都是加速船的转动的，而是阻止船的转动的，但在发展阶段的初期，很小，故较小，此时：3、定常阶段各水动力矩相互平衡，=常数，船绕重心作均匀角速度转动，螺旋桨推力和水动力在轨迹切线方向上的分量平衡：二、回转运动的主要特征参数：1、回转圈——为船在回转时其重心的运动轨迹。2、定常回转直径——定常回转圈的直径。通常以相对回转直径表示；对于军舰。4、纵距——自转舵开始至船首转到90°时，重心沿初始航线前进的距离。5、正横距——船首转到90°时，重心沿初始航线的距离。6、反横距——反向横移的最大距离。7、定常回转航速、漂角、横倾角、回转周期—自转舵起回转360°所用的时间。1、船型的影响：由二阶K-T方程知，对于定常回转运动有：结论：C大，则r小，回转直径DS大，回转性差，稳定性好；反之C小，则r大，回转直径DS小，回转性好；稳定性差。2、纵倾的影响：①艏纵倾相当于减小了尾部的投影面积，故可使DS减小，机动性变好、稳定性变差；②艉纵倾相当于增加了尾部的投影面积，故可使DS增大，机动性变差、稳定性变好。艏纵倾舵的作用是产生水动力,提供使船回转的力矩,此力矩大，则回转性好。为使舵产生足够的力矩，一般可采用以下方法：a.增加舵的面积b.合理选择舵的形状c.提高升力系数d.将舵置于桨的尾流中e.使舵远离转动中心航速的影响以来表示，经验表明：当Fr≤0.25时，航速对Ds无影响；当Fr>0.25时，由于航行中船体下沉、纵倾和兴波的影响，船的水动力发生变化，Ds随着Fr的增加而迅速增大。我国海军船体规范规定，对于军舰：为Fr≤0.25时的回转直径。5、横倾的影响：横倾→水动力系数改变，经验与计算表明横倾使Ds减少。船在稳定直航时，其阻力和推力平衡。操舵后船进入变速曲线运动。由于漂角和舵角的存在，船体中的阻力发生变化，流向螺旋桨的水流发生变化导致主机的工况发生变化，因而桨的推力也变化，导致船的航速发生变化，满舵回转时，航速要下降20%。由纵向操纵运动方程：定常回转时：将代入，有确定定常回转速度的经验公式：1、费尔索夫公式：确定定常回转速度的图谱方法五、船舶回转过程中的横倾现象回转时，作用在船体和舵上的水动力与重心不在同一高度，组成一横倾力矩而产生横倾。对于高速舰船，由于横倾有时很大，有倾覆的危险。以右舵为例：当船在水平面内转舵时，舵上水动力在船横剖面上的分量为，作用于舵面上的水动力中心（坐标原点取在船基线处）。力使船有向左的加速度，使船受到向右的流体惯性力，作用点的垂向高度为。由于在转舵阶段船的漂角和角速度皆很小，作用于船体上的粘性类水动力可以忽略。按达兰贝尔原理，在重心处再加上船体惯性力，方向向右。流体惯性力的作用点一般在高度中心线附近（或可以认为在浮心B附近）。故该力与对重心的力矩相反。但由于初始阶段较小，所以对重心的力矩是主以右舵为例：当船在水平面内转舵时，舵上水动力在船横剖面上的分量为，作用于舵面上的水动力中心（坐标原点取在船基线处）。力使船有向左的加速度，使船受到向右的流体惯性力，作用点的垂向高度为。由于在转舵阶段船的漂角和角速度皆很小，作用于船体上的粘性类水动力可以忽略。按达兰贝尔原理，在重心处再加上船体惯性力，方向向右。流体惯性力的作用点一般在高度中心线附近（或可以认为在浮心B附近）。故该力与对重心的力矩相反