秦 堯 李勇躍 梁艷楠 黃 娟 陸懿東

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海201203）

極地船舶操縱性預(yù)報(bào)研究

秦 堯 李勇躍 梁艷楠 黃 娟 陸懿東

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海201203）

從北極航道出發(fā)，研究了北極航道對(duì)船舶操縱性影響的主要因素。介紹了船舶操縱性的模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，研究了船舶操縱性的性能指標(biāo)和提高方法，并通過(guò)模型試驗(yàn)分析了上海船舶研究設(shè)計(jì)院（SDARI）設(shè)計(jì)的極地重載甲板運(yùn)輸船的操縱性性能。由于現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)極地船的操縱性性能沒(méi)有明確要求，建議設(shè)計(jì)中留足余量，以避免極地環(huán)境特殊性造成的操縱性性能降低所引發(fā)的突發(fā)狀況。

極地航行；操縱性；模型試驗(yàn)；數(shù)值模擬

Abstract:According to the introduction of the polar channel，the main parameters that influenced maneuverability of vessels sailing in the polar region were studied in the paper.Model test and numerical simulation for prediction of maneuverability were presented.Criterion and improvement strategy of maneuverability were researched.The maneuverability performance of polar class heavy transport deck carrier vessel designed by SDARI was analyzed by means of model test.It was concluded that because of a lack of criterions of maneuverability of polar vessels from any rules，enough margin should be given to avoid emergency caused by complex polar environment.

Keywords:sail in the polar region；maneuverability；model test；numerical simulation

0 前言

隨著全球變暖所引起的海冰大面積消退，使得北極海上通航逐漸成為可能，而航道的通航將會(huì)對(duì)世界的經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、能源等格局產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在北極航道通行帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，也給計(jì)劃航行于此航道上的船舶帶來(lái)挑戰(zhàn)。由于海冰的消融和風(fēng)、流等作用，海冰之間會(huì)形成曲折蜿蜒的冰區(qū)水道，并會(huì)不斷發(fā)生收縮、擴(kuò)散和位移等變化，造成船舶計(jì)劃航線需根據(jù)海冰的阻擋而隨時(shí)改變，同時(shí)船舶也需要頻繁改變航向、航速以盡可能利用冰間水道和薄冰區(qū)。由此可見(jiàn)，北極航道對(duì)通航船舶的操縱性要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通航區(qū)航行的船舶，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以特殊考慮［1］。

西北航道具有氣候惡劣、溫度很低、冰情嚴(yán)重等特點(diǎn)，導(dǎo)致該航道通航條件特別差。本文主要從北極東北航道的水域特點(diǎn)和氣象環(huán)境等方面，對(duì)該航道上以舵為航向控制方式的船舶操縱性進(jìn)行研究，主要分析了北極航道對(duì)船舶操縱性影響的因素、操縱性預(yù)報(bào)的數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)及實(shí)船試驗(yàn)方法，并針對(duì)上海船舶研究設(shè)計(jì)院（SDARI）設(shè)計(jì)的極地重載甲板運(yùn)輸船，通過(guò)模型試驗(yàn)分析其操縱性性能。

1 北極航道對(duì)船舶操縱性的影響

1.1 北極航道限制

由于北極高寒、多暴風(fēng)雪、海冰反射等原因，造成冬季北極冰量極大，基本覆蓋整個(gè)海域；而盛夏季節(jié)，海冰開(kāi)始消融裂解，并在風(fēng)、流的作用，海冰之間會(huì)形成曲折蜿蜒的冰間水道。船舶在冰中航行操縱，應(yīng)盡量利用冰間水道和薄冰區(qū)，由于冰間水道可航水域十分狹窄曲折，船舶需頻繁改變航向，對(duì)船舶的操縱性要求提高。

東北航道大部分航段位于俄羅斯北部沿海的北冰洋離岸海域，海岸線曲折復(fù)雜，邊緣海區(qū)及海灣淺而寬。航行于淺水中的船舶常伴有下沉和縱傾，會(huì)對(duì)其快速性和操縱性產(chǎn)生明顯的不利影響，可能導(dǎo)致觸底和擱淺事故的發(fā)生，淺水效應(yīng)成為北極航道航行船舶操縱性設(shè)計(jì)中不可忽視的問(wèn)題［2］。

1.2 海域冰量多范圍廣

由于北冰洋幾乎被島嶼和大陸架環(huán)抱，海冰難以擴(kuò)散，覆蓋范圍極廣，如圖1所示。度量浮冰對(duì)船舶操縱性的影響最重要的參數(shù)為冰量，通常采用十分法來(lái)表示。根據(jù)視界范圍內(nèi)海面上浮冰覆蓋的比例量，冰量可以分為10級(jí)，如表1所示。冰量在1/10以下時(shí)，船舶可以自由航行；冰量為1/10～5/10時(shí)，船舶需根據(jù)冰況調(diào)整航向；冰量為5/10～8/10時(shí)，將對(duì)船舶航行造成嚴(yán)重的障礙；當(dāng)冰量達(dá)到8/10以上時(shí)，需在破冰船的協(xié)助下航行。

圖1 8月份北極海冰密集度

表1 冰量等級(jí)表

浮冰是北極航道的顯著特征，也是影響該航道航行船舶操縱性的關(guān)鍵因素。船舶航行于大面積的冰區(qū)時(shí)，其航向穩(wěn)定性由于受船體兩邊冰的作用而有所改善，但轉(zhuǎn)向卻變得困難，會(huì)出現(xiàn)小舵角轉(zhuǎn)不動(dòng)，大舵角一旦轉(zhuǎn)動(dòng)又很難回舵的現(xiàn)象。

1.3 冬季寒冷溫度低

受溫室效應(yīng)的影響，北極地區(qū)的氣溫呈不斷上升趨勢(shì)，但跟其他海域的環(huán)境溫度相比，北極地區(qū)仍然極其寒冷。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，北極的年平均氣溫為-23℃，冬季平均氣溫達(dá)到了-34℃，夏季的氣溫介于-2～0℃之間。在最寒冷的1月，北極航區(qū)的氣溫在-5℃至-35℃之間。

氣溫對(duì)航行船舶的影響主要表現(xiàn)在低溫使海水結(jié)冰并依附于船體上，增大船舶的慣性力和慣性力矩，從而影響船舶的操縱性能。依附于船體上的冰層對(duì)船舶操縱性的影響與附連水的效果相似，但作用力要大很多。在操縱性評(píng)估時(shí)，可參照附加質(zhì)量的表達(dá)方法來(lái)計(jì)算。

1.4 航道能見(jiàn)度低

能見(jiàn)度是指船員在船舶上能夠分辨目標(biāo)輪廓的最大距離，對(duì)船舶的航行安全具有直接影響。在北極地區(qū)，影響能見(jiàn)度的最主要因素是海霧。尤其是在適宜通航的夏季，隨著海冰的融化，開(kāi)闊水域和冰間水道不斷增加，水氣交換就會(huì)形成平流霧，而且夏季北極航道大風(fēng)天氣極少，輻射霧、蒸發(fā)霧也隨時(shí)可以產(chǎn)生。夏季的東西伯利亞海和楚科齊海，其50%～70%的時(shí)間為霧天；白令海的情況更為嚴(yán)重，夏季有60%～70%的時(shí)間為霧天。

相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)表明，當(dāng)能見(jiàn)距離低于4 km時(shí)，船舶會(huì)產(chǎn)生一定的航行安全隱患；而當(dāng)能見(jiàn)距離降低至1 km以內(nèi)時(shí)，事故發(fā)生的概率將急劇增大。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮能見(jiàn)度對(duì)船舶操縱性能的影響［3］。

1.5 風(fēng)速

風(fēng)主要作用于水線以上的主船體和上層建筑，會(huì)使船舶在行駛過(guò)程中產(chǎn)生偏航。通常將6級(jí)風(fēng)作為影響船舶航行安全的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)。現(xiàn)有的科考觀測(cè)數(shù)據(jù)表明：在北極地區(qū)，冬季多風(fēng)，夏季少風(fēng)，大風(fēng)的概率較小，全年的平均風(fēng)速為4～6 m/s，最大風(fēng)速極少超過(guò)25 m/s。

2 船舶操縱性性能指標(biāo)

2.1 船舶操縱性要求

船舶操縱性是指船舶用其控制裝置來(lái)改變或保持其運(yùn)動(dòng)速率、姿態(tài)和方向的能力。船舶操縱性的優(yōu)劣關(guān)系到航運(yùn)安全及船舶的經(jīng)濟(jì)性和快速性［4］。

操縱性良好的運(yùn)輸船舶應(yīng)具備：

1）足夠的航向穩(wěn)定性；

2）中小舵角良好的應(yīng)舵性能；

3）符合要求的大舵角回轉(zhuǎn)性能；

4）適中的主機(jī)停車和主機(jī)逆轉(zhuǎn)的停船性能。

2.2 船舶操縱性試驗(yàn)條件

根據(jù)IMO MSC/Circ.1053的要求，船舶的操縱性性能需要通過(guò)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)、初始回轉(zhuǎn)試驗(yàn)、Z形試驗(yàn)以及全速倒車試驗(yàn)的測(cè)量值來(lái)體現(xiàn)，船舶的狀態(tài)及試驗(yàn)條件如下：

1）深水、無(wú)限水域；

2）平靜環(huán)境；

3）滿載無(wú)縱傾狀態(tài)；

4）以試航速度穩(wěn)態(tài)進(jìn)入。

2.3 船舶操縱性指標(biāo)

具體的操縱性指標(biāo)要求見(jiàn)MSC.137（76）。試驗(yàn)內(nèi)容及測(cè)量指標(biāo)如下：

2.3.1 回轉(zhuǎn)試驗(yàn)

給定航速，在保證安全的條件下，船舶以左/右35°舵角或者最大設(shè)計(jì)舵角航行，記錄航跡，測(cè)量船舶的縱距、戰(zhàn)術(shù)半徑等參數(shù)；該試驗(yàn)主要影響船舶的大舵角回轉(zhuǎn)性能。衡準(zhǔn)要求，回轉(zhuǎn)試驗(yàn)的縱距應(yīng)不大于4.5倍船長(zhǎng)，戰(zhàn)術(shù)直徑應(yīng)不大于5倍船長(zhǎng)。

2.3.2 初始回轉(zhuǎn)試驗(yàn)

船舶以左/右10°舵角航行時(shí)，首向角離初始航向改變10°時(shí)，記錄航跡。衡準(zhǔn)要求，船舶的縱距應(yīng)不超過(guò)2.5倍船長(zhǎng)。

2.3.3 Z形試驗(yàn)

船舶向左/右舷操舵開(kāi)始，使舵角隨首向角的改變而變化，船舶的航線近似Z形，記錄試驗(yàn)過(guò)程中的第一、第二超越角的大??；根據(jù)舵角可以分為10/°10°Z 形試驗(yàn)、20°/20°Z 形試驗(yàn)， 該試驗(yàn)主要影響船舶中小舵角的應(yīng)舵能力。衡準(zhǔn)要求 （L為船長(zhǎng)，v為試驗(yàn)航速）：

1）10°/10°Z形操縱試驗(yàn)測(cè)得的第一超越角應(yīng)不超過(guò)：

10° L/v＜10 s

20° L/v≥30 s

［5+1/2（L/v）］° 10 s≤L/v＜30 s

2）10°/10°Z形操縱試驗(yàn)測(cè)得的第二超越角應(yīng)不超過(guò)：

25° L/v＜10 s

40° L/v≥30 s

［17.5+0.75（L/v）］° 10 s≤L/v＜30 s

3）20°/20°Z形操縱試驗(yàn)測(cè)得的第一超越角應(yīng)不超過(guò) 25°。

2.3.4 全速倒車停船試驗(yàn)

船舶以一定航速穩(wěn)定前進(jìn)，從發(fā)出全速倒車指令開(kāi)始，直至船舶對(duì)水移動(dòng)停止，記錄航跡；衡準(zhǔn)要求，試驗(yàn)測(cè)得的航跡應(yīng)不超過(guò)15倍船長(zhǎng)，若因排水量過(guò)大而使該衡準(zhǔn)值不合實(shí)際時(shí)，主管機(jī)關(guān)可修改該衡準(zhǔn)值，但仍不應(yīng)該超過(guò)20倍船長(zhǎng)。

對(duì)于極地航行的船舶，根據(jù)上節(jié)所述，受到北極航道各種因素的影響，操縱性的要求高于常規(guī)船舶。由于沒(méi)有現(xiàn)行規(guī)范明確提出對(duì)極地船操縱性的要求，為適應(yīng)復(fù)雜多變的極地航行環(huán)境，需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中留出足夠的操縱性性能余量，以避免復(fù)雜環(huán)境導(dǎo)致的操縱性性能損失而影響船舶的航行安全。

3 船舶操縱性預(yù)報(bào)方法

操縱性預(yù)報(bào)的方法主要包括模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種。模型試驗(yàn)包括自航模型試驗(yàn)和約束模型試驗(yàn)，其成本相對(duì)較高，但是準(zhǔn)確性較好，目前使用較為普遍；數(shù)值模擬主要分為MMG運(yùn)動(dòng)方程和CFD仿真分析兩種手段，但MMG運(yùn)動(dòng)方程的模擬準(zhǔn)確度取決于水動(dòng)力參數(shù)計(jì)算方法的準(zhǔn)確性，而CFD方法對(duì)計(jì)算機(jī)性能和計(jì)算方法的要求較高。

3.1 模型試驗(yàn)

3.1.1 自航模型試驗(yàn)

自航模型試驗(yàn)是指船本身有螺旋槳、舵以及相應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，可以模仿實(shí)船在水池中自由航行。通過(guò)試驗(yàn)可以直接測(cè)得各種運(yùn)動(dòng)參數(shù)，能夠較為直觀地比較分析船舶的操縱性能。

3.1.2 約束模型試驗(yàn)

約束模型試驗(yàn)是指在水池中采用平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等設(shè)備，強(qiáng)制船模作規(guī)定的運(yùn)動(dòng)，以測(cè)定作用其上的水動(dòng)力和力矩，通過(guò)計(jì)算確定所需的各水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)，之后可以通過(guò)理論分析或仿真計(jì)算等手段深入分析船舶的操縱性性能。

3.2 數(shù)值模擬

3.2.1 MMG運(yùn)動(dòng)方程

船舶在水面上的運(yùn)動(dòng)，符合一定的力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為研究船舶的操縱運(yùn)動(dòng)規(guī)律，MMG小組經(jīng)過(guò)近十年的研究，提出了MMG數(shù)學(xué)模型，即分離式模型，如式（1）所示［5］：

式中：X、Y、N 的下標(biāo) H、P、R 分別表示船體、螺旋槳、舵。由于螺旋槳引起的橫向力YP及其對(duì)重心的力矩NP很小，一般略去。

在該方程的基礎(chǔ)上，分別計(jì)算船體水動(dòng)力、槳力及舵力，一般可通過(guò)近似理論公式、統(tǒng)計(jì)回歸公式或數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)等方法求出，如可能還可用專門的約束船模試驗(yàn)求得。在極地船的操縱性分析中，還可以通過(guò)冰模試驗(yàn)、有限元分析及經(jīng)驗(yàn)公式等手段計(jì)算冰載荷，補(bǔ)充在方程的右端項(xiàng)，提高分析的準(zhǔn)確性。

由于船體、螺旋槳和舵的水動(dòng)力本身又是船體運(yùn)動(dòng)速度和加速度的函數(shù)，故需用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值求解，即求出船舶操縱運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每一計(jì)算步長(zhǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)、加速度值，再通過(guò)對(duì)時(shí)間的積分運(yùn)算求出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)速度、船位、航向角和姿態(tài)角等，在時(shí)間域內(nèi)計(jì)算得到船舶的操縱性性能指標(biāo)。該方法可以有效減小自由自航船模操縱性預(yù)報(bào)中存在的尺度效應(yīng)，但模型中每項(xiàng)水動(dòng)力及舵槳力的計(jì)算公式能否與實(shí)船接近一致決定了其預(yù)報(bào)精度。

3.2.2 CFD數(shù)值分析

計(jì)算流體力學(xué)在船舶流體力學(xué)領(lǐng)域中的地位在不斷上升，其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)是為船舶水動(dòng)力設(shè)計(jì)提供全雷諾數(shù)的數(shù)值模擬工具，結(jié)合船舶推進(jìn)裝置，預(yù)報(bào)實(shí)尺度船舶在風(fēng)、浪、流條件下的航行性能。現(xiàn)階段主要分為應(yīng)用Reynolds的時(shí)均NS方程（RANS）以及直接模擬（DNS）、大渦模擬（LES）等分析方法［6］。

CFD方法相比于試驗(yàn)方法，更為省時(shí)省力，并能夠完成實(shí)船所不能完成的船舶操縱試驗(yàn)。然而，現(xiàn)階段CFD方法由于涉及的參數(shù)眾多，對(duì)計(jì)算機(jī)性能的要求較高，準(zhǔn)確性和通用性還有待考證，在使用過(guò)程中需要特別注意。

4 船舶操縱性提高方法

4.1 船舶主尺度

船舶的主尺度對(duì)操縱性的影響有強(qiáng)有弱，如表2所示。如何合理選擇船舶的主尺度，成為決定其操縱性性能的關(guān)鍵因素。因此，在主尺度確定階段，應(yīng)兼顧船舶的操縱性要求進(jìn)行選型，力求使船舶的操縱性性能最優(yōu)。

表2 船舶主尺度對(duì)操縱性的影響

4.2 橫剖面形狀

船體橫剖面形狀對(duì)操縱性有一定影響。首部橫剖面形狀影響微弱，尾部橫剖面形狀影響較大。一般來(lái)說(shuō)，尾部橫剖面形狀對(duì)航向穩(wěn)定性由優(yōu)到劣（回轉(zhuǎn)性相反）的順序如下：

4.3 水下側(cè)面積

船舶的水下側(cè)面積和形狀對(duì)航向穩(wěn)定性有極大影響，尾部側(cè)面積形狀的影響尤為顯著。當(dāng)側(cè)面積系數(shù)一定時(shí)，形心越往后，航向穩(wěn)定性越好（回轉(zhuǎn)性越差）；當(dāng)形心一定時(shí)，側(cè)面積系數(shù)越大，航向穩(wěn)定性越好（回轉(zhuǎn)性越差）；裝有球首，相當(dāng)于增加了中縱剖面的首部面積，會(huì)使航向穩(wěn)定性變差，但是回轉(zhuǎn)性會(huì)有提高。

4.4 舵面積

船舶的舵面積系數(shù)大，舵效好，舵面積系數(shù)小，舵效變差。北極航道航行船舶在進(jìn)行舵設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選取更大的舵面積系數(shù)，然而舵面積過(guò)大會(huì)造成船舶回轉(zhuǎn)時(shí)的橫傾超過(guò)允許范圍，因而不能為實(shí)現(xiàn)較高的回轉(zhuǎn)性能盲目地增加舵面積。

舵面積的確定可根據(jù)所航行海區(qū)通常的能見(jiàn)度范圍、水深吃水比、浮冰密度及氣溫等進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整原則為：能見(jiàn)度越低，所需的舵面積系數(shù)便越大；水深吃水比越小，所需的舵面積系數(shù)便越大；浮冰密度越大，所需的舵面積系數(shù)便越大；氣溫越低，所需的舵面積系數(shù)便越大。

以SDARI設(shè)計(jì)的“極地重載甲板運(yùn)輸船”為例，船舶航行于大面積的冰區(qū)時(shí)，其航向穩(wěn)定性由于受船體兩邊冰的作用而有所改善，因此可以更多地考慮回轉(zhuǎn)性能的要求，以提高冰區(qū)操作的靈活性。故該船主尺度選取偏向良好的回轉(zhuǎn)性要求，且水下側(cè)面積形心較為偏中，尾部橫剖面形狀采用豐滿的U形；規(guī)范要求舵葉總面積為22.5 m2，而實(shí)船配置的單舵葉面積為18.3 m2，按照雙槳雙舵的布置，總的舵葉面積達(dá)到36.6 m2，較規(guī)范要求的總舵葉面積增加了1.6倍多。

5 極地重甲板運(yùn)輸船操縱性模型試驗(yàn)

本文針對(duì)SDARI設(shè)計(jì)的極地重載甲板運(yùn)輸船進(jìn)行操縱性的模型試驗(yàn)。該試驗(yàn)根據(jù)IMO MSC/Circ.1053 和 MSC.137（76）進(jìn)行，主要進(jìn)行了 10/°10°Z 形試驗(yàn) （包含初始回轉(zhuǎn)試驗(yàn)）、20°/20°Z 形試驗(yàn)、35°舵角回轉(zhuǎn)試驗(yàn)、全速倒車停船試驗(yàn)等項(xiàng)目，并將試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與IMO的操縱性衡準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。

該操縱性試驗(yàn)在瑞典水池進(jìn)行，試驗(yàn)航速對(duì)應(yīng)實(shí)船的15.7 kn，模型與實(shí)船的尺度比為1∶42。圖2、圖3所示為試驗(yàn)?zāi)Ｐ驼掌Ｔ撃Ｐ臀纯紤]首部側(cè)推的影響，尾部的舵采用半懸掛舵，螺旋槳轉(zhuǎn)向?yàn)閮?nèi)旋。該船的主要參數(shù)如表3所示。

圖2 極地船舵槳模型

圖3 極地船試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

表3 極地重甲板運(yùn)輸船主尺度

試驗(yàn)結(jié)果及其與衡準(zhǔn)的對(duì)比值如表4～表7所示。

通過(guò)分析可知：對(duì)于冰區(qū)航行船舶，由于航道限制，相較于大舵角的回轉(zhuǎn)性能，更加注重中小舵角的應(yīng)舵能力和航行穩(wěn)定性，因此對(duì)于Z形試驗(yàn)的性能要求較高。從試驗(yàn)結(jié)果可以知，Z形試驗(yàn)的第一超越角和第二超越角的衡準(zhǔn)值/試驗(yàn)值均大于1.9，滿足要求且留有約一倍余量；初始回轉(zhuǎn)縱距/Lpp及回轉(zhuǎn)試驗(yàn)的縱距/Lpp和戰(zhàn)術(shù)直徑/Lpp的衡準(zhǔn)值/試驗(yàn)值均大于1.2，滿足要求且留有約20%的余量，均符合設(shè)計(jì)和使用要求，可為極地航行船舶操縱。

表4 滿載吃水工況回轉(zhuǎn)試驗(yàn)（35°舵角）

表5 設(shè)計(jì)吃水工況回轉(zhuǎn)試驗(yàn)（35°舵角）

表6 滿載吃水Z形試驗(yàn)

表7 設(shè)計(jì)吃水Z形試驗(yàn)

6 結(jié)語(yǔ)

船舶操縱性是船舶的重要性能之一。本文從極地環(huán)境出發(fā)，分析北極航道的水域特點(diǎn)和氣候環(huán)境，研究了北極航道對(duì)船舶操縱性影響的主要因素。針對(duì)SDARI設(shè)計(jì)的極地重載甲板運(yùn)輸船，通過(guò)模型試驗(yàn)分析其操縱性性能，驗(yàn)證了該船設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)實(shí)際使用需求在相應(yīng)的操縱性性能指標(biāo)上留有足夠的余量，以避免極地環(huán)境特殊性造成的操縱性性能降低所引發(fā)的突發(fā)狀況。

該船操縱性試驗(yàn)得到的第一超越角和第二超越角的衡準(zhǔn)值/試驗(yàn)值大于1.9，回轉(zhuǎn)縱距/Lpp和戰(zhàn)術(shù)直徑/Lpp的衡準(zhǔn)值/試驗(yàn)值均大于1.2，可為極地航行船舶操縱性性能指標(biāo)的余量設(shè)計(jì)提供借鑒。

［1］Kaj Riska.Design of Ice Breaking Ships［G］.Course Material，NTNU，2011.

［2］張東江.北極航區(qū)分析及極區(qū)船舶總體性能研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2012.

［3］胡曉芳，蔡敬標(biāo).北極航道航行船舶操縱性設(shè)計(jì)需求分析［J］.中國(guó)艦船研究，2015，10（3）：37-44.

［4］陳可越.船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)——總體分冊(cè)［M］.北京：中國(guó)交通科技出版社，2007.

［5］唐元東.基于CFD方法的船舶旋回仿真研究［D］.大連：大連海事大學(xué)，2015.

［6］趙鵬舉.船舶拖航仿真研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2008.

Research on Prediction of Maneuverability of Vessels Sailing in the Polar Region

QIN Yao LI Yong-yue LIANG Yan-nan HUANG Juan LU Yi-dong

（Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute，Shanghai 201203，China）

U674.81

A

1001－4624（2017）01－0020－07

2017-02-07；

2017-06-20

秦 堯（1989—），男，工程師，從事船舶與海洋工程總體設(shè)計(jì)工作。

李勇躍（1988—），男，工程師，從事船舶性能分析及線型設(shè)計(jì)工作。

梁艷楠（1981—），女，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事船舶與海洋工程總體設(shè)計(jì)工作。

黃 娟（1984—），女，工程師，從事船舶與海洋工程總舾設(shè)計(jì)工作。

陸懿東（1978—），男，研究員，長(zhǎng)期從事船舶與海洋工程輪機(jī)設(shè)計(jì)工作。