船舶操縱
最早，船舶操縱者是用楫、櫓推進船舶和使船舶轉向。帆船時代,船賴風力推進。用舵操縱有一定限制,不能後退和任意改向。19世紀初,蒸汽明輪問世,進入機械推進時代。從1845年第一艘螺鏇槳船橫渡大西洋起，推進效率和倒車能力逐步提高，舵的效能也隨之增加。近代，隨著船舶尺度、航速和通航密度的增大，以及船型的發展，對船舶操縱技術的要求日益提高。這樣相應地在造船技術上也為操縱者提供了更好的控制手段：在船體線型和舵葉方面都有了較大改進；在一些海峽渡船和大型客船、滾裝船首部裝置了能幫助船身轉動的側推器；在推進和制動方面有了可變螺距車葉。70年代初又有了自身能原地掉頭或橫移的無舵港作拖船，協助操縱，大大提高了操縱的效率。操縱手段 操縱船舶的主要手段是運用推進器和舵，以錨、纜、拖船的套用為輔助手段。運輸船舶的推進器一般為螺鏇槳,俗稱車。多數船舶為腳踏車船;客船、內河船要求較高的速度和靈活性,配備雙車,也有三車、四車船。腳踏車船通常用右鏇車,即從船尾向前看,進車時槳葉順時針方向鏇轉。雙車船多用外鏇車，即進車時左、右車各向左、右鏇轉。腳踏車船的舵安裝在螺鏇槳後面，航進時舵面受航進水流和螺鏇槳排出流兩者作用，舵效好。雙車單舵船的舵安裝在螺鏇槳之間，不能直接受排出流作用，舵效不如腳踏車船；但這一缺點可用雙車一進一退來彌補。螺鏇槳和舵在操縱中的效應互相影響又各有特點。下面以右鏇腳踏車船從操縱角度說明舵效應和車效應。
舵效應 舵受水流作用產生的舵力對船舶運動特別是迴轉的作用和效果，簡稱舵效。舵力是操縱船舶轉向或穩向的重要作用力。航進中，正舵時不產生舵力；轉舵使舵葉與水流有一衝角時，舵迎流面與背流面的壓力差構成舵力。它對船舶重心產生的迴轉力矩，使船首向轉舵方面偏轉，偏轉速度與舵浸水面積、舵處有效流速的平方和舵角成正比。舵角增大到臨界值約35°時，舵力達到最大值。過此臨界值，由於舵背流面渦流區的擴大，舵效反而降低。滿舵就是定在舵效最好的舵角。船後退時，舵葉原來的迎流面變成背流面，舵力方向與航進時相反。船首向轉舵反方向偏轉。由於倒車的螺鏇槳效率低、螺鏇槳吸入流對舵作用力小、排出流又不作用於舵上，後退舵效不如航進舵效好。甚至有的船舶後退時用舵也無法保持直航。舵力的橫向分力還使船舶發生側移，航進時與轉舵反向,後退時與轉舵同向。此外,用舵使航行阻力增大，航速有所降低。
車效應 螺鏇槳工作時，除產生推力使船前進、後退外，還產生螺鏇槳橫向力推船尾偏轉的現象。又稱螺鏇槳效應。航進中正舵時，船首向左偏轉，並隨著前進速度的增加而逐漸減弱；倒車中,船首向右偏轉顯著,在達到相當後退速度前，用右滿舵也壓不住。
右鏇腳踏車船的車舵綜合效應的一般規律是：①進車時，服從舵效；②倒車時，只有達到一定後退速度，才有舵效；③倒車船首偏右的現象對右轉掉頭和左舷靠碼頭有利。
操縱性能 在操縱裝置作用下，船舶保持或改變航向和航速的性能，是操縱船舶的依據。通常包括迴轉性、航向穩定性、應舵性和慣性衝程等。不同類型船舶的操縱性能是不同的。滿載船舶和空載船舶的操縱性能也有差異。船舶設計總是力求使船舶既有較好的航向穩定性，又有較高的應舵靈敏性；使迴轉性和舵向穩定性這兩種互相制約的性能得到統一；在緊急時能發揮足夠的倒車功率，使船在較短距離內停住。
迴轉性 船舶在車舵作用下由直線航行進入曲線軌跡運動的能力。通常以迴轉圈衡量。迴轉圈是船舶以固定舵角和車速旋迴360°的船舶重心的運動軌跡（圖1）。
迴轉圈要素包括:①迴轉初徑:轉舵開始到航向改變180°，船首尾延長線之間的垂直距離。迴轉性的好壞通常以迴轉初徑為船長的倍數來衡量。全速、滿舵的迴轉初徑，一般海船約為4～8倍，河船約為2～4倍,拖船更小。15°舵角的迴轉初徑約為滿舵的2倍。尾傾增加船長1％,這將使迴轉初徑增大10％,在迴轉至90°和180°時，船速分別降低約30％和50％。②縱距：從轉舵到船首向改變90°,船重心在原航向上的前進距離，一般約為0.5～1.2迴轉初徑。縱距是轉向和避讓時轉舵時機的依據。③橫距：船首向改變90°時,船重心由原航向線向迴轉圈內側橫移的距離，約為縱距的1／2。④偏距：開始轉舵階段船重心由原航向線向轉舵相反一舷橫移的距離，又稱反橫距，約為半個船寬。⑤迴轉直徑：船舶作穩定圓周運動時的直徑。迴轉直徑越小，船舶的迴轉性能越好。 航向穩定性 在指定航向上船舶保持直線航行的能力。多數船舶在正舵並消除外力干擾後，其偏轉速度隨著減弱，最後直航前進。這種偏轉減弱愈快，說明航向穩定性愈好；如不減弱，就是航向不穩定，超大型油船的航向穩定性差。
應舵性 船舶由操舵到船首開始轉動的快速程度。河船要求應舵時間短，而且小舵角的航效要好，操縱靈活。海船小舵角的應舵性不須太快，否則在風浪中容易發生偏航。
影響操縱的外界因素 常見的有風、 流、 淺水等。空載船受風的影響大，滿載船受流的影響大。
風的影響 風對船舶水線以上部分產生的迴轉力矩大於舵力產生的迴轉力矩時，船就失去控制。這種現象往往發生於壓載不足的船舶。當水線上下側面積的比值接近3時,遇5級風操縱已感困難，遇6級風就有失控可能；如比值為2左右,則情況大有改善。為改善空載船舶的操縱性能，有關船舶防污的國際公約，對壓載艙容量的分布、車葉浸水、吃水差等均有規定。
流的影響 水線以下船身上下部分受到不均勻水流作用時將影響船舶操縱。淺水航道，船身下部接近水底，流速較慢，產生的力矩使船首向下游一側偏轉，須用上游舵糾正。河港航道狹窄，流速分布複雜，主流流速大於兩側，上層流速大於下層的；彎道內深水急流偏在彎頂一側，橫向分布不勻，所有這些都會影響舵效，增加操縱困難。因此，通過彎道要掌握好起舵轉向地點和保持船身略偏彎頂一側，沿彎勢迴轉這些要領。重載船不論頂流還是順流，都要避免在流急時通過。
淺水的影響 水深與吃水比小於 1.3時稱為淺水。船舶駛進淺水區，操縱性能受到顯著影響：①船體下沉。由於船底過水斷面變小，流速加大，壓力下降，導致船體下沉。②推進效率驟減。船底流速加大和船體浸水體積因船體下沉而增大都使摩擦阻力增加。同時，淺水使船行波泄水受限制，興波阻力變大；當航速與移動水波波速相當時，興波阻力最大，可以看到有一巨大橫浪隨船前進。由於航行阻力大增，船速可降低30％。③舵效變差。船速下降和排出流不暢使舵力變小。④迴轉圈增大。船底過水斷面小，迴轉阻尼力增大,使迴轉遲緩,迴轉直徑可增大80％。所以過淺水區須對吃水和車速加以限制。
操縱技術 船舶操縱技術主要表現於操縱船舶錨泊、靠碼頭、離碼頭、系離浮筒和特殊情況下的船舶操縱。
操縱船舶錨泊 利用錨和錨鏈的系留力使船舶停泊在水域的一定位置上。拋錨前，要先選妥落錨地點和前方及接近正橫的目標，並掌握風流壓。如果流急則應儘量採取頂流航向接近。根據停車淌航（船舶停車後，借慣性繼續向前滑行的狀態）距離資料適時停車，利用余速接近錨位。抵達錨位前，稍用倒車將船停住，拋出上風錨，松鏈1～2節（每節鏈長25～27.5米）剎住。待船首向調到迎風頂流後,再緩緩讓船後退,同時松鏈直至所需的長度。錨鏈要有足夠長度臥於水底，使拉力為水平方向。同時防止船身出現過大偏盪，導致錨爪跳出。鏈長與水深的比值大於 5時系留力接近最大值。大浪中錨泊，船身起伏，錨鏈時緊時松，影響錨的穩定，可再松長錨鏈，以增強懸鏈的彈性緩衝作用。急流中拋錨在落錨前必須對正流向，當橫舷方向岸標的相對移動趨於靜止時，表明船對地已無速度,但對水面來說仍在前進,此時可以落錨，讓流帶船緩緩後退，相應配合松鏈。至關重要的是出鏈切不可過快，平均速度以每秒不超過0.25米為限，並隨時準備用前進車保持和調整這一後退速度，同時自始至終要正確操舵對正流向。當錨鏈將要松到所需長度之前應邊松邊剎，使得錨鏈逐漸受力，最終穩定在預定長度上。
錨泊的方式有多種。①在正常天氣情況下使用單錨，根據底質和流速松出足夠鏈長即可。②在大風天，為加強系留力用雙錨。分別把左右錨依次拋下，相隔一定距離,待兩鏈松到所需長度後成倒八字形,俗稱八字錨。兩鏈夾角取決於兩錨距離和鏈長。為儘可能增強系留力,同時又防止船身擺盪，兩鏈夾角宜保持在 30°～60°。 ③在旋迴餘地不足的河港內錨泊，可使用一字錨。沿流水方向,把左右錨拋為前後錨成一直線，兩鏈長度相等,船首固定於兩錨的中點，漲落流時分別為漲流錨或落流錨所系留。轉流掉頭時船的鏇轉範圍只限於船本身的長度。
操縱船舶靠碼頭 操縱船舶停靠碼關的作業過程。正常天氣情況下，一般用頂流靠碼頭，船舶操縱程式是：①先頂流接近，船身與碼頭成10°～20°夾角，船首對泊位上端外面約 1.5 倍船寬的位置緩緩駛近,並利用背景物標作為臨時導標,藉以調正船首向,抵消風流影響。②根據停車淌航距離資料適時停車。③將平泊位時，如有必要拋下外舷錨，同時將船身擺正與碼頭平行稍用倒車停住，使里舷距碼頭一船寬。④遞上前後系纜，邊松錨鏈邊絞系纜,保持船與碼頭平行,緩緩靠攏碼頭。⑤帶妥首纜、尾纜、橫纜和倒纜(圖2)。
圖中1為首纜，用於制止船舶向後移動；2為前橫纜，使船首部分不離開碼頭;3為前倒纜,控制船舶不向前移動；4為尾纜，用於制止船舶向前移動；5為後橫纜,使船尾部分不離開碼頭；6為後倒纜，控制船舶不向後移動。 大型油船靠碼頭因動量大，必須把接近碼頭的速度嚴格控制在容許限度內。為此，都由多艘拖船協助靠泊。船以微速駛到泊位對面約半海里處停住，然後由拖船拖帶和頂推向泊位移攏,速度控制在每秒8～15厘米。待距泊位100米左右時，速度再次減到每秒6厘米左右。現代油碼頭設有聲納收發機和顯示牌，連續顯示距離和實時速度，保證靠泊安全。
根據風和流的情況，還有吹開風靠碼頭、吹攏風靠碼頭等。吹開風靠碼頭是船遇 5級以上從岸邊向水面的吹開風時靠泊碼頭的方法。船舶接近泊位的操作法基本同前，但船首向須作較大角度的調正才能保持在導標的串視線上。外舷錨可提前拋下，一方面制動，一方面可用較大車速加強舵效,使船首昂向上風接近碼頭,儘快遞上前部系纜，必要時可用拖船頂推靠攏。吹攏風靠碼頭是船遇 5級以上從水面向岸邊吹攏風時靠泊碼頭的方法。船舶駛向泊位時,船位與岸間距離至少為3倍船寬。在進入泊位檔一半時拋下外舷錨，緩緩松鏈向碼頭接近。根據需要用進車和里舷舵防止尾部擺向下風，盡力保持船舶與岸平行靠攏泊位。此時，可用拖船協助頂船首或拖尾，也可利用雙錨操縱。外舷錨可稍提前拋下，拖著前進，待船首平四分之三泊位時拋下里舷錨。外錨起倒牽制動作用，里錨主要是防止船首吹攏。由於兩錨制動力較大，可短時間用較大車速以增強里舷舵舵效，防止尾部向下風擺攏。此時，船穩騎兩錨，可以操作自如地安全靠上碼頭。
操縱船舶離碼頭 操縱船舶離開碼頭啟航的作業過程。一般用拖船協助的操縱程式是:①拖首時留首纜、前倒纜和尾纜，拖尾時留首纜、後倒纜和尾纜各一根。②用拖船拖船首或船尾,並同時根據情況松放所留各纜,使船身緩緩外移直至無障礙時，分別解去各纜。③如不需掉頭即可解去拖船駛離。④有較大吹攏風時需用兩艘或更多的拖船帶首尾交替外移，直到預期的安全位置上。
操縱船舶系離浮筒 船舶系泊於專用浮筒有單浮系泊和雙浮系泊兩種。當船駛近浮筒一定距離時，拋單錨、倒車，把船穩住後使小艇將系纜帶上浮筒。先帶上首纜，將纜絞緊使船首貼近浮筒，最後帶上尾纜。雙浮系泊時，待首纜帶上浮筒並絞緊後，即可帶尾纜於船尾浮筒。當絞收尾纜時，要注意把首纜調整到預定長度，使船位於兩浮筒當中或少許偏後。離浮筒時，雙浮系泊應先收尾纜後收首纜。
特殊情況下的船舶操縱 包括狹水道中操縱、大風浪中操縱、流冰區中操縱和海上拖帶失去動力的船舶等，不同情況下的船舶操縱應採取相應的特殊措施和方法。
①狹水道中操縱:在疏浚航道、運河等狹水道中,應操縱船舶保持在中心線航行。偏於一側時，由於船首高壓區和船尾低壓區與岸壁作用，船首出現岸推、船尾出現岸吸，形成力偶，須用向岸舵控制。如過分靠近，岸吸作用超過舵力，則船舶有沖向對岸的可能。對遇它船，不要讓得太早，也要防止過近避讓而失誤。應減速接近以減弱岸吸和船吸作用。追越它船時，與它船至少應保持一倍船長的橫距。如兩船橫距過小，將因中間水面產生低壓區而相互吸引，同時雙方的船行波又比在深水中要陡，加大了吸引作用，以至舵力不能控制而發生碰撞。
②大風浪中操縱:船在大風浪中航行,由於劇烈搖擺、甲板上浪和嚴重失速等不利情況,不但駕駛困難,甚至危及安全。因此確切掌握船的耐波性能，保證主機、副機和舵系統的正常運轉和足夠的儲備浮力與穩性，是安渡風暴的必備條件。當出現嚴重縱搖或橫搖，船首遭浪砰擊，船身劇烈振動，甲板上大量上浪等情況時，應操縱船舶改向或降速以改變遭遇周期，取得緩和效果。逆風浪行駛時，隨著風浪阻力的增加,船速相應自動下降,即失速。當船長與波長的比等於1時,失速最大，同一主機轉數失速可達21％。順浪航行時，由於波的傳遞速度大於一般運輸船的速度，波與順浪船的相對速度只是兩者速度的差額，故順浪比逆浪航行時顛簸程度要緩和得多。只要尾部不大量上浪，以低于波速的速度順風浪航行也是可行的。不論迎浪還是順浪航行，當船身處於波的坡面時，因地球重力以及波峰與波谷水分子運動方向相反等關係，迫使船首轉向波谷，形成與浪平行的不利局面。所以要十分注意操舵，必要時須加車，甚至全速以增強舵效防止橫舷受浪。大風浪中掉頭，首先應掌握波群中出現海面相對緩和的間歇時機。開始先以慢速進行，不論向下風還是向上風掉頭，要做到掉頭到一半時，即當船身橫伏于波谷處境最險時,恰好開始海面相對緩和,立即加車滿舵儘快完成後一半掉頭過程，以迎接隨後即到的大浪。
③流冰區中操縱：鐵殼海船通常在冰量為5/10以下、冰厚在30厘米以內時可以航行(圖3)。
冰量、冰厚超過此限，就需有破冰船開路。船舶進入浮冰區前要加強瞭望，如冰區邊緣在望，應繞航避開；否則亦應從有松散冰塊的下風緣慢車進入，逐步加速至安全程度為止。此後一定不要失去前進勢頭,否則冰塊圍攏尾部將損及車舵。尋找冰區中的冰縫或水溝循之前進。當行動困難時可用左右舵擺動船身裂冰而進。如冰塊太厚，往往需要後退再前進以加強破冰能力。後退時要注意尾後冰塊，必要時改開進車將之排開再繼續後退。當船前部被堅冰掐住時必須及早擺脫，可先全速前進，用左右滿舵來回擺動，再全速倒車。 ④海上拖帶失去動力的船舶：用船上配備的拖纜接於失去動力的被拖船的適當長度的錨鏈上，總長度不少於400米。操作過程:船從被拖船尾後接近，以約30～40米的距離從被拖船的下風舷駛過，適時用拋繩槍送引纜。當船尾離被拖船首約20～30米時停住，雙方配合連線好拖纜和錨鏈，並固定妥當。然後開始用最低檔車速起拖，舵角也不宜過大，待拖纜吃力後逐步加車，每隔幾分鐘加幾轉直到拖航所需轉數。航行中改變航向宜逐次進行，每次不超過10度，並等被拖船穩定後再進行下一次。被拖船出現擺盪時，套用舵駕駛尾隨在拖船的航跡中。如擺盪嚴重，可降低航速，或在可能情況下放長拖纜予以緩和。
參考書目
Crenshaw, R.S.ed., Naval Shiphandling, 4th ed., Naval Institute,Annapolis,U.S.A.,1975.
