船舶操纵性试验——回舵试验和VSZZ试验
前几天写了一篇逆螺旋试验和螺旋试验的文章，很多人都说没接触过，也有人留言说可以通过Z型操纵试验代替，是否可以这么操作呢？
标准Z形试验比较简单明了，因而通过标准Z形操纵试验的超越角overshoot angle可以简单评估船舶航向保持能力。但是如果需要更详细分析动态稳定性，就必须进行附加的操纵性试验，例如前期文章所言的螺旋试验和逆螺旋试验等，螺旋试验和本期将要讲的回舵试验，是基于各种试验规则，例如ITTC（国际拖曳水池会议）和SNAME（造船与轮机工程师学会）以及各种历史经验，公认为可以获取评估航向保持能力必要信息的试验方法。直接螺旋试验非常耗时间，且对天气状况敏感，因为可以采用简化螺旋快速评估螺旋环曲线的关键点。
1. 简化螺旋试验
简化螺旋试验减少了螺旋操纵试验的复杂整除，简化螺旋包括3个点，这3个点可以在回转试验的结束时简单测量出来。第1个点在最大舵角时处于稳定回转时获得。第2个点在舵角0°并处于稳定回转率时得出。如果船舶回到0回转率，并且船舶时稳定的，那么简化螺旋试验就可以结束了。否则应把舵放在另外一个方向上，但是舵角等于1/2容许环宽的角度上，这个容许环宽是这样确定的，其中L为船长，V是航速，上一期我们说了航速对应为至少85%主机输出的90%航速：
如果L/V小于9秒，取0°，此时相当于试验结束，免去第3个点；
如果9＜L/V＜45秒，取-3+1/3(L/V)度；
如果45＜L/V秒，取12°；
当舵置于二分之一容许环宽的角度时，因为此时已经粗略判断为具有不稳定性，所以船舶会继续在与当前舵角相反的方向回转，因而船舶确实为超过了接受限值的不稳定状态。
2. 回舵试验
回舵试验英文名称叫pull out test或pull out mannoevre，这个试验可以简单指示船舶直线航行的动态不稳定状态。在标准回转试验乍一结束时，把舵回到正舵，并且保持在正舵知道船舶处于稳定回转状态，如前文所述，如果船舶时稳定的，不管是之前左满舵或右满舵至正舵，回转率都应该消失为0。
反之，回转率应该减小到某个残余值，回转至左舷或右舷的残余回转率标示舵角在正舵时的不稳定项量级。通常回舵试验可以和回转试验、Z形试验或初回转试验一起进行，也就是说在其他试验刚结束时，打左满舵或右满舵，保持稳定回转率即开始回舵试验。或者单独安排时间进行。如下图所示，为某液货船的回舵试验得出的曲线。
3. VSZZ试验
留言朋友所说的Z形操纵试验判断不稳定性，鄙人理解可能指的常规20°或者10°Z形试验，但是这两种试验毕竟舵角较大，不容易发现最小超越角。为了克服这个缺点，IMO建议采用极小角度Z形操纵试验，也就是比20°或10°更小的角度，这个试验非常近似接近将舵保持在直线航行的状态，类似于我们开车跑高速时，轻微的打方向盘然后回方向盘，适应为了避免监视疲劳专门设置的道路小弧度。
业界将此极小角度Z形操纵试验简称为VSZZ，英文直译Very Small Zig Zag的首字母缩写，也可以用标准属于称为0°/5°Z形试验。这个试验为什么这么实用呢，是因为这样两个原因：
人工操舵时，舵工可以瞄准船艏观察船舶运动状况来打小角度舵，这其实比观察常规的罗经精确和迅速；
可以设定较大的比例增益和和0°的差分增益，使用常规的自动舵来完成VSZZ试验。
0°/5°Z形试验和大多数常规类似Z形试验，比如1°/5°Z形试验有较小但是明显的差异。顾名思义0°/5°Z形试验必须从一个非0的回转率开始，且在现实中如果船舶具有不稳定性，这是显而易见的重现过程。
VSZZ试验比常规的Z形试验多出很多循环，大约需要20次的超越Overshoot，而不是常规Z形试验的2到3次，目的是考量较长时间内的超越值。航向保持能力的最小衡准可以通过0°/5°Z形试验的超越角极限值来体现，并且是船长和航速比值的函数。这个试验很少见，所以很难找到相关试验报告，下图为20°Z形试验，仅供参考理解超越和超越角的定义。
根据超越角的定义：Overshoot angle is defined as the excess angle of heading reached by ship in its previous direction (after rudder is applied)。绝大多数设计是为了寻找最小超越角，其意图在于更好的船舶操纵控制，所以VSZZ试验也需要更多的循环，以消除偶然误差。