第一章船舶與貨物基本知識(shí)

1、1.1 船舶的重量性能與容積性能一船舶的重量性能1船舶在靜水中的平衡如圖 11 所示，在靜水中靜靜地漂浮著的船舶，只受船舶重力和浮力的作用，這兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在同一鉛垂線上而平衡。船舶重力用船舶總重量來(lái)度量，船舶浮力用排水量來(lái)度量。2船舶重量性能船舶重量性能是指與浮力和載重有關(guān)的船舶性能。它與船舶裝載狀態(tài)有關(guān)。船舶裝載狀態(tài)可分為滿載、 空載及介于二者之間的任意裝載狀態(tài)三種。 任意裝載狀態(tài)時(shí)船舶重量性能如圖 1 2 所示。（ 1）船舶排水量與船舶總重量 W無(wú)航速的船舶在靜水中處于自由漂浮狀態(tài)時(shí)，船體所排開(kāi)水的重量稱為排水量，用 表示；船舶的全部重量稱為船舶總重量，用 W表示。（ 2

2、）空船重量與空船排水量L船舶裝備齊全但無(wú)載重時(shí)的船舶重量稱為空船重量，其對(duì)應(yīng)的排水量稱為空船排水量，用 L 表示。新船的空船重量及其重心位置可從船廠提供的船舶資料中查得，在船舶營(yíng)運(yùn)過(guò)程中都作為定值使用。（ 3）船舶滿載重量和滿載排水量S船舶的吃水達(dá)到規(guī)定的滿載水線（通常指夏季載重線）時(shí)的排水量稱為滿載排水量，用 S表示；其對(duì)應(yīng)的船舶總重量稱為船舶滿載重量。（ 4）航次儲(chǔ)備量 G船舶在具體航次中為維持生產(chǎn)和生活的需要而必須儲(chǔ)備的所有重量的總和稱為航次儲(chǔ)備量，用 G 表示。（ 5）船舶常數(shù) C船舶營(yíng)運(yùn)后的空船重量與新船時(shí)的空船重量的差值稱為船舶常數(shù)，用示。船舶常數(shù)及其重心位置通常在定期廠修后通過(guò)傾

3、斜試驗(yàn)測(cè)定。C 表（ 6）總載重量DW船舶排水量與空船排水量的差值稱為總載重量，用DW 表示。船舶滿載時(shí)有最大的總載重量，用DW S 表示。在具體航次中由于吃水限制等具體航次條件所確定的最大船舶排水量求得的總載重量稱為航次最大總載重量，用 DW max 表示。（ 7）凈載重量航次最大總載重量與航次儲(chǔ)備量、 船舶常數(shù)的差值稱為凈載重量， 用 NDW 表示。 如圖 1 3 所示，在滿載情況下船舶有最大的凈載重量。（8）壓載水為了保證船舶有足夠的穩(wěn)性、 強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)某运睿?在具體航次中通常都有一定的壓載水。壓載水的存在使船舶凈載重量減少，如圖1 4 所示。二船舶的容積性能船舶所具有的容納各類載荷

4、（甲板貨除外）體積的性能稱為船舶的容積性能。1艙柜容積艙柜容積是指船體內(nèi)部用來(lái)裝載貨物或燃料、 淡水等液體載荷的圍蔽處所的容積。表示艙柜容積的參數(shù)有下列四個(gè)，在隨船資料中可以查到：（ 1）貨艙散裝容積貨艙內(nèi)能容納無(wú)包裝的固體散貨的最大體積。計(jì)算：貨艙內(nèi)兩舷側(cè)板內(nèi)緣、前后橫艙壁內(nèi)緣、內(nèi)底板或艙底板上緣、甲板下表面及艙蓋板下表面和艙口圍板內(nèi)表面所圍成的體積減艙內(nèi)骨架、 支柱、通風(fēng)筒等體積?？梢韵胂蟪裳b滿液體時(shí)的體積。（ 2）貨艙包裝容積貨艙內(nèi)能容納具有一定尺度的成件包裝或裸裝貨物的最大體積。一般貨艙的包裝容積約為散裝容積的90% 95%。計(jì)算：貨艙內(nèi)兩舷側(cè)肋骨或縱桁內(nèi)緣、前后橫艙壁骨架（扶強(qiáng)材）的

5、自由翼內(nèi)緣、內(nèi)底板或艙底板上緣、甲板橫梁或縱桁（骨）下緣所圍成的體積加艙蓋板下表面和艙口圍板內(nèi)表面所圍成的體積減艙內(nèi)骨架、支柱、通風(fēng)筒等體積。（ 3）液貨艙容積液貨艙內(nèi)所能容納特定的液體貨物的最大容積。計(jì)算方法與貨艙散裝容積類似。（ 4）液艙容積船舶的燃油柜、潤(rùn)滑油柜、淡水柜、壓載水柜等所能容納相應(yīng)液體載荷的最大容積。計(jì)算方法與貨艙散裝容積類似。V ch(m 3NDW2艙容系數(shù) 艙容系數(shù)是指貨艙總?cè)莘e和船舶凈載重量的比值，即：式中， Vch 為船舶的貨艙總?cè)莘e， m3 。艙容系數(shù)表示平均每一噸凈載重量所擁有的貨艙容積。 可用來(lái)表征船舶適宜裝載重貨或輕貨。在隨船資料中可以查到該值。3登記噸位登記

6、噸位是指船舶因登記注冊(cè)需要而依據(jù)有關(guān)規(guī)范丈量的船舶容積。 有關(guān)規(guī)范為：國(guó)際船舶噸位丈量公約和我國(guó)海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則 。登記噸位有三種：（ 1）總噸位 GT（ 2）凈噸位 NT（ 3）運(yùn)河噸位：包括巴拿馬運(yùn)河噸位和蘇伊士運(yùn)河噸位兩種。1.2船舶靜水力參數(shù)圖表及其使用一船舶靜水力參數(shù)圖表1概念船舶浮性參數(shù)、 穩(wěn)性參數(shù)和船型系數(shù)合稱為船舶靜水力參數(shù)。 通常都是指船舶在靜止的標(biāo)準(zhǔn)海水中保持正浮時(shí)的計(jì)算值。靜水力參數(shù)隨船舶平均吃水變化關(guān)系以曲線、 表格等形式表示出來(lái)就稱為船舶靜水力參數(shù)圖表。2種類有船舶靜水力曲線圖、靜水力參數(shù)表和載重量表尺三種。3用途計(jì)算船舶浮態(tài)、穩(wěn)性和強(qiáng)度等。二船舶靜水力曲線圖靜水

7、力曲線包括浮性曲線、 穩(wěn)性曲線和船型系數(shù)曲線三部分。 其中，船型系數(shù)曲線較少使用。1浮性曲線（ 1）型排水體積曲線 V M（ 2）標(biāo)準(zhǔn)海水排水量曲線和標(biāo)準(zhǔn)淡水排水量曲線f（ 3）浮心距船中距離曲線 X b一般規(guī)定：船中前為正，中后為負(fù)。有些國(guó)家取浮心距尾垂線距離。（ 4）浮心距基線高度曲線 KB（ 5）水線面面積曲線 A W（ 6）漂心距船中距離曲線 X f一般規(guī)定：船中前為正，中后為負(fù)。T PC1.025 A W( t / cm)100有些國(guó)家取漂心距尾垂線距離。（ 7）厘米吃水噸數(shù)曲線 TPC2穩(wěn)性曲線（ 1）（橫）穩(wěn)心距基線高度曲線 KM（ 2）縱穩(wěn)心距基線高度曲線 KM L（ 3）厘米

8、縱傾力矩曲線 MTC三載重表尺和靜水力參數(shù)表1載重表尺載重表尺是將靜水力曲線圖中的排水量、總載重量（由排水量計(jì)算出）、厘米吃水噸數(shù)、厘米縱傾力矩這四個(gè)重要參數(shù)與吃水的對(duì)應(yīng)值，按英制、公制、海水、淡水情形，編列成表尺。2靜水力參數(shù)表靜水力參數(shù)表是完全將靜水力曲線數(shù)字化，便于查用。四靜水力曲線圖的使用1 已知吃水 d ,求其他要素。1.1在縱軸上量吃水 d ，過(guò)吃水點(diǎn)作橫軸平行線，交各曲線；1.2過(guò)各曲線交點(diǎn)引垂線交橫軸 , 量出在橫軸上相應(yīng)的厘米數(shù) , 乘以相應(yīng)的比例 ,即得各值；1.3注意: Xf、X 應(yīng)從船中線量起 , 左負(fù)右正。b2 已知其他任一要素 , 求吃水及其他要素。2.1以已知船舶

9、重量 ( 海水排水量 ) 為例。將排水量除以圖中海水排水量的比例得厘米數(shù)；2.2在橫軸上量出相應(yīng)厘米數(shù)，過(guò)該點(diǎn)向上作垂線交海水排水量曲線；2.3過(guò)海水排水量曲線交點(diǎn)作水平線交各曲線及縱軸, 其余步驟同 1.1和1.2。1.3 船舶吃水一吃水與水尺標(biāo)志1吃水水線面至船底龍骨板下緣的垂直距離稱為實(shí)際吃水。正浮時(shí)，水線面至船底龍骨板上緣的垂直距離稱為型吃水。通常，實(shí)際吃水與型吃水之間相差一個(gè)龍骨板厚度。2水尺標(biāo)志為了反映船舶處于縱傾或橫傾時(shí)各處吃水的大小， 在船舶兩舷的首、 中、尾共六處勘劃了水尺標(biāo)志，分別表明這六處的實(shí)際吃水：尾左吃水dAP中左吃水dZP首左吃水dFP尾右吃水dAS中右吃水dZS首

10、右吃水dFS其中，首吃水標(biāo)志勘劃在首柱上，尾吃水標(biāo)志勘劃在尾柱或舵桿上，近似dFd FPd FS ,d Zd ZPd ZS ,d Ad APdAS222代表首、尾垂線處的吃水。則首、中、尾吃水由下式計(jì)算：二平均吃水 dM1概念平均吃水是查取靜水力曲線的依據(jù)， 十分重要。船舶橫傾角或縱傾角不大于 10 15°時(shí)稱為小傾角傾斜。 船體左右對(duì)稱而首尾不對(duì)稱， 所以小傾角橫傾時(shí)傾斜軸過(guò)左右對(duì)稱線，而小傾角縱傾時(shí)傾斜軸不是過(guò)船中而是過(guò)漂心，如圖 15所示。2實(shí)際平均吃水計(jì)算d ZPd ZSd FPd FSd APd ASd M222（ 1）正浮時(shí)，船舶各處的吃水通常相等， 故可取船中實(shí)際吃水為

11、實(shí)際平均吃水：（ 2）小傾角橫傾（無(wú)縱傾）時(shí)，取任一處左、右吃水的平均值為實(shí)際平均吃水：（ 3）小傾角縱傾（無(wú)橫傾）時(shí)，實(shí)際平均吃水計(jì)算式推導(dǎo)如下：ABF 與FCD 相似AB AF即：d Md AL / 2X fCD FDd Fd ML / 2X f整理得： d Md FdAdF d A X f2Ld FPd FS d ZPd ZSd APdASd FPd FSd AP d AS X fd M62L（ 4）船舶既有縱傾又有橫傾時(shí)，實(shí)際平均吃水由下式計(jì)算：注意：以上計(jì)算是在假定船體為剛體的條件下導(dǎo)出的，實(shí)際上船體是彈性體，可能存在一定的縱向彎曲變形，影響吃水計(jì)算。所以，必要時(shí)應(yīng)對(duì)船體拱垂變形影響

12、進(jìn)行修正。三舷外水密度變化對(duì)吃水的影響舷外水密度變化對(duì)船舶吃水有明顯的影響， 特別是當(dāng)船舶由海水域進(jìn)入淡水域時(shí)，船舶吃水顯著增加，可能導(dǎo)致擱淺事故。舷外水密度變化引起船舶平均吃水的變化量也可從靜水力參數(shù)圖表中查取。1平均吃水變化量計(jì)算dSS( m)100T PC 21設(shè)航行水域的水密度由 1 變化為 2，由于船舶總重量不變，故排水量不變，但排水體積由 V1 變化為 V 2，平均吃水由 d1 變化為 d2 ，則平均吃水變化量 d 由下式計(jì)算：式中， S 標(biāo)準(zhǔn)海水密度， 1.025 t/m3TPC 標(biāo)準(zhǔn)海水中的厘米吃水噸數(shù)，t/cm （教材不嚴(yán)格）注意：該式是在直壁船舷假定下導(dǎo)出， 船舶接近滿載時(shí)

13、誤差很小， 但輕載時(shí)誤差很大。2 淡水超額量 FWAFWA(m)4000 T PC船舶由標(biāo)準(zhǔn)海水域進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)淡水域時(shí)平均吃水變化量稱為淡水超額量，用FWA表示。取 S =1.025 t/m 3， 1 =1.025 t/m 3， 2 =1.0 t/m 3 ，代入平均吃水變化量 d 計(jì)算式，則淡水超額量 FWA如下式計(jì)算：3 半淡水超額量半淡水超額量40 （ 1.0251） FWA2水密度在標(biāo)準(zhǔn)海水與標(biāo)準(zhǔn)淡水之間（1.000 < < 1.025 ）的水域稱為半淡水域。船舶由標(biāo)準(zhǔn)海水域進(jìn)入半淡水域時(shí)平均吃水變化量稱為半淡水超額量。計(jì)算式如下：1.4 載重線標(biāo)志與載重線海圖一儲(chǔ)備浮力和干舷1

14、儲(chǔ)備浮力儲(chǔ)備浮力是指滿載水線以上船體水密空間所具有的浮力， 它是表征船舶適航性的指標(biāo)之一。海船的儲(chǔ)備浮力約為滿載排水量的 2540%。2干舷F干舷是指船中處從干舷甲板邊緣上表面至滿載水線之間的垂距，用儲(chǔ)備浮力與干舷的大小成正比，干舷越大，儲(chǔ)備浮力就越大。干舷與型深載吃水 d 之間的關(guān)系是：F 表示。D、滿F=D+d式中， 為干舷甲板邊緣的厚度。3最小干舷的確定為了保證船舶有足夠的儲(chǔ)備浮力，國(guó)際社會(huì)制定了國(guó)際載重線公約 ，我國(guó)也制定了相應(yīng)的規(guī)則。綜合船體強(qiáng)度、穩(wěn)性、抗沉性等方面的要求，確定出船舶應(yīng)有的最小干舷，進(jìn)而確定出船舶的滿載載重線。S/40TPC cm，如果二載重線標(biāo)志載重線標(biāo)志是指勘繪于

15、船中兩舷，標(biāo)明滿載載重線位置以限制船舶最大吃水，確保船舶最小干舷的標(biāo)志。它包括甲板線、載重線圈及橫線、各載重線三部分組成。1種類載重線種類主要有以下幾種：（ 1）國(guó)際航行非運(yùn)木船舶的載重線標(biāo)志；（ 2）國(guó)際航行運(yùn)木船舶的載重線標(biāo)志；（ 3）國(guó)際航行船舶的全季節(jié)載重線標(biāo)志；（ 4）國(guó)內(nèi)航行船舶的載重線標(biāo)志。2國(guó)際航行非運(yùn)木船舶的載重線標(biāo)志該標(biāo)志有 5 6 條載重線組成，垂直線船尾一側(cè)為淡水載重線，船首一側(cè)為海水載重線。（ 1）夏季載重線 S該線上緣與載重線圈中心（橫線上緣）平齊，標(biāo)有字母“S”。夏季載重線標(biāo)明船舶在夏季海水中的滿載水線 （設(shè)計(jì)水線）或滿載吃水（其他載重線意義雷同），是基準(zhǔn)載重線，

16、其干舷為最小干舷。其他載重線均由夏季載重線推定。（ 2）熱帶載重線T該線比夏季載重線高1/ 48夏季滿載吃水，標(biāo)有字母“T”。（ 3）冬季載重線W該線比夏季載重線低1/ 48 夏季滿載吃水，標(biāo)有字母“W”。（ 4）北大西洋冬季載重線WNA該線比冬季載重線低50 cm，標(biāo)有字母“ WNA ”。注意：勘劃該線是確保小型船舶安全，船長(zhǎng)超過(guò)100 m 的船舶不勘劃北大西洋冬季載重線。（ 5）夏季淡水載重線FS和夏季淡水載重線標(biāo)有字母“F”。該線比夏季載重線高S/40TPC cm，其中TPC分別為夏季標(biāo)準(zhǔn)海水的滿載排水量和厘米吃水噸數(shù)。如果該滿載排水量S不能確定，則夏季淡水載重線應(yīng)比夏季載重線高1/ 4

17、8夏季滿載吃水。（ 6）熱帶淡水載重線TF熱帶淡水載重線標(biāo)有字母“TF”。該線比熱帶載重線高S不能確定，則熱帶淡水載重線應(yīng)比熱帶載重線高1/ 48 夏季滿載吃水。下表為某船在不同載重線時(shí)對(duì)應(yīng)的吃水、 排水量和總載重量。 從表中可以看出，夏季海水、淡水排水量相同；熱帶海水、淡水排水量相同；夏季、冬季、熱帶排水量不同，熱帶最大，冬季最小，夏季居中。實(shí)際吃水排水量（ t）總載重量（ t）載重線（ m）淡水海水淡水海水夏季90222088115510冬季88352040515034熱帶92102136715996夏季淡水92242088115510熱帶淡水94122136715996三載重線海圖1概念

18、按國(guó)際船舶載重線公約要求，船舶的水線在任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)均不得超過(guò)相應(yīng)的載重線。 這是船舶適航的要件之一。 對(duì)違反此項(xiàng)規(guī)定的船舶， 各國(guó)的港口當(dāng)局將禁止其進(jìn)港或出港；一旦發(fā)生海損事故，還不能享有免責(zé)權(quán)。然而，在同一時(shí)間，世界各海區(qū)的海水溫度、風(fēng)浪狀況有差別；同一海區(qū)在不同時(shí)段，其海水溫度、風(fēng)浪狀況也可能不同。因此， 國(guó)際船舶載重線公約將世界各海區(qū)劃分為不同的區(qū)帶和季節(jié)區(qū)域， 制成商船用區(qū)帶、 區(qū)域和季節(jié)期海圖，簡(jiǎn)稱載重線海圖，如教材附錄所示。2區(qū)帶區(qū)帶是指一年中風(fēng)浪、水溫變化不大的海區(qū)。共有兩種區(qū)帶：（ 1）熱帶區(qū)帶，在赤道附近，海圖上用深綠色標(biāo)示；（ 2）夏季區(qū)帶，在熱帶區(qū)帶兩側(cè)，海圖上用米

19、黃色標(biāo)示。3季節(jié)區(qū)帶季節(jié)區(qū)帶是指一年中風(fēng)浪、 水溫變化較大， 需要分為兩個(gè)季節(jié)的海區(qū)。 共有兩種季節(jié)區(qū)帶，每種季節(jié)區(qū)帶又有若干塊季節(jié)區(qū)域：（ 1）冬季季節(jié)區(qū)帶，包括北太平洋冬季季節(jié)區(qū)帶、北大西洋冬季季節(jié)區(qū)帶 I、 II 等，全年分為冬季和夏季兩個(gè)季節(jié)，海圖上用淺蘭色及淺綠色等標(biāo)示；（ 2）熱帶季節(jié)區(qū)帶，包括南、北太平洋熱帶季節(jié)區(qū)帶等，全年分為熱帶和夏季兩個(gè)季節(jié)。海圖上用黃色標(biāo)示。4我國(guó)沿海區(qū)帶劃分（ 1）公約規(guī)定國(guó)際船舶載重線公約將我國(guó)沿海劃分為兩個(gè)區(qū)帶：以香港與菲律賓蘇阿爾連線為界，以北為夏季區(qū)帶，以南為熱帶季節(jié)區(qū)帶。（ 2）我國(guó)規(guī)定我國(guó)在加入國(guó)際船舶載重線公約時(shí)對(duì)上述劃分作了兩項(xiàng)保留： a

20、）以香港與蘇阿爾連線為界，將沿海分為南、北兩個(gè)熱帶季節(jié)區(qū)域；b）把南熱帶季節(jié)區(qū)域中熱帶季節(jié)期延長(zhǎng)了 4 個(gè)月。兩項(xiàng)保留的目的都是為了提高船舶效益，擴(kuò)大和延長(zhǎng)熱帶季節(jié)期。四載重線標(biāo)志的使用1必須采取限制總載重量等措施，確保船舶不論在進(jìn)港、出港或航行時(shí)，相應(yīng)于船舶所在的區(qū)帶、區(qū)域或季節(jié)期的載重線的上緣不被淹沒(méi)。此項(xiàng)要求是否滿足，應(yīng)以實(shí)際觀察結(jié)果為準(zhǔn)，不得以任何計(jì)算方法來(lái)替代。2無(wú)論由承運(yùn)人或貨方裝船， 保證船舶在載重線方面適航的責(zé)任都在船方。 對(duì)于超載要求船方有權(quán)拒載。3國(guó)際航行的中國(guó)籍船舶在我國(guó)沿海航行時(shí)應(yīng)遵守我國(guó)規(guī)定。1.5 貨物的基本性質(zhì)一貨物的化學(xué)性質(zhì)1銹蝕性：金屬及其制品發(fā)生氧化反應(yīng)；2

21、自熱性：煤、谷物等氧化時(shí)發(fā)熱；3自燃性：貨物氧化發(fā)熱并且累積達(dá)到其燃點(diǎn)時(shí)自行燃燒；4化學(xué)爆炸性：一些貨物在高溫、高壓等作用下發(fā)生化學(xué)爆炸；5腐蝕性：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿泄漏造成腐蝕。二貨物的物理性質(zhì)1吸濕性與發(fā)汗性含有水分的貨物同時(shí)具有吸濕性與發(fā)汗性，如果控制不當(dāng)，會(huì)影響貨物質(zhì)量。影響貨物吸濕性與發(fā)汗性的主要因素有：（ 1）環(huán)境的溫度、相對(duì)濕度和貨物的含水量；（ 2）貨物蒸發(fā)水分的蒸汽壓；（ 3）貨物的表面積；（ 4）貨物的種類。2凍結(jié)性和熔化性3膨脹性和物理爆炸性4放射性三貨物的生物性質(zhì)1腐敗性2霉變性四貨物的機(jī)械性質(zhì)貨物的機(jī)械性質(zhì)是指貨物及其包裝所具有的抵抗外界壓力和沖擊力避免發(fā)生變形或破壞的能力。1.6 貨物的虧艙率、積載因素和自然損耗一件雜貨的虧艙與虧艙率1貨物的量尺體積V C從一票件雜貨中取若干件（ 12 20 件），在平整的場(chǎng)地上盡可能緊密地堆積成規(guī)則形狀，測(cè)量其外形尺度， 由此外形尺度計(jì)算得到的體積就是這些件雜貨的量尺體積。進(jìn)一步可計(jì)算出整票貨的量尺體積。量尺體積通常比貨物的實(shí)際體積大一些。2件雜貨的虧艙艙容 V件雜貨在貨艙中所占據(jù)的貨艙容積 V ch 通常要大于自身的量尺體積， 這二者之間的差值就是貨物的虧艙