課題四、船舶航海性能

1、課題四、船舶航海性能課題四、船舶航海性能 （一）船舶浮性、船舶穩(wěn)性、船舶抗沉性（一）船舶浮性、船舶穩(wěn)性、船舶抗沉性 一、船舶浮性一、船舶浮性 船舶浮性船舶浮性是船舶在一定裝載情況下具有漂浮在水面（或浸沒在水中）保持平衡位置的能力，它是船舶基本性能之一。1、船舶的平衡 船舶在水中受到重力和浮力的作用。重力即為船舶的重量（包括船舶自身、載貨、人員、壓載、機(jī)器設(shè)備等），其作用點(diǎn)稱為重心，以G表示，重力的方向垂直向下。 浮力即水對(duì)船舶表面作用的靜水壓力的合力，它等于船舶排開水的體積乘以水的比重，即排開水的重量。其作用點(diǎn)稱為浮心，以B表示，浮力的方向垂直向上。BGW船舶平衡條件（1）重力與浮力的大小相等

2、且方向相反。（2）重心G與浮心B在同一鉛垂線上。 船舶在航行時(shí)，由于本身興波和外界的干擾，浮力與重力經(jīng)常不能相等。為了取得平衡，就處于不斷升降運(yùn)動(dòng)之中，由不平衡到平衡，從平衡到不平衡，上下波動(dòng)，循環(huán)往復(fù)。 2、船舶的重量和容積量度 1）船舶的重量 船舶的重量常以排水量和載重量來表示。排水量是指船舶浮在水中時(shí)所排開水的重量，也就是船在某一載況下的總重量。 V根據(jù)阿基米德定律可以知道：船舶在水中受到的浮力等于船舶排開水的重量，而船舶浮在水面上故其重力等于浮力，所以我們可以知道船舶的重量等于排水量。船舶的重量 船舶的重量包括空船重量和載重量 空船重量貨 物旅客淡水空船重量為船體鋼料重量。木作舾裝、機(jī)

3、電設(shè)備以及武備等的重量。 載重量是指貨物、船員及乘客、淡水、燃料、潤(rùn)滑油及彈藥等的重量。2）容積量度 在運(yùn)輸船中，計(jì)算船上空間大小的單位叫做噸位，也稱登記噸位，一個(gè)“登記噸”相當(dāng)于2.832m3或者100ft3的容積。這是表示容積的噸位，與載重噸概念不同。登記噸位分為總噸位和凈噸位兩種。 總噸位是指船上所有封閉的艙室根據(jù)一定的丈量規(guī)則丈量而得的容積總和，用公制量得的除以2.832m3，用英制量得的除以100ft3，所得的結(jié)果就是該船的總噸位。 凈噸位是指從總噸位中減去不能裝載旅客、貨物的艙室容積而得到的噸位。 3、儲(chǔ)備浮力與載重線標(biāo)志 1）儲(chǔ)備浮力 船舶在水面的漂浮能力是由儲(chǔ)備浮力來保證的。所

4、謂儲(chǔ)備浮力就是水線以上船舶主體的水密容積。如果船舶因?yàn)槟撤N原因發(fā)生下沉，使吃水增加，那么這部分水密體積就能夠繼續(xù)提供浮力，使船漂浮在水面以上。 儲(chǔ)備浮力干舷儲(chǔ)備浮力通常以滿載排水量的百分比來表示。儲(chǔ)備浮力的大小可以用干舷的尺度來衡量，干舷越大，則船舶的儲(chǔ)備浮力也越大。 2）載重線標(biāo)志載重線標(biāo)志是指船舶在不同季節(jié)和不同航區(qū)的各種最大吃水標(biāo)志。它是在保證船舶水上航行安全的情況下所規(guī)定的船舶安全裝載極限。即船舶航行時(shí)不能超過規(guī)定的載重線，以此保證船舶安全航行所需的最小儲(chǔ)備浮力。 540230 25230RXDBDDZ C300450252525RQQ二、船舶穩(wěn)性二、船舶穩(wěn)性 船舶穩(wěn)性是指船舶受到外力

5、的作用而偏離原平衡位置發(fā)生傾側(cè)，當(dāng)外力消除后能自行恢復(fù)到原來平衡位置的能力。 根據(jù)船舶傾斜角度的大小，船舶的穩(wěn)性可分為兩類： 1）初穩(wěn)性（或稱小傾角穩(wěn)性），指船舶傾斜角小于 ，或上甲板邊緣開始入水前的穩(wěn)性。 2）大傾角穩(wěn)性，指船舶傾斜角大于 ，或上甲板邊緣開始入水后的穩(wěn)性。 001510001510船舶的傾斜分為橫向傾側(cè)和縱向傾側(cè)，因此，船舶必須具有橫穩(wěn)性和縱穩(wěn)性。 WLL1W1WLG B 橫穩(wěn)性WLW1L1WL縱穩(wěn)性1、船舶的平衡狀態(tài) 船舶正浮于水面上時(shí)，船舶所受到重力即船重W與浮力N是一對(duì)平衡力。重心和浮心位置分別為G和B。當(dāng)船舶發(fā)生傾斜時(shí)，由于排水體積形狀的改變，導(dǎo)致浮心移動(dòng)到了B1點(diǎn)，

6、重力和浮力不再是一對(duì)平衡力，而形成了一對(duì)力偶。 WLG B G B WLL1W1B1ZM1）船舶的穩(wěn)定平衡 當(dāng)船舶受外力作用而橫向傾側(cè)至角時(shí)，若船舶的重心G較低，在穩(wěn)心M之下，重力W與浮力N形成力偶矩與船舶橫傾的方向相反，使船舶向原來位置復(fù)原，我們稱此力矩為復(fù)原力矩。 G B WLL1W1B1ZM復(fù)原力矩 sinsinGMGMWGZW2、船舶的中性平衡 當(dāng)船舶重G與穩(wěn)心M兩點(diǎn)重合，船舶傾側(cè)后重力W與浮力N恰好作用于同一鉛垂線上，力矩為零。船舶將保持在其傾斜位置，但不具備復(fù)原能力。 G WLL1W1B1ZM船舶處于傾覆的邊緣喲，好可怕啊！3、船舶的不穩(wěn)定平衡 當(dāng)船舶受外力作用而橫向傾側(cè)到角時(shí)，若

7、船舶重心G較高，在穩(wěn)心M之上，致使重力W與浮力N形成的力偶矩與船舶橫傾的方向相同，這時(shí)它使船舶繼續(xù)傾斜直至傾覆。這個(gè)力矩稱為傾覆力矩。傾覆力矩 sin GM提高船舶穩(wěn)性的措施 由復(fù)原力矩公式我們可以知道，復(fù)原力矩的大小是與成正比的，通常認(rèn)為 值越大穩(wěn)定性就越好。但是事實(shí)上并不是值越大越好，如果值過大，則船舶的復(fù)原能力很強(qiáng)，稍有傾側(cè)，很快復(fù)原，這樣就使的船舶左右搖擺頻繁，即橫搖的周期短，這在客船中更是要不得，劇烈的搖擺會(huì)使乘客感覺很不舒服。 GM提高船舶穩(wěn)性的幾條措施 1）降低船舶重心是改善穩(wěn)性的根本措施； 2）提高橫穩(wěn)心M點(diǎn)的高度，使值增大； 3）盡量減小上層建筑的受風(fēng)面積，即減少傾覆力矩。 三、船舶抗沉性三、船舶抗沉性 船舶在航行過程中，難免會(huì)發(fā)生意外的損壞。如果船舶不幸碰撞失事，船殼破損，海水大量涌入船