船舶穩(wěn)性教案

1、第四章船舶穩(wěn)性教學(xué)課題穩(wěn)性的基本概念教學(xué)目的二教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方法計(jì)劃課時(shí)實(shí)際課時(shí)授課內(nèi)容見表后內(nèi)容板書設(shè)計(jì)作業(yè)布置課后小結(jié)（一）課程導(dǎo)入（二）新授課第一節(jié)、穩(wěn)性的基本概念船舶平衡的3種狀態(tài)：1 .船舶的平衡狀態(tài)船舶漂浮于水面上，其重力為 W浮力為,8船舶重心，B為船舶初始位 置的浮心。在某一性質(zhì)的外力矩作用下船舶發(fā)生傾斜，由于傾斜后水線下排水體積的幾何形狀改變，浮心由B移至Bi點(diǎn)，當(dāng)外力矩消失后船舶能否恢復(fù)到初始平 衡位置，取決于它處在何種平衡狀態(tài)（下圖）。(h)（1）穩(wěn)定平衡。如圖（a）所示，船舶傾斜后在重力 河口浮力作用下產(chǎn)生 一穩(wěn)性力矩，在此力矩作用下，船舶將會(huì)恢復(fù)到初始平衡位置，

2、稱該種船舶初始 平衡狀態(tài)為穩(wěn)定平衡狀態(tài)。（2）隨遇平衡。如圖2-1所示，船舶彳K斜后重力 W口浮力仍然作用在同一 垂線上而不產(chǎn)生力矩，因而船舶不能恢復(fù)到初始平衡位置，則稱該種船舶初始平 衡狀態(tài)為隨遇平衡狀態(tài)。（3）不穩(wěn)定平衡。如圖2-1 （c）所示，船舶傾斜后重力 WA浮力作用下產(chǎn) 生一傾覆力矩，在此力矩作用下船舶將繼續(xù)傾斜，稱稱該種船舶初始平衡狀態(tài)為 不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。2 .船舶平衡狀態(tài)的判別為對(duì)船舶的平衡狀態(tài)進(jìn)行判別，將船舶正浮時(shí)浮力作用線和傾斜后浮力作用 線的交點(diǎn)定義為穩(wěn)心，以Mfe示。由于船舶傾斜后的浮心位置或浮力作用線與船 舶吃水（或排水量）、船舶傾角有關(guān)，穩(wěn)心位置也隨船舶吃水（或排水

3、量）、船舶 傾角不同而變化。進(jìn)一步分析表明，船舶處于何種平衡狀態(tài)與重心 GffilI心M勺相對(duì)位置有關(guān)。 船舶穩(wěn)定平衡時(shí)，重心G泣于才I心M之下；船舶不穩(wěn)定平衡時(shí)，重心 G位于才t心M 之上；船舶隨遇平衡時(shí)，重心 舜叫I心M重合。因此，為了使船舶在受到一外力矩 作用下具有一定的復(fù)原能力從而保證船舶安全， 船舶重心必須在相應(yīng)傾角時(shí)的穩(wěn) 心之下。處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)的船舶，具復(fù)原能力的大小取決于傾斜后產(chǎn)生的穩(wěn)性力矩 或復(fù)原力矩Ms的大小。由圖（a）可見，該穩(wěn)性力矩大小為Ms 二.； GZ式中：GZ 靜穩(wěn)性力臂（項(xiàng)，是船舶重心G至傾斜后浮力作用線的垂直距離， 通常簡稱作穩(wěn)性力臂或復(fù)原力臂。船舶穩(wěn)性的分類

4、：船舶在外力矩作用下偏離其初始平衡位置而傾斜，當(dāng)外力矩消失后船體能自行恢復(fù)到初始平衡狀態(tài)的能力稱為船舶穩(wěn)性。船舶穩(wěn)性通?？砂匆韵路椒ǚ诸悾?按船舶傾斜方向分類?？煞譃闄M穩(wěn)性和縱穩(wěn)性。橫穩(wěn)性指船舶繞縱向軸（x軸）橫傾時(shí)的穩(wěn)性，縱穩(wěn)性指船舶繞橫向軸（y軸）縱傾時(shí)的穩(wěn)性。由于縱穩(wěn) 性力矩遠(yuǎn)大于橫穩(wěn)性力矩，故實(shí)際營運(yùn)中不可能因縱穩(wěn)性不足而導(dǎo)致船舶傾覆。.按傾角大小分類?？煞譃槌醴€(wěn)性和大傾角穩(wěn)性。初穩(wěn)性（小傾角穩(wěn)性） 指船舶微傾時(shí)所具有的穩(wěn)性，微傾在實(shí)際營運(yùn)中將傾斜角擴(kuò)大至1015 ;大 傾角穩(wěn)性指當(dāng)傾角大于1015時(shí)的穩(wěn)性。.按作用力矩的性質(zhì)分類?？煞譃殪o穩(wěn)性和動(dòng)穩(wěn)性。靜穩(wěn)性指船舶在傾斜 過程中不計(jì)及

5、角加速度和慣性矩時(shí)的穩(wěn)性； 動(dòng)穩(wěn)性指船舶在傾斜過程中計(jì)及角加 速度和慣性矩時(shí)的穩(wěn)性。.按船艙是否進(jìn)水分類?？煞殖赏暾€(wěn)性和破艙穩(wěn)性。船體在完整狀態(tài)時(shí) 的穩(wěn)性稱為完整穩(wěn)性，而船體破艙進(jìn)水后所具有的穩(wěn)性則稱為破艙穩(wěn)性。第一節(jié)船舶初穩(wěn)性船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)準(zhǔn)：理論證明：船舶在微傾條件下，傾斜軸過初始水線面的面積中心即初始漂心F；過初始漂心F微傾后船舶排水體積不變；當(dāng)排水量一定時(shí)， 船舶的穩(wěn)心M點(diǎn)為一定點(diǎn)。船舶初穩(wěn)性是以上述結(jié)論為前提進(jìn)行研究和表述的。船舶在小傾角條彳下，穩(wěn)性力矩M和穩(wěn)性力臂GZT表示為M=AGISin 9GZ= GMin 9式中：GM船舶重心與穩(wěn)心間的垂直距離，稱為初穩(wěn)性高度（ 項(xiàng)；9

6、船舶橫傾角（ ） o由上式可見，在排水量及傾角一定情況下，靜穩(wěn)性力矩大小取決于重心和穩(wěn) 心的相對(duì)位置，即取決于G次小。當(dāng)M點(diǎn)在G點(diǎn)之上，G岫正值，此時(shí)船舶具有穩(wěn) 性力矩并與GM6成正比；當(dāng)城在G點(diǎn)之下，GMfe負(fù)值，此時(shí)船舶具有傾覆力矩亦 與GM6成正比；當(dāng)Mfe和G點(diǎn)重合，GM；零，此時(shí)穩(wěn)性力矩為零。由此分析可知，GMT以作為衡量船舶初穩(wěn)性大小的基本標(biāo)志。 欲使船舶具有 穩(wěn)性，必須使GM 00初穩(wěn)性高度GM的計(jì)算：1 .由裝載排水量查取橫穩(wěn)心距基線高度 KM2 .根據(jù)裝載方案按下式計(jì)算船舶KGKGoPiZA3 .按式G陣KW KG+算船舶初穩(wěn)性高度GM自由液面對(duì)初穩(wěn)性高度的影響： 船上各液體

7、艙柜在液體未充滿整個(gè)艙內(nèi)空間時(shí)隨船舶橫傾而向傾斜一側(cè)移動(dòng)，該自由流動(dòng)的液體表面稱為自由液面。 當(dāng)船舶傾斜 時(shí)，艙柜內(nèi)液體隨之流動(dòng)，使液體的重心向傾斜一方移動(dòng)，產(chǎn)生了一與穩(wěn)性力矩 方向相反的傾斜力矩，從而減少了原有的穩(wěn)性力矩，也即降低了船舶初穩(wěn)性高度。自由液面對(duì)初穩(wěn)性高度的修正值表達(dá)式：由于自由液面影響而使初穩(wěn)性高度減小,其減小值6 GIW表示為二 GM f =式中：p s-液體密度（g/cm3）；i x液艙柜內(nèi)自由液面對(duì)7面中心軸的面積慣矩（*）。當(dāng)存在多個(gè)自由液面時(shí)，6 GM句、IGM f =減少自由液面影響的措施： 船舶在建造和營運(yùn)中，應(yīng)盡量減小自由液面對(duì)穩(wěn)性的影響，其具體措施包括：.減小

8、液艙（柜）寬度。液體散裝貨船因裝載大量液體貨，其自由液面對(duì) 穩(wěn)性影響較大，為此船舶在設(shè)計(jì)時(shí)，通常都設(shè)置一道或兩道縱向艙壁， 將液艙寬 度減小。對(duì)于普通貨船的雙層底內(nèi)，其左右也是水密分隔成兩個(gè)液柜。矩形液面的液艙內(nèi)設(shè)置一道縱向艙壁將其寬度二等分，i x將減至原來的1/4 ； 設(shè)置兩道縱向艙壁將其寬度三等分，ix則減至原來的1/9。對(duì)于等腰梯形或等腰 三角形液面的液艙，若中間設(shè)置一道縱向艙壁，將其左右寬度等分，ix則會(huì)減至原來的1/3。增設(shè)橫艙壁則不會(huì)減少自由液面對(duì)穩(wěn)性的影響。.液艙（柜）應(yīng)盡可能裝滿或空艙。對(duì)于液體散裝貨船，各液體貨艙在考 慮適當(dāng)?shù)呐蛎浻嗔亢髴?yīng)盡量裝滿， 若艙容有剩余，則可保留若

9、干空艙，以減少具 有自由液面的艙數(shù)。對(duì)于普通貨船的油水艙，應(yīng)逐艙裝載和使用，這樣可保持在 航行中船舶未滿液柜數(shù)最少。.保持甲板排水孔暢通。在開航前應(yīng)認(rèn)真檢查上甲板兩舷排水孔是否暢通， 并防止航行過程中堵塞，以確保甲板上浪后能迅速排出，減小因上浪而在上甲板 形成自由液面的作用時(shí)間。航行中如遇嚴(yán)重甲板上浪，應(yīng)適當(dāng)采取改向或減速措 施，并注意排除排水孔排水障礙物。.注意縱向水密分隔是否有漏水連通現(xiàn)象及是否有不必要的積水。液艙（柜）內(nèi)縱向隔壁因銹蝕、不適當(dāng)受力或建造缺陷，致使漏水連通而形成較大自由液面。 另外，船舶在營運(yùn)中各污水艙內(nèi)會(huì)積聚一定污水，應(yīng)及時(shí)測(cè)量并排出。.在排水量較小時(shí)，更應(yīng)重視液艙內(nèi)自由

10、液面對(duì)穩(wěn)性的不利影響。第三節(jié) 載荷移動(dòng)、重量增減、貨物懸掛對(duì)穩(wěn)性的影響及計(jì)算載荷移動(dòng)對(duì)穩(wěn)性的影響：1.船內(nèi)重物水平橫移船內(nèi)重物水平橫移，船舶重心偏離中縱剖面，橫坐標(biāo)改變，使之原有的平衡 狀態(tài)發(fā)生變化，將使船舶產(chǎn)生橫傾角，初始水線 W口橫傾后的水線WL1之間的火 角8即為船舶橫傾角。船在海上航行由于橫搖導(dǎo)致重物橫移時(shí)，同樣使船橫傾。2 .船內(nèi)重物垂移船內(nèi)重物垂向移動(dòng)，將引起船舶重心的垂向改變，從而導(dǎo)致初穩(wěn)性高度的變 化。由于重物移動(dòng)前后船舶排水量 A不變，故初穩(wěn)心距基線高K也未發(fā)生改變， 因而重物垂移引起的初穩(wěn)性高度改變量6 GKfc數(shù)值上等于船舶重心的垂移量G0船內(nèi)重物上移，船舶重心移，GMH

11、氐；船內(nèi)重物下移，船舶重心下移，GM 增大。重量增減對(duì)穩(wěn)性的影響：根據(jù)重量增減的不同數(shù)量及求取初穩(wěn)性高度改變量的不同方法，重量增減可分成大量增減和少量增減兩種情況。若船舶初始排水量為, 重量增減量為三P,則一般認(rèn)為當(dāng)三pi 10%寸為重量的大量增減，當(dāng)三piMmM,船舶將不再能保持靜平衡， 而使船體繼續(xù)傾斜直至傾覆，因此，最大靜穩(wěn)性力矩M忌表示船舶在靜力作用下 抵御外力矩的最大能力，只有滿足 MwMm,才能確保船舶不致傾覆。若船舶在初始狀態(tài)下受一靜態(tài)外力矩M作用，當(dāng)傾角達(dá)到8 s時(shí)船舶不再繼續(xù) 傾斜，而處于靜平衡狀態(tài)。若此時(shí)靜態(tài)外力矩減小至Mi,船舶將回?fù)u至ML=M對(duì)應(yīng)的橫傾角處，即船舶的靜傾

12、角為 Mi直線與M曲線的第一個(gè)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)橫傾角； 若此時(shí)靜橫傾力矩消失，船舶將回?fù)u并停止于初始平衡位置。若船舶在初始狀態(tài)下受一靜態(tài)外力矩 M作用且MMm,當(dāng)船舶橫傾至極限靜 傾角8s3穩(wěn)性消失角8 V之間的某一傾角時(shí)，靜態(tài)外力矩減小為 Mi并滿足Mi0 Mm,船舶也不會(huì)發(fā)生彳K覆，而是回?fù)u至 Mi = M對(duì)應(yīng)的橫傾角處，即船舶的靜傾角 為Mi直線與M曲線的第二個(gè)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)橫傾角。若 Mi=0,船舶同樣將回?fù)u至初始 平衡位置。.計(jì)算船舶動(dòng)穩(wěn)性的基礎(chǔ)船舶靜穩(wěn)性大小取決于靜穩(wěn)性力矩M,而船舶動(dòng)穩(wěn)性大小則取決于動(dòng)穩(wěn)性力 矩，即靜穩(wěn)性力矩作的功，它在數(shù)值上等于靜穩(wěn)性力矩 M曲線下的面積。第五節(jié)船舶動(dòng)穩(wěn)性船舶

13、動(dòng)穩(wěn)性基本概念：i.動(dòng)穩(wěn)性定義所謂動(dòng)穩(wěn)性指船舶在動(dòng)態(tài)外力矩作用下計(jì)及橫傾角加速度和慣性矩的穩(wěn)性。在討論船舶靜穩(wěn)性時(shí)，通常假設(shè)力矩逐漸作用于船上，使外力矩與靜穩(wěn)性力 矩處處平衡，因而不需考慮船舶橫傾過程中的角加速度和慣性矩。 船舶在海上航 行中時(shí)常受到外力矩的突然作用， 如陣風(fēng)的突然襲擊、海浪的猛烈沖擊、拖輪急 拖或急頂?shù)?，此類外力矩在較短時(shí)間內(nèi)有明顯變化或突然作用于船上， 則應(yīng)計(jì)及 橫傾過程中的角加速度和慣性矩。.船舶動(dòng)穩(wěn)性大小的基本標(biāo)志船舶在動(dòng)態(tài)外力矩作用下發(fā)生傾斜，考慮了船舶傾斜過程中的角加速度和慣 性矩的影響，船舶抵抗外力矩的能力不能再以穩(wěn)性力矩來衡量， 而是應(yīng)以穩(wěn)性力 矩做的功來衡量。

14、由此可見，船舶動(dòng)穩(wěn)性在不同裝載狀況下其大小應(yīng)以穩(wěn)性力矩 做的功來表征。穩(wěn)性力矩所做功 也亦稱動(dòng)穩(wěn)性力矩，以Md表示。由于動(dòng)穩(wěn)性力矩M d在數(shù)值上等于靜穩(wěn)性力矩Ms曲線下的面積，而MsGZ并設(shè)A為常量，于是定義靜穩(wěn)性力臂 G群線下的面積為動(dòng)穩(wěn)性力臂ld。則動(dòng)穩(wěn)性力矩Md為由上式可知，在排水量一定的條件下，穩(wěn)性力矩所做的功取決于動(dòng)穩(wěn)性力臂ld,并與其成正比，因此動(dòng)穩(wěn)性力臂1d可以作為船舶動(dòng)穩(wěn)性大小的基本標(biāo)志。由上可知，動(dòng)穩(wěn)性力矩或動(dòng)穩(wěn)性力臂在穩(wěn)性范圍內(nèi)隨橫傾角增大而增大，當(dāng)橫傾角為穩(wěn)性消失角時(shí)，該值達(dá)到最大。為全面反映動(dòng)穩(wěn)性力矩或動(dòng)穩(wěn)性力臂隨橫傾角變化規(guī)律，將 Md或1d與e問 數(shù)值關(guān)系繪制成曲線

15、，該曲線稱為動(dòng)穩(wěn)性曲線。曲線圖的橫坐標(biāo)為橫傾角，縱坐 標(biāo)為動(dòng)穩(wěn)性力矩或動(dòng)穩(wěn)性力臂。船舶動(dòng)平衡：在動(dòng)態(tài)外力矩作用下船舶發(fā)生傾斜，當(dāng)角速度為零時(shí)不再向傾斜方 向繼續(xù)傾斜，此時(shí)船舶處于動(dòng)平衡狀態(tài)。即外力矩做的功等于靜穩(wěn)性力矩做的功 時(shí)，船舶達(dá)到動(dòng)平衡。船舶達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)的橫傾角稱動(dòng)平衡角，簡稱動(dòng)傾角，以 0 d表小。由上分析可知，船舶在動(dòng)態(tài)外力矩作用下達(dá)到動(dòng)平衡的條件為：W= W當(dāng)外力矩Mh增大時(shí)，Mh曲線位置提高，曲線下的面積增大。為取得動(dòng)平 衡，需有更多的Ms曲線面積抵償，則計(jì)算曲線面積時(shí)的右邊界線后移，相應(yīng)的 動(dòng)傾角增大。當(dāng)外力矩Mh增大至Ms曲線面積能夠抵償?shù)臉O限位置時(shí)，船舶達(dá)到 極限動(dòng)平衡狀

16、態(tài)，所對(duì)應(yīng)的動(dòng)傾角稱為極限動(dòng)傾角，以 6dm表示。船舶在極限動(dòng)平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的外力矩為船舶能夠承受外力矩的最大能力， 或者 說，該外力矩是使船舶傾覆所需要的最小值。當(dāng)實(shí)際外力矩大于該值時(shí)，船舶因 動(dòng)平衡不復(fù)存在而導(dǎo)致傾覆。因此，將船舶在極限動(dòng)平衡時(shí)的外力矩稱為最小傾覆力矩，以Mhmin表示，它是衡量船舶動(dòng)穩(wěn)性的重要參數(shù)。從動(dòng)穩(wěn)性要求來考慮，保證船舶不致傾覆的條件應(yīng)為：M h 三 M 一第六節(jié)對(duì)船舶穩(wěn)性的要求IMO穩(wěn)性規(guī)則對(duì)船舶的完整穩(wěn)性核算：在核算裝載狀態(tài)下，經(jīng)自由液面修正后.初穩(wěn)性高度G不小于0.15m；.靜穩(wěn)性力臂G2ffl線下的面積：(1)在橫傾角030間所圍面積A30應(yīng)不小于0.055 m

17、 rad ;(2)在靜傾角040或進(jìn)水角中較小者間所圍面積 Aw。(e應(yīng)不小于 0.090m.rad ;(3)在橫彳K角3040或進(jìn)水角中較小者間所圍面積 從0。40。(應(yīng)不小于 0.030m.rad ;.橫傾角30處的靜穩(wěn)性力臂(GZr )應(yīng)不小于0.20m：.最大靜穩(wěn)性力臂對(duì)應(yīng)橫傾角9 s戲好大于30 ,但至少不應(yīng)小于25 ;.對(duì)L24ml勺船舶，尚應(yīng)滿足天氣衡準(zhǔn)。對(duì)于L 24ml勺船舶，IMO定了在正常裝載狀況下船舶抵抗橫風(fēng)和橫搖聯(lián)合 作用應(yīng)具有的能力。(1)船舶受到垂直作用在其中心線上的一個(gè)穩(wěn)定風(fēng)壓的作用下，產(chǎn)生穩(wěn)定風(fēng)壓傾側(cè)力臂lw1 ,此時(shí)船舶的靜傾角為 備；(2)假定在橫浪的作用下

18、，船舶由靜傾角 備向上風(fēng)舷橫搖至科處;(3)然后船舶受到一個(gè)突風(fēng)作用，產(chǎn)生突風(fēng)風(fēng)壓傾側(cè)力臂lw2 ;(4)在此情況下，靜穩(wěn)性曲線下的面積應(yīng)滿足面積 b方面積a。在進(jìn)行上述穩(wěn)性核算時(shí)，各項(xiàng)具體規(guī)定包括：GZ(1)風(fēng)壓傾側(cè)力臂lw1和1w2不隨橫傾角9變化;(2)風(fēng)壓傾側(cè)力臂1w1和1w2按下式求取Mw1 = pw Aw Zw lw1 一I lw2 =1.5lw1式中：Mw1穩(wěn)定風(fēng)壓傾側(cè)力矩(kNg ；單位計(jì)算風(fēng)壓(kPa),取 pw = 51.4應(yīng)不小于 0.090m.rad ;(3)在橫彳K角3040或進(jìn)水角中較小者間所圍面積 A。40。( ef)應(yīng)不小于 0.030m.rad ;.橫傾角30

19、處的靜穩(wěn)性力臂(GZ)應(yīng)不小于0.20m：.最大靜穩(wěn)性力臂對(duì)應(yīng)橫傾角9 s碌好大于30 ,但至少不應(yīng)小于25 ;.對(duì)L24ml勺船舶，尚應(yīng)滿足天氣衡準(zhǔn)。對(duì)于L 24m勺船舶，IMO定了在正常裝載狀況下船舶抵抗橫風(fēng)和橫搖聯(lián)合 作用應(yīng)具有的能力。(1)船舶受到垂直作用在其中心線上的一個(gè)穩(wěn)定風(fēng)壓的作用下，產(chǎn)生穩(wěn)定 風(fēng)壓傾側(cè)力臂lw1 ,此時(shí)船舶的靜傾角為為 ;(2)假定在橫浪的作用下，船舶由靜傾角 ”向上風(fēng)舷橫搖至4處;(3)然后船舶受到一個(gè)突風(fēng)作用，產(chǎn)生突風(fēng)風(fēng)壓傾側(cè)力臂 lw2 ;(4)在此情況下，靜穩(wěn)性曲線下的面積應(yīng)滿足面積 b面積a。在進(jìn)行上述穩(wěn)性核算時(shí)，各項(xiàng)具體規(guī)定包括:（1）風(fēng)壓傾側(cè)力臂l

20、w1和1w2不隨橫傾角日變化；（2）風(fēng)壓傾側(cè)力臂1w1和1w2按下式求取M w1 = Pw Av zw,_Mwi1w1 - -I A1w2 - 1-51w1式中：Mw1穩(wěn)定風(fēng)壓傾側(cè)力矩（kN mj）;pw單位計(jì)算風(fēng)壓（kPa）,取內(nèi)=51.4 9.81 kPa；A水線以上船體和甲板貨的側(cè)投影面積（m2）;zw Aw的中心到水線下船體側(cè)面積中心或近似地到吃水一半處的垂直距離（m。（3）計(jì)算面積時(shí)右邊界角斗的確定：%=min Uf,ic,50.， c式中：瑪船舶進(jìn)水角（o）；6c牖與6山線的第二個(gè)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)橫傾角（o）。我國法定規(guī)則對(duì)船舶穩(wěn)性的基本要求：1.國際航行舶應(yīng)滿足IMO穩(wěn)性規(guī)則中規(guī)定的穩(wěn)性

21、衡準(zhǔn)。2 .國內(nèi)航行船舶經(jīng)自由液面修正后，船舶穩(wěn)性在所核算的裝載狀況下必須同時(shí)滿足：（1）初穩(wěn)性高度GM小于0.15m；（2）在橫傾角為30時(shí)的靜穩(wěn)性力臂GZr應(yīng)不小于0.20 m；若進(jìn)水角小于 30時(shí)，則進(jìn)水角處的靜穩(wěn)性力臂值應(yīng)不小于該值；（3）最大靜穩(wěn)性力臂對(duì)應(yīng)橫傾角8 sms不小于25 ;（4）穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)必小于1。穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)3指船舶最小傾覆力矩（臂）與風(fēng)壓傾側(cè)力矩（臂）之比，即K _ M hmin _ l hminM wl w式中：ihmin-最小傾覆力臂（M；1 h minM hminAiw-風(fēng)壓傾側(cè)力臂（m；MwM-風(fēng)壓傾側(cè)力矩（kN.m）當(dāng)船舶寬深比B/D2時(shí)，則對(duì)8 sm的要求可

22、適當(dāng)減小，具減小值 6 9為、？ - 201 B -2 K -1D式中：D船舶型深（河；B船舶型寬（m）,但 B/D2.5 時(shí).取 B/D=2.5;K-穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)，但當(dāng)K 1.5時(shí)，MK= 1.5。船舶穩(wěn)性的適用范圍：過大穩(wěn)性或過小穩(wěn)性都是船舶正常營運(yùn)所不允許的，因而應(yīng) 給出船舶穩(wěn)性的適用范圍。從穩(wěn)性規(guī)則對(duì)船舶穩(wěn)性的要求考慮，船舶最小初穩(wěn)性高度應(yīng)為 G陣GM；從 船舶搖擺性考慮，橫搖周期不宜過小，以免船舶劇烈搖擺，一般認(rèn)為船舶自由橫 搖周期不小于9s,而在1516s左右是比較合適的，則船舶最大初穩(wěn)性高度應(yīng)為GMmax =GMt2s,船舶穩(wěn)性的適用范圍應(yīng)為GMc,GMTgs,而橫搖周期為15s左

23、右對(duì)應(yīng)的GM6則為初穩(wěn)性高度適宜值；對(duì)萬噸級(jí)船舶滿載時(shí) G瞰4%-5%聯(lián)適 宜。船舶獲得適度穩(wěn)性的方法： 1 . 了解船舶狀況及航線情況。了解船舶裝載或壓載的 能力、重量分布及相應(yīng)的穩(wěn)性狀態(tài)；熟悉本航線所經(jīng)海區(qū)的自然條件、 可能出現(xiàn) 的氣象現(xiàn)象等，從而確定既安全又適當(dāng)?shù)姆€(wěn)性值。.合理配載。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，對(duì)于萬噸級(jí)船舶滿載時(shí)，底艙和二層艙裝載 量所占全部載貨量的比例約為65% 35%若需裝載甲板貨時(shí)，則甲板貨重量一般 不超過全船載貨量的10%且堆積高度一般不超過船寬的1/61/5,這樣，底艙、 二層艙、甲板貨的配貨比例大體為65% 25% 10%對(duì)于具有3層甲板的船舶，底 艙、下二層艙、上二層艙

24、的配貨比例大體為 55% 25% 20%.合理調(diào)整船舶穩(wěn)性。在采取加（排）壓載水方法時(shí)，應(yīng)注意自由液面對(duì)穩(wěn)性的影響，且加（排）壓載水后因排水量的變化導(dǎo)致許用重心高度或最小許用 初穩(wěn)性高度改變。加裝甲板貨時(shí)因受風(fēng)面積增大，引起風(fēng)壓傾側(cè)力矩增大致使穩(wěn) 性衡準(zhǔn)數(shù)減小。.貨物緊密堆垛，防止大風(fēng)浪航行中移位。.合理平艙。對(duì)于件雜貨而言，各艙裝載后應(yīng)保持貨物表面基本平整，不 允許出現(xiàn)不同艙位處的貨物表面凹凸不平， 尤其是因艙口前后兩端因堆垛困難而 將其艙位棄之不用；對(duì)于固體散貨，根據(jù)裝貨數(shù)量和貨艙形狀確定是否采取分段 平艙，無論如何，散貨裝載完畢時(shí)應(yīng)保證貨物表面平整， 對(duì)于滿載艙應(yīng)盡量將貨 物充滿整個(gè)貨艙

25、空間，必要時(shí)采取止移措施。.盡量減少自由液面形響。.消除船舶初始橫傾。船舶的初始橫傾使穩(wěn)性力矩降低，從而對(duì)船舶的大 傾角靜穩(wěn)性、動(dòng)穩(wěn)性都產(chǎn)生不利影響。.航行中做好貨物檢查和加固。.改變船舶與波浪的相對(duì)位置。在航行中可通過改向或變速的措施來改變 船舶與波浪的相對(duì)狀態(tài)，以脫離相應(yīng)的危險(xiǎn)境遇，改變船舶的外部環(huán)境。.船長的責(zé)任船舶在航行中船長應(yīng)注意其裝載、氣象和海況等情況，運(yùn)用良好船藝謹(jǐn)慎駕 駛。第七節(jié)船舶穩(wěn)性檢驗(yàn)與調(diào)整測(cè)定橫搖周期檢驗(yàn)船舶穩(wěn)性：船舶橫搖周期是指船舶橫搖一個(gè)全擺程所需的時(shí)間（s）。船舶自正浮起橫搖至一舷的傾角稱為一個(gè)擺幅，4個(gè)擺幅稱為一個(gè)全擺程法定規(guī)則中提供的船舶自搖周期 Te與GMJ

26、關(guān)系式為= 0.58fB2 4KG2GM式中：f-由B/d查得的系數(shù)；GM船舶裝載狀況下未經(jīng)自由液面修正的初穩(wěn)性高度（mIMO穩(wěn)性規(guī)則給出的Te與GM1系式為7 _ 2.01CB對(duì)于船長不足70nli勺船舶，IMOS議使用如下簡便公式G陣（fB/T e） 2式中：f-橫搖周期系數(shù)，其值與船舶大小、形狀、裝載情況、液體數(shù)量等因素 有關(guān)，對(duì)空船或壓載時(shí)f取0.88 ;對(duì)滿載船舶，液體占總載重的20% 10%口5%時(shí), 其f 分別取 0.78、0.75 和0.730。觀測(cè)在橫傾力作用下產(chǎn)生的橫傾角：1 .載荷橫移船上載荷橫移后產(chǎn)生橫傾力矩，從而引起船舶橫傾，橫傾角可由傾側(cè)儀讀出 可得GM:tan-p

27、y式中：p-載荷橫移重量（t）;y-一載何橫移距離（nj）;8-傾斜儀讀取的橫傾讀數(shù)（ ）。橫向不對(duì)稱載荷增減船上橫向不對(duì)稱載荷增減后，由于載荷增減量較小，可認(rèn)為載荷增減后初穩(wěn) 心位置不變。設(shè)載荷增量為p,先將其置于船舶中縱剖面上的KF%,所引起的初 穩(wěn)性高度變化亦可忽略不計(jì)，然后由中縱剖面橫移至實(shí)際位置處，則船舶產(chǎn)生橫傾角日，于是有：GMpyp（一：p）tan1式中：Vp載荷p的橫坐標(biāo)，即p的重心至中縱剖面距離（項(xiàng)觀測(cè)船舶征兆檢測(cè)船舶穩(wěn)性：船舶當(dāng)穩(wěn)性過小時(shí)，由于穩(wěn)性力矩小而使得抵抗橫傾力矩的能力減弱，因而即使船舶在較小橫傾力矩作用下，也會(huì)出現(xiàn)較大橫傾角， 具體表現(xiàn)在：.船舶在較小風(fēng)浪中航行時(shí)

28、，橫搖擺幅較大，搖擺周期較長；.油水使用左右不均時(shí)，船舶很快偏向一舷；.用舵轉(zhuǎn)向或拖船拖頂時(shí)，船舶明顯傾斜且復(fù)原較慢；.甲板上浪、艙內(nèi)貨物少量移動(dòng)、貨艙少量進(jìn)水時(shí)船舶出現(xiàn)較大橫傾角；.貨物裝卸時(shí)因吊桿起落擺動(dòng)或艙內(nèi)貨物左右不均而橫傾異常，或纜繩受 力過大。船舶穩(wěn)性過大時(shí)主要表現(xiàn)在航行中稍有風(fēng)浪即搖擺劇烈，橫搖周期較小。船舶穩(wěn)性調(diào)整原則：1.載荷垂移法調(diào)整GM載荷垂向移動(dòng)調(diào)整船舶穩(wěn)性的手段適應(yīng)于配載圖編制階段。載荷垂移所引起的船舶重心高度改變量在數(shù)值上就等于初穩(wěn)性高度改變量。船舶在配載圖編制 時(shí)，經(jīng)校核后若穩(wěn)性過大，可將載荷上移；反之將載荷下移。當(dāng)上下艙單獨(dú)移貨 因滿艙而無法實(shí)現(xiàn)時(shí)，可采用上下艙

29、輕重貨等體積互換的方法達(dá)到調(diào)整穩(wěn)性的目 的。利用雖為配載圖編制時(shí)經(jīng)常使用的方法，在具體應(yīng)用載荷垂移調(diào)整船舶穩(wěn)性 時(shí)也應(yīng)注意諸因素的限制，如：貨物垂向移動(dòng)后應(yīng)滿足卸貨港序的要求； 因所載 貨物的重量、包裝、體積或尺寸等影響配載后無法垂移；貨物是否適合于移至新 艙位，是否與周邊其他貨物相容；貨物移至新艙位其裝載要求能否滿足、 甲板強(qiáng) 度是否超出等。這些因素都需在貨物調(diào)整前予以充分考慮。2 ,載荷增減調(diào)整GM船舶配載時(shí)、裝載后或航行中在某些情況下可利用載荷增減方法調(diào)整穩(wěn)性。 船舶配載時(shí)、裝載后或航行中在某些情況下可利用載荷增減方法調(diào)整穩(wěn)性。載荷增減調(diào)整G電括未滿載時(shí)加壓載水、吃水較大或滿載時(shí)排壓載水、加裝貨物及拋 貨等。一般此種調(diào)整方法應(yīng)屬于少量載荷增減， 因此可應(yīng)用相應(yīng)計(jì)算方法予以計(jì)若穩(wěn)性過大，可將載荷加于船舶原重心之上，若穩(wěn)性過小，則將載荷加于船 舶原重心之下。載荷減少時(shí)，其位置與加載