浮性概述重量和重心計算

船舶原理與性能計算項目二：浮性的分析與計算1、浮性概述2、船舶重量和重心位置計算一、浮性的概念船舶裝載一定的載荷，能浮于一定水面位置而不沉沒的能力。二、船舶平衡條件1、重力（俗稱為重量W

），單位為噸（t），其作用點稱為重心G(xG，yG，zG)。

2、浮力ω（俗稱為排水量或D：排開的水質量），單位為噸（t），其作用點（即排水體積的形心）稱為浮心B(xB，yB，zB)。其中：

ω（或ρ）為水密度，在船舶靜力學中一般?。?/p>

ρ淡水＝1.0t/m3，ρ海水＝1.025t/m3

為排水體積，單位為m3。一、浮性的概念WGD或△B重力與浮力二力平衡。由物理學可知，在討論船舶浮性問題時，要考慮重量和排水量的大小，同時還要考慮重心G和浮心B位置。二、浮態(tài)船舶浮于靜水的平衡狀態(tài)稱為浮態(tài)。浮態(tài)分為正浮、橫傾、縱傾和任意狀態(tài)（橫、縱傾兼有）四種。

一、正浮

船舶中縱剖面和中橫剖面均垂直于靜止水面的浮態(tài)，即船舶端端正正浮于水面的浮態(tài)。

1、平衡方程式：

2、表征參數(shù)：吃水d。yoxoBLAPFPWLzzdd△BWGxG=xB△BWGzBzG

二、橫傾船舶中橫剖面垂直于靜止水面，但中縱剖面與靜止水面成一角度的浮態(tài)。即船舶產(chǎn)生了橫向傾斜的浮態(tài)。

1、平衡方程式

橫傾角（表示橫傾的程度大?。河覂A為正，左傾為負。

2、表征參數(shù)：吃水d、橫傾角。yoxoBLAPFPWLzzd△BWGxG=xB△BWGzBzGyByGφyoz△BWGzBzGyByG橫傾水線正浮水線φ

三、縱傾船舶船舶中縱剖面垂直于靜止水面，但中橫剖面與靜止水面成一角度的浮態(tài)。即船舶產(chǎn)生了縱向傾斜的浮態(tài)。

1、平衡方程式：

縱傾角（表示縱傾的程度大?。呼純A為正，艉傾為負。

2、表征參數(shù)：平均吃水d、縱傾角。yoxoAPFPzzd△BWGzG△BWGzBzGxGzBxBθdFdA

四、任意狀態(tài)船舶既有橫傾，又有縱傾的浮態(tài)。

1、平衡方程式：2、表征參數(shù)：平均吃水d、橫傾角、縱傾角。xoAPFPz△BWGzGxGzBxBθdFdAoz△BWGzBzGyByGφy討論：

1、船舶的正浮、橫傾、縱傾三種浮態(tài)是任意浮態(tài)的特例，例如正浮是任意浮態(tài)在橫、縱傾角為零時的特例。

2、船舶的浮態(tài)均可用（平均）吃水d、橫傾角和縱傾角來表征。

3、某些船舶如拖船、游艇等，有時在設計時就令其首尾吃水不同（龍骨有設計斜度，目的是為了增大螺旋槳的直徑D），這是一種設計縱傾，與上述縱傾的概念是不相同的。

4、一般情況下，重心G在浮心B之上，即zG＞zB。

5、一般船舶在設計時或正常使用情況下，通常都應處于正浮或稍有尾傾狀態(tài)。至于橫傾狀態(tài)、大角度縱傾狀態(tài)和任意狀態(tài)往往都由于外力作用或船上重量位置的改變或船舶破損后進水等引起,不適當?shù)母B(tài)對船舶的使用及航行性能等都是很不利的。xoAPFPz△BWGzGxGzBxBθdFdAoz△BWGzBzGyByGφy6、在實際應用中，縱傾角很難直接測出，一般都是以首尾吃水差（縱傾值）t表示，因此更普遍的船舶浮態(tài)表征參數(shù)是：首吃水dF、尾吃水dA和橫傾角。其它參數(shù)均可用這三個參數(shù)表示：

1）平均吃水d（即船中處的吃水）：d＝（dF＋dA）/22）縱傾（值）t（表示縱傾的大?。簍＝dF－dA3）縱傾角：tan＝t/L（L為垂線間長）oAPFPz△BWGzGxGzBxBθdAdFt

7、從以上各種浮態(tài)的分析中可知,在討論船舶的浮性問題時,最關鍵的是研究船舶的重量和排水量、重心和浮心之間的相互關系及它們的計算方法。

船舶的重量、重心可根據(jù)總布置圖和其他有關圖紙及技術資料進行分析計算。

排水量和浮心則需依據(jù)型線圖和型值表進行分析計算。

從以上各種浮態(tài)的分析中可知：在討論船舶的浮性問題時，最關鍵的是研究船舶的重量和排水量、重心和浮心之間的相互關系及它們的計算方法。

重量和重心可根據(jù)總布置圖等有關圖紙及技術資料進行分析計算，而排水量和浮心則需依據(jù)型線圖和型值表進行分析計算。后述內容將以此思路進行學習。一、船舶重量和重心的計算

1、船舶的重量船舶總重量是船上各項重量的總和。若已知各個項目的重量Wi，則總重量W可按下式求得：

W=W1+W2+W3+···+Wn=

n：組成船舶總重量的各個重量項目的數(shù)目。三、船舶重量、重心計算2、船舶的重心

若已知各個項目的重量Wi的重心坐標位置（xi、yi、zi），則船舶總體的重心位置（xG、yG、zG

）可按右式求得。說明：為避免船舶處于橫傾，在船舶建造與營運中，應設法使yG=0，即船舶的重心位于中縱剖面上。討論：組成船舶重量的名目雖多，但可歸納為兩大類：

1、固定重量（LW）包括船體鋼料重量（Wh）、木作舾裝重量（Wf）、機電設備重量（Wm）等。它們的重量和重心位置在船舶的使用過程中是固定不變的（不隨船舶的裝載而改變），也稱為空船重量，或稱船舶自重。LW＝Wh＋Wf＋Wm

2、可變重量（DW）包括貨物、船員、旅客、行李、淡水、糧食、燃料、潤滑油等重量。這些重量和重心位置隨船舶的裝載而改變，也稱為載重量。船舶重量是空船重量與載重量之和，W＝LW＋DW。

載重量與載貨量是兩個不同的概念。

思考：××噸貨船、××客位客船中的“××”指的是什么？

例如：某萬噸級貨船的滿載出港排水量為17480t，其中空船重量為5567t，載重量為11913t。載貨量為10178t，人員、淡水、燃料、糧食等為1735t，

從這組數(shù)據(jù)中，你體會到了什么?

由于船舶在實際使用中載重量和排水量總是變化的。因此，需要定義若干典型裝載情況（簡稱載況）及相應的排水量來反映船舶的各種技術性能。民用船舶的典型排水量一般分為：

1、滿載出港排水量指在船上裝載設計規(guī)定載重量（即載重量滿額，按設計任務書要求的貨物、旅客和船員及其行李、糧食、淡水、燃料、潤滑油、鍋爐水的儲備以及備品、供應品等均裝載滿額的重量），離開港口出發(fā)時的排水量。四、民用船舶的典型排水量

2、滿載到港排水量：滿客、貨，到達港