2023學(xué)年完整公開課版耐波性概述

項目十耐波性一、耐波性概述

一、耐波性（或稱適航性）的概念

船舶在風(fēng)浪海況下航行時的運動性能。即船舶在風(fēng)浪中遭外力干擾而產(chǎn)生各種搖蕩運動，以及砰擊、上浪、失速和飛車等時，仍能維持一定航速在水面上安全航行的能力。船舶在波浪中的運動是不可避免的，問題在于如何防止船舶在波浪中發(fā)生過大的運動，保證船舶安全和維持其使用功能不受損害，這是船舶設(shè)計中要考慮的重要課題。研究為什么船舶在波浪中會產(chǎn)生一系列運動的原因，是學(xué)習(xí)耐波性的首要目的；了解船舶在波浪中運動機理后，就可以探討保證船舶在波浪中航行安全和維持其使用功能的措施，這是學(xué)習(xí)船舶耐波性的第二個目的。一、耐波性的概念1、船舶搖蕩

船舶搖蕩是波浪干擾引起的往復(fù)運動。其中，運動顯著而影響嚴(yán)重的是橫搖、縱搖和垂蕩，是研究船舶搖蕩運動的主要內(nèi)容。坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)

動直

線單向運動往復(fù)運動單向運動往復(fù)運動xyz橫傾縱傾回轉(zhuǎn)橫搖縱搖首搖前進(jìn)或后退橫漂上浮或下沉縱蕩橫蕩垂蕩二、波浪對耐波性的影響

產(chǎn)生何種搖蕩運動形式取決于船首向與風(fēng)浪傳播方向之間的夾角,稱為遭遇浪向。所謂首向是船舶首尾線指向船首的方向，即坐標(biāo)系中OX軸的方向。當(dāng)首向與風(fēng)浪傳播方向相一致時,遭遇浪向為零度。

當(dāng)遭遇浪向在左、右舷00～15°之間時稱為順浪。遭遇浪向在左、右舷165°～180°之間時稱為頂浪。順浪和頂浪統(tǒng)稱縱向?qū)?，縱向?qū)酥饕a(chǎn)生縱向運動，它包括縱搖、縱蕩和垂蕩，其中主要是縱搖和垂蕩。

遭遇浪向在左、右舷75°～105°時稱為橫浪。橫浪主要產(chǎn)生橫向運動，它包括橫搖、首搖和橫蕩，其中主要是橫搖。

遭遇浪向在左、右舷15°～75°時稱為尾斜浪。遭遇浪向在左、右舷105°～65°時稱為首斜浪。尾斜浪和首斜浪既產(chǎn)生縱向運動，也產(chǎn)生橫向運動。

2、砰擊：由于嚴(yán)重的縱搖和垂蕩，船體與風(fēng)浪之間產(chǎn)生猛烈的局部沖擊現(xiàn)象稱為砰擊。砰擊多發(fā)生在船首部。砰擊發(fā)生時首柱底端或船底露出水面，然后在極短的時間內(nèi)以較大的速度落入水中而發(fā)生猛烈的撞擊。3、上浪：船舶在風(fēng)浪中劇烈搖蕩時風(fēng)浪涌上甲板的現(xiàn)象稱為上浪。上浪時船首常常埋入風(fēng)浪中，海水淹沒首部甲板邊緣，甲板上水。上浪主要是由嚴(yán)重的縱搖和垂蕩引起的。4、失速：它包括風(fēng)浪失速和主動減速。風(fēng)浪失速是指推進(jìn)動力裝置功率調(diào)定后，由于劇烈的搖蕩，船舶在風(fēng)浪中較靜水中航行時航速的降低值。主動減速是指船舶在風(fēng)浪中航行，為了減小風(fēng)浪對船舶的不利影響，主動調(diào)低主機功率，使航速比靜水中速度下降的數(shù)值。

5、螺旋槳飛車：船舶在風(fēng)浪中航行時，部分螺旋槳葉露出水面,轉(zhuǎn)速劇增，并伴有強烈振動的現(xiàn)象稱為螺旋槳飛車。

船舶船舶大多數(shù)情況都在風(fēng)浪中航行，因此在設(shè)計中必須考慮船在風(fēng)浪中的性能。

一般來說,在靜水中諸如穩(wěn)性、快速性優(yōu)良的船舶，在有風(fēng)浪的海面上耐波性不一定優(yōu)良。

有些船在風(fēng)浪中的最大航速不是由主機功率決定，而是由船的耐波性決定的。

由此看來，耐波性的優(yōu)劣是衡量船舶性能好壞的重要指標(biāo)之一。船舶耐波性和船舶搖蕩顯然不是一回事，但是船舶搖蕩是耐波性的主要內(nèi)容，耐波性所涉及的其他內(nèi)容主要是由船舶搖蕩引起的，因此估計船舶搖蕩是評定耐波性最基本的條件。

一般來說，船舶搖蕩較緩和，則耐波性也較優(yōu)良。

三、船舶航行的環(huán)境條件和耐波性之間的關(guān)系

劇烈的橫搖、縱搖和垂蕩對船舶產(chǎn)生一系列有害影響,甚至引起慘重后果，主要表現(xiàn)在以下三方面。

1、對適居性的影響船舶為了完成一定的任務(wù)，必須給乘員提供一個合適的環(huán)境，使他們能有效地進(jìn)行工作。乘員的工作能力受兩種運動特性的影響，即加速度和橫搖幅值。加速度引起人們暈船。一般來說，發(fā)生暈船的頻率隨加速度增加而平行增加。

橫搖角影響人的運動能力。

2、對航行使用性的影響船員利用船上的全部設(shè)備，在預(yù)定的海洋條件下完成其規(guī)定使命的能力稱為航行使用性。

劇烈的搖蕩對航行使用性產(chǎn)生極為不利的影響。

END由于縱搖和垂蕩，使船舶造成失速，主機功率得不到充分利用。嚴(yán)重的砰擊使船首部結(jié)構(gòu)損壞，船體顫振。上浪使甲板機械損壞，給船員造成惡劣的工作條件。螺旋槳飛車使主軸受到極大的扭轉(zhuǎn)振動，主機突然加速和減速，損壞主機部件，推進(jìn)效率降低。過大的搖蕩使波浪負(fù)荷加大，可能損壞船體結(jié)構(gòu)，甚至斷裂。

大的風(fēng)和浪加上激烈的搖蕩，給船舶操縱帶來困難，使船舶難以維持或改變航向。3、對安全性的影響當(dāng)激烈的運動損壞了船舶的主要部件，如主機、螺旋槳