船舶原理完整版本

1、船舶的航海性能包括哪些性能？各自的含義分別是什么？1、浮性：船舶裝載一定的載荷，仍能浮于一定水面位置而不沉沒的能力。2、穩(wěn)性：船舶受外力作用離開平衡位置發(fā)生傾斜而不致于傾覆，當(dāng)外力消除后仍能回復(fù)到原來平衡位置的能力。3、抗沉性：船舶遭受海損事故艙室破損進(jìn)水，仍能保持一定的浮性和穩(wěn)性而不致于沉沒或傾覆的能力。4、快速性（或稱速航性）：船舶在其動(dòng)力裝置產(chǎn)生一定功率的情況下能達(dá)到規(guī)定航速的能力?？焖傩园▋煞矫妫?）船舶阻力：研究船舶航行時(shí)所遭受的阻力。目的在于掌握阻力的變化規(guī)律，從而改善船型，降低阻力。即阻力的成因、分類、計(jì)算、影響因素和降阻措施。2）船舶推進(jìn)：研究船舶推進(jìn)器，推進(jìn)器克服阻力發(fā)生推力。目的在于設(shè)計(jì)出符合要求的高效推進(jìn)器。即推進(jìn)器的水動(dòng)力性能、設(shè)計(jì)高效推進(jìn)器。5、操縱性：船舶在航行是按照駕駛員的意圖保持既定航向的能力或改變航行方向的能力。包括：1）航向穩(wěn)定性：保持原有航向的能力。2）轉(zhuǎn)首性：應(yīng)舵轉(zhuǎn)首的能力。3）回轉(zhuǎn)性：應(yīng)舵作圓弧運(yùn)動(dòng)的能力。6、耐波性（或稱適航性）：船舶在風(fēng)浪海況下航行時(shí)的運(yùn)動(dòng)性能，即船舶在風(fēng)浪中遭外力干擾而產(chǎn)生各種搖擺運(yùn)動(dòng)，以及砰擊、上浪、失速和飛車等時(shí)，仍能維持一定航速在水面上安全航行的能力。主要研究內(nèi)容為船舶搖擺。目的在于：掌握船舶搖擺規(guī)律，采取措施以減緩船舶搖擺。船舶搖擺的含義：1）船舶轉(zhuǎn)動(dòng)：橫搖、縱搖和首搖―――搖；2）船舶直線運(yùn)動(dòng)：橫蕩、縱蕩和垂蕩―――擺。2、船型系數(shù)有哪些？各自的含義是什么？會(huì)進(jìn)行船體系數(shù)的相關(guān)計(jì)算。1）水線面系數(shù)的大小表示水線面的肥瘦程度。2）中橫剖面系數(shù)的大小表示水線以下的中橫剖面的肥瘦程度。3）方形系數(shù)的大小表示船體水下體積的肥瘦程度。4）棱形系數(shù)的大小表示船體水下排水體積沿船長方向的分布情況。5）縱向棱形系數(shù)的大小表示船體水下排水體積沿吃水方向的分布情況。3、了解梯形法的基本原理，掌握用梯形法列表進(jìn)行船體計(jì)算的方法，掌握“成對和”和“自上而下和”的含義。梯形法的原理：以折線近似代替原積分曲線。4、了解端點(diǎn)修正的含義和作圖方法。P111、端點(diǎn)修正可以提高計(jì)算的精確度。2、端點(diǎn)修正主要針對梯形法提高計(jì)算精確度。3、端點(diǎn)修正僅對曲線端部坐標(biāo)進(jìn)行修正（中間坐標(biāo)不能進(jìn)行修正），其目的是使端點(diǎn)坐標(biāo)在參加數(shù)值積分時(shí)能盡量準(zhǔn)確在計(jì)算出端點(diǎn)部分的面積，但圖形形心不宜改變過大。4、端點(diǎn)修正（和增加中間坐標(biāo)）亦可對橫剖面、橫剖面面積曲線等進(jìn)行，5、掌握浮態(tài)的概念和種類，掌握其表征參數(shù)。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。1、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T。2、橫傾船舶中橫剖面垂直于靜止水面，但中縱剖面與鉛垂平面成一角度的浮態(tài)。即船舶向左右舷傾斜的浮態(tài)。1）平衡方程式：橫傾角，右傾為正，左傾為負(fù)。2）表征參數(shù)：吃水T和橫傾角。3、縱傾船舶中縱剖面垂直于靜止水面，但中橫剖面與鉛垂平面成一角度的浮態(tài)。即船舶向艏艉傾斜的浮態(tài)。1）平衡方程式：縱傾角，艏傾為正，艉傾為負(fù)。平均吃水。2）表征參數(shù)：平均吃水T和縱傾角。4、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T、橫傾角和縱傾角。6、掌握民用船舶的重量和典型排水量的分類。組成船舶重量的名目雖多，但概括起來可歸納為兩大類。1）固定重量（LW）：包括船體鋼料重量（）、木作舾裝重量（）、機(jī)電設(shè)備重量（）以及武器裝備重量等，也稱為空船重量，或稱船舶自（身）重（量）。2）變動(dòng)重量（DW）：包括貨物、船員、行李、旅客、淡水、糧食、燃料、潤滑油以及彈藥等重量，也稱為載重量。船舶排水量是空船重量與載重量之和。載重量與載貨量是兩個(gè)不同的概念。對于民用船舶來說，通常所說的船舶噸位是指船舶的載重量而不是它的排水量民用船舶的典型排水量：1）、滿載出港排水量：指在船上裝載設(shè)計(jì)規(guī)定載重量（即按設(shè)計(jì)任務(wù)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(chǔ)備以及備品、供應(yīng)品等均裝載滿額的重量），離開港口出發(fā)時(shí)的排水量。2）、滿載到港排水量：滿客、貨，到達(dá)港口時(shí)的排水量。此時(shí)燃料、潤滑油、淡水、糧食等消耗品還剩滿額的10%。3）、空載出港排水量：無客貨、消耗品滿額，離開港口時(shí)的排水量。4）、空載到港排水量：無客貨、消耗品還剩滿額的10%到達(dá)港口時(shí)的排水量。7、了解正浮狀態(tài)下船舶排水體積、浮心位置計(jì)算的方法和基本原理。8、掌握每厘米吃水噸數(shù)的概念和定義式，會(huì)應(yīng)用每厘米吃水噸數(shù)求小載荷裝缷時(shí)平均吃水的變化。注意：1）每厘米噸數(shù)是吃水的函數(shù)。2）上述推導(dǎo)中為小量，否則水線面面積不能視為常量。3）每厘米噸數(shù)曲線與水線面面積曲線形狀相似。9、掌握邦戒曲線的組成；掌握用邦戒曲線計(jì)算縱傾狀態(tài)下排水體積、浮心位置的步驟和相關(guān)公式。一、邦戒曲線的組成1、橫剖面面積曲線（實(shí)線表示）。2、橫剖面面積對基面的靜矩曲線（虛線表示）。分別計(jì)算出每站不同吃水下的橫剖面面積和橫剖面面積對基面的靜矩，在各站處以吃水為自變量、橫剖面面積和橫剖面面積對基面的靜矩為因變量，畫出其對應(yīng)的橫剖面面積和橫剖面面積對基面的靜矩隨吃水的變化曲線，如圖所示。說明：1、邦戒曲線實(shí)際上是兩組曲線組所構(gòu)成：橫剖面面積曲線組和橫剖面面積對基面的靜矩曲線組。2、為縮短圖紙幅面、使用方便，常采用不同的船長和吃水比例，圖上的船體形狀顯得短而高。至于面積和靜矩的比例需考慮到船的大小以及便于讀數(shù)。3、橫剖面面積曲線和橫剖面面積對基面的靜矩曲線的比例分別表示為：、。的含義：以10站為例說明，過10站線某一吃水T作一水平線交該站曲線于一點(diǎn)，交點(diǎn)至站線的垂直距離的厘米數(shù)乘以的得數(shù)即表示橫剖面面積的大小。的含義類似。二、縱傾狀態(tài)下船舶排水體積和浮心位置的計(jì)算我們不深究邦戒曲線的計(jì)算和繪制，只重點(diǎn)學(xué)習(xí)當(dāng)船舶艏艉吃水已知時(shí)，利用邦戒曲線計(jì)算縱態(tài)狀態(tài)下的排水體積和浮心位置，步驟如下：1、根據(jù)船舶的艏吃水、艉吃水，在邦戒曲線圖上作出縱傾水線。2、自縱傾水線與各站線的交點(diǎn)作平行于基線的直線，并分別與各站的橫剖面積曲線和橫剖面面積對基面的靜矩曲線相交。根據(jù)各曲線的比例量出各站處的橫剖面面積和面積對基面的靜矩。3、根據(jù)量出的數(shù)值，可繪制該縱傾水線下的橫剖面面積曲線和面積對基面的靜矩曲線（一般給出此圖便于進(jìn)行端點(diǎn)修正）。4、根據(jù)橫剖面面積曲線的特征，可知該曲線下的面積及其形心縱坐標(biāo)分別為船舶在縱傾水線下的排水體積和浮心縱坐標(biāo)，因此5、橫剖面面積對基面的靜矩曲線下的面積等于排水體積對基面的靜矩，故可求出浮心垂向坐標(biāo)，即討論：1、船舶僅有縱傾無橫傾，故，不必計(jì)算。2、若用梯形法近似計(jì)算縱傾狀態(tài)下的排水體積和浮心位置，如何將積分式轉(zhuǎn)換成近似計(jì)算公式和計(jì)算表格。3、邦戒曲線在船體計(jì)算中非常有用，例如穩(wěn)性計(jì)算、艙容計(jì)算、可浸長度計(jì)算、下水計(jì)算以及船體總強(qiáng)度計(jì)算中都要用到它。10、掌握儲(chǔ)備浮力的概念、作用和表示方法。11、掌握載重線標(biāo)志的含義和作用。12、了解水密度改變時(shí)船舶浮態(tài)的變化規(guī)律。當(dāng)船舶從一個(gè)密度的水域駛?cè)肓硪粋€(gè)密度的水域時(shí)，船舶的排水量沒有變化，但吃水和浮心位置都將發(fā)生變化，即浮態(tài)發(fā)生變化。一、吃水的變化1、將浮性方程對密度求微分，得。2、，將吃水T代替z，代入，得。3、又，故。討論：1、當(dāng)船舶由淡水域駛?cè)牒Ｋ?，，則，即吃水減小。2、當(dāng)船舶由海水域駛?cè)氲颍?，則，即吃水增大。二、浮心位置的變化1、可推導(dǎo)得，、，一般船舶。1）當(dāng)船舶由淡水域駛?cè)牒Ｋ?，：，浮心前移，由于重心不變，將發(fā)生艉傾；則，浮心下移。2）當(dāng)船舶由海水域駛?cè)氲?，：則，浮心后移，將發(fā)生艏傾；則，浮心上移。2、由于船體左右對稱，水密度改變時(shí)浮心橫向坐標(biāo)不會(huì)改變。關(guān)鍵點(diǎn)：浮態(tài)的表征參數(shù)為T、和，水密度改變對船舶浮態(tài)的影響是通過分析如下公式來體現(xiàn)的：1、2、、，13、掌握穩(wěn)性的分類。一、按傾斜方向來分1、橫穩(wěn)性：船舶橫向傾斜時(shí)的穩(wěn)性。2、縱穩(wěn)性：船舶縱向傾斜時(shí)的穩(wěn)性。二、按傾斜力矩的性質(zhì)來分1、靜穩(wěn)性：傾斜矩緩慢作用于船，使船的傾斜角速度很小或忽略不計(jì)時(shí)的穩(wěn)性。2、動(dòng)穩(wěn)性：傾斜外力矩突然作用于船，使船舶傾斜有明顯角速度時(shí)的穩(wěn)性。三、按傾斜角度的大小來分 1、初穩(wěn)性（或稱小傾角穩(wěn)性）：一般指傾斜角度小于或上甲板邊緣開始入前的穩(wěn)性。2、大傾角穩(wěn)性：一般指傾斜角度大于或上甲板邊緣開始入后的穩(wěn)性。討論：1、大角度傾斜一般只在橫傾時(shí)產(chǎn)生，因此大傾角穩(wěn)性也稱大傾角橫穩(wěn)性。船舶的縱傾一般都屬于小角度情況。2、把穩(wěn)性劃分為初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性兩類的原因是，在研究船舶初穩(wěn)性可引入某些假定，既使分析和計(jì)算過程簡化，又能較明確地獲得影響初穩(wěn)性的各種因素之間的規(guī)律。3、根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可把穩(wěn)性分為不同的類別。任何事物分類時(shí)，必先確定分類標(biāo)準(zhǔn)。14、掌握漂心、重心、浮心、橫穩(wěn)心和縱穩(wěn)心、橫穩(wěn)心半徑和縱穩(wěn)心半徑、橫穩(wěn)性高和縱穩(wěn)性高的概念。兩等體積傾斜水線面的交線通過原水線面的漂心。1、橫穩(wěn)心及橫穩(wěn)心半徑1）橫穩(wěn)心（或稱初穩(wěn)心）M：初橫穩(wěn)性中，浮心曲線的曲率中心或船舶傾斜前后浮力作用線的交點(diǎn)。2）橫穩(wěn)心（初穩(wěn)心）半徑r（或）因?yàn)?，，所?、縱穩(wěn)心及縱穩(wěn)心半徑1）縱穩(wěn)心：初縱穩(wěn)性中，浮心曲線的曲率中心或船舶傾斜前后的浮力作用線的交點(diǎn)。2）縱穩(wěn)心半徑R（或）（或h）為橫穩(wěn)性高（或稱初穩(wěn)性高），單位為m，且?？v穩(wěn)性高（或用H表示，單位為m）：15、掌握初穩(wěn)性公式和縱穩(wěn)性公式，掌握初穩(wěn)性高的上下限及其依據(jù)。稱為初穩(wěn)性公式（或稱橫穩(wěn)性公式）?？v穩(wěn)性公式：（）1、縱穩(wěn)性高與船長為同一數(shù)量級，在船舶設(shè)計(jì)時(shí)，除浮吊等特種船舶外，一般不必考慮縱穩(wěn)性問題。2、船舶在一定排水量下產(chǎn)生小橫傾，橫穩(wěn)性高越大，復(fù)原力矩也越大，抵抗傾斜力矩的能力越強(qiáng)。因此，橫穩(wěn)性高是衡量船舶初穩(wěn)性的主要指標(biāo)。但是橫穩(wěn)性高過大的船，搖擺周期短（），在海上遇到風(fēng)浪時(shí)會(huì)產(chǎn)生急劇的搖擺，所以橫穩(wěn)性高的數(shù)值要選取適當(dāng)。1）橫穩(wěn)性高的上限值取取決于耐波性。2）橫穩(wěn)性高的下限值取取決于穩(wěn)性。16、掌握橫傾力矩、縱傾1cm力矩的概念。17、掌握靜水力曲線的概念和組成。18、理解小載荷的移動(dòng)和裝卸對船舶浮態(tài)和初穩(wěn)性的影響規(guī)律，理解相關(guān)公式的含義。19、掌握自由液面和懸吊載荷對船舶初穩(wěn)性的影響。20、掌握傾斜試驗(yàn)的目的。傾斜試驗(yàn)的目的：確定船舶的空船重量和重心位置。傾斜試驗(yàn)的基本原理：載荷移動(dòng)原理。21、掌握靜傾角和動(dòng)傾角的概念，掌握靜穩(wěn)性曲線的特征，理解靜、動(dòng)穩(wěn)性曲線的關(guān)系。當(dāng)外力矩與復(fù)原力矩相等時(shí)，船舶平衡于靜傾角（），在動(dòng)傾力矩作用下，當(dāng)時(shí)船舶仍將繼續(xù)傾斜，直至?xí)r才開始復(fù)原，傾斜所產(chǎn)生的最大橫傾角稱為動(dòng)傾角。靜穩(wěn)性曲線的特征如圖所示，靜穩(wěn)性曲線具有如下特征：1、靜穩(wěn)性曲線原點(diǎn)處的切線斜率等于初穩(wěn)性高。2、最大靜穩(wěn)性臂和極限靜傾角（或）。靜穩(wěn)性曲線的最高點(diǎn)B的縱坐標(biāo)表是船舶在橫傾過程中所具有的最大靜穩(wěn)性臂，其對應(yīng)的橫傾角稱為極限靜傾角。3、甲板邊緣入水角靜穩(wěn)性曲線的上升段有一個(gè)反曲點(diǎn)（曲線的拐點(diǎn)），反曲點(diǎn)以下曲線上升較快，之后上升較慢。這是由于水線未淹過甲板邊緣前形狀穩(wěn)性臂增加較快，而淹過之后增加的趨勢緩慢。一般船舶，反曲點(diǎn)所對應(yīng)的傾角大致在甲板邊緣開始入水的角度，稱為甲板邊緣入水角。4、穩(wěn)性消失角與穩(wěn)距靜穩(wěn)性曲線的D點(diǎn)復(fù)原力矩，其對應(yīng)的橫傾角稱為穩(wěn)性消失角，原點(diǎn)至D點(diǎn)的距離稱為穩(wěn)距（或稱穩(wěn)性范圍）。在穩(wěn)距范圍內(nèi)，復(fù)原力矩是正值，超出穩(wěn)距范圍，復(fù)原力矩為負(fù)值，使船舶因無復(fù)原可能而繼續(xù)傾斜至傾覆。5、靜穩(wěn)性曲線下的面積靜穩(wěn)性曲線下從原點(diǎn)到點(diǎn)的面積等于船傾斜角度時(shí)復(fù)原力矩對船所作的（負(fù)）功，或者稱為船舶傾斜后所具有的位能。顯然，面積越大，船舶所具有可抵抗橫傾力矩的位能越大，船舶的穩(wěn)性就越好。注意：上述靜穩(wěn)性曲線的特征值是表征船舶穩(wěn)性的重要指標(biāo)，在《海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》等中對其數(shù)值都有明確的規(guī)定。船舶在各種載況下經(jīng)過自由液面修正后的初穩(wěn)性高和靜穩(wěn)性曲線應(yīng)滿足下列要求：1、初穩(wěn)性高。2、最大靜穩(wěn)性臂。3、極限靜傾角。4、穩(wěn)性消失角。關(guān)系：動(dòng)穩(wěn)性曲線是相應(yīng)靜穩(wěn)性曲線的一次積分曲線22、掌握最小傾覆力矩（力臂）的含義，會(huì)用靜、動(dòng)穩(wěn)性曲線作圖求解最小傾覆力矩（力臂）。船在風(fēng)浪聯(lián)合作用下，考慮共振橫搖角時(shí)所能承受的最大傾斜力矩稱為最小傾覆力矩。它是船所能承受的最大傾斜力矩，傾斜力矩達(dá)到或超過此值，船舶將傾覆；從船是否會(huì)傾覆來說，它又是使船傾覆的最小力矩。23、掌握穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)的定義式及其表達(dá)式中各項(xiàng)的含義。穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K是對船舶穩(wěn)性的重要基本要求之一。規(guī)則規(guī)定：船舶在所核算的各種載況下的穩(wěn)性，應(yīng)符合下列不等式或式中：1、（或）：最小傾覆力矩（或力臂），表示船舶在最危險(xiǎn)情況下抵抗外界動(dòng)力作用的極限能力。2、（或）：風(fēng)壓動(dòng)傾力矩（或力臂），表示船舶在惡劣海況下風(fēng)對船舶作用的動(dòng)傾力矩（或力臂）。3、表示風(fēng)壓動(dòng)傾力矩小于使船舶傾覆所必須的最小傾覆力矩（至多是相等），所以船舶不至于傾覆，因而認(rèn)為具有足夠的穩(wěn)性。24、了解干弦、船寬、重心高度、自由液面和上層建筑對船舶穩(wěn)性的影響。船體幾何要素對穩(wěn)性的影響1.干弦高度對穩(wěn)性的影響如圖所示，當(dāng)船舶的排水量和重心高度等參數(shù)保持不變時(shí)，僅增加干弦高度將使：1）初穩(wěn)性高不變。2）最大靜穩(wěn)性臂增大，且極限靜傾角增大，穩(wěn)性范圍增大。3）甲板邊緣入水角增大，穩(wěn)性消失角也相應(yīng)增大。注意：不改變初穩(wěn)性，只對大傾角穩(wěn)性有影響。2、船寬對穩(wěn)性的影響如圖所示，當(dāng)船舶的排水量和重心高度等參數(shù)保持不變時(shí)，僅增加船寬將使：1）初穩(wěn)性高增大，對初穩(wěn)性有利。2）最大靜穩(wěn)性臂增大，穩(wěn)性范圍增大。3）甲板邊緣入水角減小，從而使極限靜傾角減小。3、橫剖面形狀對穩(wěn)性的影響（課外學(xué)習(xí)）船舶的橫剖面形狀通常有V形和U形兩類。V形船的水線面系數(shù)比U形船略大，當(dāng)兩船的尺度、排水量和重心高度等參數(shù)相同時(shí)，V形船的初穩(wěn)性高和最大靜穩(wěn)性臂都大于U形船，這是因?yàn)閂形船的水線面慣性矩大于U形船。二、重心高度對穩(wěn)性的影響如圖所示，設(shè)船舶重心在G點(diǎn)時(shí)的復(fù)原力臂為。1、若重心垂直上移至處，其復(fù)原力臂為。2、若重心垂直下移至處，其復(fù)原力臂為。討論：提高重心將使初穩(wěn)性高、復(fù)原力臂和穩(wěn)距都相應(yīng)減小。降低重心則作用相反。因此，重心位置對船舶穩(wěn)性有重大的影響。自由液面對穩(wěn)性的影響當(dāng)船內(nèi)液體艙中存在自由液面時(shí)，艙內(nèi)液體將隨船的傾斜而移動(dòng)，對靜穩(wěn)性曲線有一定影響（對初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性均有影響）。上層建筑對穩(wěn)性的影響具有水密性和滿足強(qiáng)度要求的上層建筑入水后能產(chǎn)生一定的回復(fù)力矩，因此，對船舶穩(wěn)性有一定的影響。類似于干弦，只對大傾角穩(wěn)性有影響。25、理解改善船舶穩(wěn)性的主要措施。改善船舶穩(wěn)性的措施可從兩面入手：提高船舶的最小傾覆力矩（或力臂）；減小船舶所受到的風(fēng)壓傾斜力矩（或力臂）。1、提高船舶的最小傾覆力矩（或力臂）的措施1）降低船的重心。在設(shè)計(jì)時(shí)就要高度重視船上各種設(shè)備、重物布置的重心高度。在船的底部加壓載物是最常見的一種方法。船舶在使用過程中也常需在某些空艙灌入壓載水以降低重心高度。2）增加干弦。這是提高船舶穩(wěn)性的有效措施之一，某些穩(wěn)性不足的老船可將載重線降低以增加干弦高度。3）增加船寬。這是提高船舶穩(wěn)性的有效措施之一，有些老船初穩(wěn)性不足時(shí)，常在船的兩舷水線附近加裝相當(dāng)厚的護(hù)木和浮箱等，或可在舷側(cè)加裝一個(gè)凸出體。4）增加水線面系數(shù)。它的作用與增加船寬類似。5）減小自由液面和懸掛載荷的影響。6）注意船舶水線以上的開口和水密性，提高船舶的進(jìn)水角。2、減小船舶所受到的風(fēng)壓傾斜力矩（或力臂）的措施主要是減小船的受風(fēng)面積，也就是減小上層建筑的長度和高度，等等。26、了解進(jìn)水艙的分類和滲透率的概念。一、進(jìn)水艙的分類進(jìn)水艙按其進(jìn)水情況，要分為三類：1、第一類艙：艙的頂部位于水線以下，船體破損后海水灌滿整個(gè)艙室，但艙頂未破損，因此艙內(nèi)沒有自由液面。雙層底和頂蓋在水線以下的艙柜等屬于這種情況。2、第二類艙：進(jìn)水艙未被灌滿，艙內(nèi)的水與船外的海水不相聯(lián)通，有自由液面。為調(diào)整船舶浮態(tài)而灌水的艙以及船體破洞已被堵塞但水還沒有抽干的艙室屬于這類情況。3、第三類艙：艙的頂蓋在水線以上，艙內(nèi)的水與船外海水相通，因此艙內(nèi)水面與船外海水保持同一水平面。這是船體破艙中最為普遍的典型情況。二、滲透率對破損船的浮態(tài)和穩(wěn)性起影響作用的是進(jìn)水艙的實(shí)際進(jìn)水體積，而不是進(jìn)水艙本身的型容積。船艙內(nèi)有各種結(jié)構(gòu)、設(shè)備、機(jī)械和貨物等，它們在艙內(nèi)已占據(jù)了一定的空間。因此，船艙內(nèi)實(shí)際能進(jìn)水的體積總是小于空艙的型體積。兩者的比值稱為（體積）滲透率。（體積）滲透率的大小視艙室用途及裝載情況而定，我國《海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》中有明確的規(guī)定。27、掌握安全限界線、可浸長度的概念。1、安全限界線（簡稱限界線）我國《海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》規(guī)定，民用船舶的下沉極限是在艙壁甲板（水密橫艙壁達(dá)到的最高一層甲板）上表面的邊線以下76mm處，也就是說，船舶在破損后至少應(yīng)有76mm的干舷。在船舶側(cè)視圖上，艙壁甲板（包括甲板厚度）以下76mm處的一條與甲板邊線平行的曲線稱為安全限界線。2、極限破艙水線（或極限海損水線）限界線上各點(diǎn)的切線表示所允許的最高破艙水線稱為極限破艙水線。3、可浸長度為保證船舶在破損后的水線不超過限界線，對于船艙的長度必須加以限制。船艙的最大許可長度稱為可浸長度?？山L度表示進(jìn)水以后船舶的極限破艙水線恰與限界相切。4、可浸長度曲線船艙在船長方向的位置不同，其可浸長度也不同。以可浸長度的中點(diǎn)至中橫剖面的距離為橫坐標(biāo)，以可浸長度為縱坐標(biāo)所作的曲線稱為可浸長度曲線。28、掌握分艙因數(shù)、許用艙長可浸長度的關(guān)系，掌握一、二、三艙制船的分艙因素大小范圍。不同類型的船舶對抗沉性的要求是不同的，為了體現(xiàn)這些不同的要求，在《海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》中采用了一個(gè)小于1的系數(shù)F，即，稱為分艙因數(shù)。這樣就有（關(guān)系）＝當(dāng)F＝1.0時(shí)，許用艙長為可浸長度，船在一艙破損后恰能浮于極限破艙水線處而不致沉沒或傾覆。當(dāng)F＝0.5時(shí)，許用艙長為可浸長度的一半，船在相鄰兩艙破損后恰能浮于極限破艙水線處而不致沉沒或傾覆。而當(dāng)F＝0.33時(shí)，許用艙長為可浸長度的三分之一，船在相鄰三艙破損后恰能浮于極限破艙水線處而不致沉沒或傾覆。如果船舶在一艙破損后的破艙水線不超過限界線，但在兩艙破損后其破損水線超過限界，則該船的抗沉性只能滿足一艙不沉的要求，稱為一艙制船；相鄰兩艙破損后能滿足抗沉性要求的船稱為兩艙制船；相鄰三艙破損后仍能滿足抗沉性要求的船稱為三艙制船。若用分艙因數(shù)F來表示，則：對于一艙制船：。對于二艙制船：。對于三艙制船：。29、了解增加重量法和損失浮力法的基本原理。1、增加重量把破艙后進(jìn)水船內(nèi)的水看成是增加的流體載荷。船的重量和重心位置、排水量和浮心位置均發(fā)生了改變。2、損失浮力法把破艙后的進(jìn)水區(qū)域看成不屬于船，即該部分的浮力已經(jīng)損失，損失的浮力借增加吃水來補(bǔ)償。這樣，對于整個(gè)船舶來說，重量和重心位置不變、排水量不變，但排水體積的形狀發(fā)生了改變，即浮心位置改變。此方法也稱為固定排水量法。討論：1、兩種方法均可用于三類進(jìn)水艙的計(jì)算。但一般來說，第一、二類艙用增加重量法，第三類艙用損失浮力法計(jì)算較為方便。2、用上述兩種方法計(jì)算所得的最后結(jié)果（如復(fù)原力矩、橫傾角、縱傾角、船舶的首尾吃水等，即回復(fù)力矩和浮態(tài)）是完全一致的，但由于兩種方法計(jì)算時(shí)所對應(yīng)的排水量不同，它們的穩(wěn)性高（橫穩(wěn)性高和縱橫性高）也不同。二、第一類艙的計(jì)算（增加重量法）1、平均吃水變化量2、新的穩(wěn)性高3、縱、橫傾角4、縱傾引起的首尾吃水變化量5、最終的首尾吃水三、第二類艙的計(jì)算（增加重量法）第二類艙存在自由對穩(wěn)性的影響，與第一類艙相比只是穩(wěn)心高計(jì)算不同：四、一組艙室進(jìn)水的情況（課外學(xué)習(xí)）在一組進(jìn)水艙同時(shí)破損的情況下，可將其看成相當(dāng)于一個(gè)等值艙進(jìn)水，即船舶的浮態(tài)及初穩(wěn)性可根據(jù)此等值艙進(jìn)行計(jì)算。為此首先需要算等值艙的有關(guān)數(shù)據(jù)，然后仍用以上公式計(jì)算。1、等值艙的進(jìn)水體積2、等值艙的形心位置30、掌握雷諾數(shù)和傅汝德數(shù)的定義式。雷諾數(shù)和傅汝德數(shù)：，。式中：V為船速（），L為船長（），為流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)（）。31、掌握船舶阻力的分類。32、掌握船體阻力的成因和分類。船舶的總阻力實(shí)際上按裸船體阻力和附加阻力兩部分進(jìn)行研究。裸船體阻力是阻力中的主要部分，是主要學(xué)習(xí)內(nèi)容。為了便于敘述，將裸船體阻力簡稱為船體阻力，用表示。1、船體阻力的成因船體在靜水中運(yùn)動(dòng)所受到的阻力與船體周圍水的流動(dòng)現(xiàn)象密切相關(guān)。根據(jù)觀察，船體周圍的流動(dòng)情況主要有以下三種現(xiàn)象：1）興浪船體在靜水中運(yùn)動(dòng)過程中興起波浪，由于波浪產(chǎn)生，改變了船體周圍的壓力分布情況，如圖所示。首柱后緣的波峰使首壓力增加，而尾柱前緣的波谷使尾部壓力降低，于是產(chǎn)生首尾流體動(dòng)壓力差。這種由興波引起的壓力分布改變所產(chǎn)生的阻力稱為興波阻力，用表示。2）邊界層當(dāng)船體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于水的粘性，在船體周圍形成“邊界層”，從而使船體運(yùn)動(dòng)過程中受到粘性切應(yīng)力作用，亦即船體表面產(chǎn)生了摩擦力，它在運(yùn)動(dòng)方向的合力便是船體的摩擦阻力，用表示。3）邊界層分離在船體曲度驟變處，特別是較豐滿船的尾部常會(huì)產(chǎn)生旋渦。產(chǎn)生旋渦的根本原因也是水具有粘性。旋渦處的水壓力下降，從而改變了沿船體表面的壓力分布。這種由粘性引起船體前后壓力分布不平衡而產(chǎn)生的阻力稱為粘壓阻力，用表示。粘壓阻力，也稱為旋渦阻力或形狀阻力。2、船體阻力的分類1）按產(chǎn)生阻力的物理現(xiàn)象來分為。討論：A、對于不同航速的船舶，上述阻力成分在船體總阻力中所占的比重是不同的。a、低速船：興波阻力成分較小，摩擦阻力約為70%～80%，粘壓阻力占10%以上。b、高速船：興波阻力將增加至40%～50%，為摩擦阻力50%左右，粘壓阻力僅為5%左右。B、上述所謂的低、高速船是按傅汝德數(shù)大小來分的，一般民用船舶：a、低速船：。b、中速船：。c、高速船：。2）按作用力的方向分（可課外學(xué)習(xí)）船體在實(shí)際流體中等速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一方面受到垂直于船體表面的壓力作用，形成壓阻力，主要是由興波和旋渦等所引起的。由興波引起的稱為興波阻力，由旋渦引起的稱為粘壓阻力；另一方面又受到水質(zhì)點(diǎn)沿著船體表面切向力的作用，即摩擦阻力。即，如圖所示，合力對重心G的力矩使船舶在航行過程中產(chǎn)生尾傾；分力即為船體阻力；分力Q為支持力，對于低速船，Q主要為水的靜壓力組成，對于高速船流體動(dòng)壓力占主要部分。3）按流體性質(zhì)分船體阻力中的壓阻力含有粘壓阻力和興波阻力兩種不同性質(zhì)的力。粘壓阻力只有在粘性流體中存在，但興波阻力即