第6章破艙浮性和穩(wěn)性

1、海上貨物運輸海上貨物運輸 貨運教研室貨運教研室第一篇第一篇 第六章第六章船舶破艙浮性和破艙穩(wěn)性船舶破艙浮性和破艙穩(wěn)性船舶破艙后浮船舶破艙后浮性與穩(wěn)性的變化性與穩(wěn)性的變化破艙浮性與穩(wěn)破艙浮性與穩(wěn)性的計算性的計算破艙浮態(tài)衡準破艙浮態(tài)衡準與破艙穩(wěn)性衡準與破艙穩(wěn)性衡準WL1、抗沉性（、抗沉性（Insubmersibility） 船舶在一艙或數(shù)艙進水后仍能保持一定的浮船舶在一艙或數(shù)艙進水后仍能保持一定的浮態(tài)和穩(wěn)性的性能稱為抗沉性。態(tài)和穩(wěn)性的性能稱為抗沉性。2、破艙浮性和破艙穩(wěn)性的計算方法、破艙浮性和破艙穩(wěn)性的計算方法 重量增加法（重量增加法（Added weight method） 將進水量處理為載重，

2、是船員熟知的方法。將進水量處理為載重，是船員熟知的方法。 浮力損失法（浮力損失法（Lost buoyance method） 將破艙處所處理為與舷外水相連而失去浮將破艙處所處理為與舷外水相連而失去浮力，是造（驗）船師習用之法。力，是造（驗）船師習用之法。一、船舶一、船舶破艙后浮性與穩(wěn)性的變化破艙后浮性與穩(wěn)性的變化l艙柜上部封閉，破口位于水線以下。艙柜上部封閉，破口位于水線以下。 特點：整個艙柜充滿水，進水量不變，特點：整個艙柜充滿水，進水量不變，且不存在自由液面。且不存在自由液面。 計算方法：計算時可作為裝載固體重計算方法：計算時可作為裝載固體重 量來處理。量來處理。 3、進水類型及其計算方法

3、、進水類型及其計算方法l艙柜上部開敞，但與舷外水不相通。艙柜上部開敞，但與舷外水不相通。 特點：船殼和艙壁未破損，只是艙內特點：船殼和艙壁未破損，只是艙內 因因故故 進水，其進水量需根據(jù)具體情況而進水，其進水量需根據(jù)具體情況而 定，一定，一般般 存在自由液面。計算時可作為存在自由液面。計算時可作為 裝載液體重裝載液體重量量 來處理。來處理。l艙柜上部開敞，且與舷外水相通。艙柜上部開敞，且與舷外水相通。 特點：進水量隨船舶下沉及傾斜而變化，特點：進水量隨船舶下沉及傾斜而變化， 船內水平面與船內水平面與 舷外水平面一致，且存在自舷外水平面一致，且存在自由由 液面。應用液面。應用逐步逼近法逐步逼近法

4、計算船舶的最終計算船舶的最終進水進水 量。量。船舶破艙進水類型圖船舶破艙進水類型圖WL4.1 體積滲透率體積滲透率l 破艙處所的實際進水體積與理論進水體積之比破艙處所的實際進水體積與理論進水體積之比l 某一艙室或處所在限界線以下的理論體積能被水浸某一艙室或處所在限界線以下的理論體積能被水浸占的百分比，稱為該艙室或處所的滲透率。占的百分比，稱為該艙室或處所的滲透率。l 船舶破損進水后船舶不沉所允許的最大進水量，與船舶破損進水后船舶不沉所允許的最大進水量，與破艙前船舶的初始水線位置、艙室內各種設備所占破艙前船舶的初始水線位置、艙室內各種設備所占據(jù)的體積、裝載貨物種類的不同有關。據(jù)的體積、裝載貨物種

5、類的不同有關。界限線界限線：在船側由艙壁甲板上表面以下至少：在船側由艙壁甲板上表面以下至少76mm處處所劃定的線。所劃定的線。0vv 4、滲透率（、滲透率（Permeability）各種處所及貨物的滲透率各種處所及貨物的滲透率艙室名稱艙室名稱低滲透率貨物低滲透率貨物高滲透率貨物高滲透率貨物一般雜貨一般雜貨客艙、船員客艙、船員住室、雙層住室、雙層底、尖艙底、尖艙95%面粉面粉(包裝包裝) 29%牛油牛油(箱裝箱裝) 20%罐裝食物罐裝食物 30%軟木軟木(包裝包裝) 24%家俱家俱(箱裝箱裝) 80% 機器機器(箱裝箱裝) 85%車車 胎胎 85%汽汽 車車 95%羊肉，羊皮羊肉，羊皮 55.2

6、%皮，麥皮，麥 55.2%煙煙 草草 67.8%橡橡 膠膠 67.8%蒸汽機艙蒸汽機艙80%柴油機艙柴油機艙85%錨鏈艙、媒錨鏈艙、媒艙、行李艙艙、行李艙軸隧、郵件軸隧、郵件間、貯藏間間、貯藏間60%二、破艙浮性與穩(wěn)性的計算二、破艙浮性與穩(wěn)性的計算（一）破艙浮性計算（一）破艙浮性計算 首先確定船舶破艙進水后的最終平衡水線，首先確定船舶破艙進水后的最終平衡水線，即確定總進水量即確定總進水量P的大小。的大小。第一種進水情況第一種進水情況 vP油水wvPhvP 第二種進水情況第二種進水情況 第三種進水情況第三種進水情況 采用逐步逼近的方法求取船舶的最終平衡采用逐步逼近的方法求取船舶的最終平衡水線。水

7、線。 計算方法：重量增加法或浮力損失法。計算方法：重量增加法或浮力損失法。 重量增加法較浮力損失法直觀，符合船員重量增加法較浮力損失法直觀，符合船員固有的計算習慣和已有的船舶資料，因而固有的計算習慣和已有的船舶資料，因而在生產中比較常用。在生產中比較常用。 浮力損失法亦稱排水量固定法，它假定船浮力損失法亦稱排水量固定法，它假定船舶因進水喪失部分浮力，船舶下沉縱傾加舶因進水喪失部分浮力，船舶下沉縱傾加以彌補。此時使用各種資料必須加以修正。以彌補。此時使用各種資料必須加以修正。 重量增加法的基本思路重量增加法的基本思路 重增法是將破艙進水視為增加船舶重增法是將破艙進水視為增加船舶載重。由于增加載重

8、的重心不一定在船載重。由于增加載重的重心不一定在船舶的漂心上，所以船舶除平行下沉外還舶的漂心上，所以船舶除平行下沉外還會發(fā)生縱傾和橫傾，會發(fā)生縱傾和橫傾，形成新的水線面形成新的水線面；新的水線面可能高于破損處，則該破損新的水線面可能高于破損處，則該破損處的進水量將增加，于是處的進水量將增加，于是又形成新的水又形成新的水線面線面，依次類推，經過一段時間后，依次類推，經過一段時間后，艙艙內水面與舷外水面一致內水面與舷外水面一致，破損處的進水，破損處的進水量不再發(fā)生變化。量不再發(fā)生變化。 求得求得WnLn后，應判別其是否位于限界后，應判別其是否位于限界線以下。若在限界線以下，說明船舶具有線以下。若在

9、限界線以下，說明船舶具有剩余浮力，反之，說明船舶喪失了抗沉性。剩余浮力，反之，說明船舶喪失了抗沉性。 界限線：在船側由艙壁甲板上表面以界限線：在船側由艙壁甲板上表面以下至少下至少76mm處所劃定的線。處所劃定的線。（2）將）將P處理為載荷增加，求出船舶的過量進水處理為載荷增加，求出船舶的過量進水線線W L 。（3）判斷：若過量進水線）判斷：若過量進水線W L 位于限界線以上，位于限界線以上，說明船舶將可能喪失抗沉性；若過量進水線說明船舶將可能喪失抗沉性；若過量進水線W L 位于限界線以下，說明船舶具有剩余浮力，位于限界線以下，說明船舶具有剩余浮力，同時說明同時說明P內有過量進水。內有過量進水。

10、gvP 1.2 過量進水法計算船舶過量進水法計算船舶WnLn（1）計算破損艙柜的總進水量）計算破損艙柜的總進水量重量漸增法是以破損艙柜初始水線下的進重量漸增法是以破損艙柜初始水線下的進水量作為計算的起始依據(jù)，求得第一次近水量作為計算的起始依據(jù)，求得第一次近似水線，從而依次類推逐步逼近最終平衡似水線，從而依次類推逐步逼近最終平衡水線水線WnLn。 對于駕駛員而言，此法需多次從查取對于駕駛員而言，此法需多次從查取靜水力曲線圖和艙容表，所以僅適用于在靜水力曲線圖和艙容表，所以僅適用于在海損前作預估，以期做到心中有數(shù)。海損前作預估，以期做到心中有數(shù)。1.3 重量漸增法和過量進水法的比較重量漸增法和過量

11、進水法的比較過量進水法是以破損艙柜艙壁甲板下過量進水法是以破損艙柜艙壁甲板下的總進水量作為計算的起始依據(jù)，求出的總進水量作為計算的起始依據(jù)，求出其對應的過量進水線其對應的過量進水線W L ，然后將過量，然后將過量的進水量處理為卸重，從而逐步逼近最的進水量處理為卸重，從而逐步逼近最終平衡水線終平衡水線WnLn。兩種方法從理論上講應有相同的最終兩種方法從理論上講應有相同的最終平衡水線平衡水線WnLn。 亦稱排水量固定法。該法將破艙進水的艙柜亦稱排水量固定法。該法將破艙進水的艙柜處理為舷外海的組成部分，此時船舶的重量并未處理為舷外海的組成部分，此時船舶的重量并未改變，所以其重心位置保持不變；破損艙柜

12、進水改變，所以其重心位置保持不變；破損艙柜進水使船舶失去部分浮力，船舶遂下沉以補足失去的使船舶失去部分浮力，船舶遂下沉以補足失去的浮力；補償?shù)母×εc失去的浮力組成縱傾力矩，浮力；補償?shù)母×εc失去的浮力組成縱傾力矩，迫使船舶產生縱傾；當下沉和縱傾后的浮心與重迫使船舶產生縱傾；當下沉和縱傾后的浮心與重心重新共垂線時，船舶將在破艙進水的條件下處心重新共垂線時，船舶將在破艙進水的條件下處于新的平衡。于新的平衡。2、浮力損失法、浮力損失法3.2 最終平衡水線最終平衡水線WnLn相同。相同。3.3 最終平衡橫傾角相同。最終平衡橫傾角相同。 wwDP 3、重增法和浮損法的比較、重增法和浮損法的比較3.1 船

13、舶排水量船舶排水量 1、重增法求橫向對稱進水的初穩(wěn)性、重增法求橫向對稱進水的初穩(wěn)性wwwwGMKGKMGM wwwwPZPKGKG waxwxwPiiGM sinwwRwGMM（二）破艙穩(wěn)性的計算（二）破艙穩(wěn)性的計算大傾角計算大傾角計算 根據(jù)根據(jù) GZw=KN-KGwsin 繪制靜穩(wěn)性曲線圖；繪制靜穩(wěn)性曲線圖； 根據(jù)根據(jù) GZ=yGcos 將將 GZ繪制在同一坐標系中。繪制在同一坐標系中。 由圖示可以求得由圖示可以求得 w。wwwwwGMyPtg yGcos wOGZ2、重增法求橫向不對稱進水的橫傾角、重增法求橫向不對稱進水的橫傾角小傾角計算小傾角計算 3、重增法計算船舶破艙后的大傾角穩(wěn)性、重

14、增法計算船舶破艙后的大傾角穩(wěn)性 橫向對稱進水橫向對稱進水 將進水視為載荷增加，利用合力矩定理將進水視為載荷增加，利用合力矩定理 求取船舶進水后的重心高度求取船舶進水后的重心高度KGw，然后計，然后計 算算GZw。 橫向不對稱進水橫向不對稱進水 相當于不對稱增加載荷。相當于不對稱增加載荷。 cosGwwwyGZGZGZGZ0014.2 進水后的橫穩(wěn)性系數(shù)進水后的橫穩(wěn)性系數(shù)wDKGKGKGKGDDwwGMGM 4、重增法和浮損法的比較、重增法和浮損法的比較4.1 進水后的重心高度進水后的重心高度三、可浸艙長分艙載重線：船舶分艙計算時的初始載重線。在分艙載重線WL時，船舶某一假設艙AB破損進水，使船

15、舶下沉和傾斜，如果船舶最終平衡狀態(tài)下的水線三、抗沉性衡準三、抗沉性衡準 A達到的分艙指數(shù)達到的分艙指數(shù) （Attained subdivision index） 表示船舶進水后的殘存能力表示船舶進水后的殘存能力(或概率或概率)。 R要求的分艙指數(shù)。要求的分艙指數(shù)。RA（一）破艙浮態(tài)衡準（一）破艙浮態(tài)衡準 1、普通干貨船（、普通干貨船（L 100m）l油輪：最終水線不超過大量進水孔下邊緣；油輪：最終水線不超過大量進水孔下邊緣； 散化船和液化氣船：進水過程中水線不得散化船和液化氣船：進水過程中水線不得超過大量進水孔下邊緣；超過大量進水孔下邊緣；l油輪：進水后的船舶橫傾角不得超過油輪：進水后的船舶橫傾角不得超過25 ； 散化船和液化氣船：進水過程中船舶進水散化船和液化氣船：進水過程中船舶進水角不得超過角不得超過25； 若上甲板邊緣未入水則均不得超過若上甲板邊緣未入水則均不得超過30 。 2、液貨船、液貨船 （MARPOL73/78,IBC/IGC Code） 1、普通貨船：、普通貨船：A R 2、液貨船、液貨船進水最終階段的剩余穩(wěn)性應滿足：進水最終階段的剩余穩(wěn)