第二章 船型和性能

1、 第二章第二章 船型和性能船型和性能船舶阻力船舶阻力船舶推進船舶推進船舶耐波性船舶耐波性船舶操縱性船舶操縱性船舶動力學船舶動力學（流體動力學）（流體動力學）（流體靜力學）（流體靜力學）浮性浮性穩(wěn)性穩(wěn)性抗沉性抗沉性ZWWLLGBBwW本章要點：本章要點：l船體形狀的表示方法，即船舶的特征尺度及船體曲面船體形狀的表示方法，即船舶的特征尺度及船體曲面的圖形表示方法；的圖形表示方法；l掌握船體近似計算的方法（梯形法、辛氏法）掌握船體近似計算的方法（梯形法、辛氏法） 一、船舶外形表示方法一、船舶外形表示方法船體外形：是用投影到三個相互垂直的基本平面來表達的船體外形：是用投影到三個相互垂直的基本平面來表達

2、的三個主坐標平面：1、中線面 縱剖線圖 2、中站面 橫剖線圖 3、基平面 半寬水線圖型線圖所表示的船體外形稱為船體型表面型線圖所表示的船體外形稱為船體型表面中線面中線面船舶外形表示方法船舶外形表示方法甲板線龍骨基線中橫剖面設(shè)計水線面中縱剖面尾首船舯船體型表面在中線面、中站面和設(shè)計吃水處的平行于基線船體型表面在中線面、中站面和設(shè)計吃水處的平行于基線面的截面分別稱為中縱剖面、中橫剖面和設(shè)計水線面。面的截面分別稱為中縱剖面、中橫剖面和設(shè)計水線面。船體計算的習慣坐標系船體計算的習慣坐標系O取在中線面、中站面、基平面的交點，取在中線面、中站面、基平面的交點，X軸為中線面與基平面的交線，軸為中線面與基平面

3、的交線，x向縱向，指向船首為正；向縱向，指向船首為正；Y軸為中站面與基平面的交線，軸為中站面與基平面的交線，y向橫向，指向右舷為正；向橫向，指向右舷為正；Z軸為中線面與中站面的交線，軸為中線面與中站面的交線，z向垂向，垂直向上為正。向垂向，垂直向上為正。 二、主尺度(principal dimension)主尺度表示船舶的大小，由船長、型寬和吃水等來度量主尺度表示船舶的大小，由船長、型寬和吃水等來度量LOALPPLWLTM設(shè)計水線龍骨線DTFTABDFTM舷墻頂線龍骨板甲板甲板邊線首垂線尾垂線基線設(shè)計水線基線（1）船長）船長L，有三種：，有三種：總長總長LOA平行與設(shè)計水線首尾的最大距離平行與

4、設(shè)計水線首尾的最大距離 （進船塢、碼頭或過閘門時采用）（進船塢、碼頭或過閘門時采用） 設(shè)計水線長設(shè)計水線長LWL 設(shè)計水線在首尾與船型表面之交設(shè)計水線在首尾與船型表面之交 點的水平距離點的水平距離 （軍艦及在阻力分析中常采用）（軍艦及在阻力分析中常采用）主尺度主尺度（1）船長）船長L，有三種：，有三種：垂線間長垂線間長L LPPPP 首垂線與尾垂線之間的水平距離首垂線與尾垂線之間的水平距離 （習慣上默指的船長，在船舶靜水力計算中采用）（習慣上默指的船長，在船舶靜水力計算中采用）是通過設(shè)計水線與首柱前緣的交點所作的垂線。是通過設(shè)計水線與首柱前緣的交點所作的垂線。設(shè)計水線后端（舵柱后緣）；設(shè)計水線

5、后端（舵柱后緣）； 在有舵柱時為設(shè)計水線與舵柱后緣交點；在有舵柱時為設(shè)計水線與舵柱后緣交點； 無舵柱時為設(shè)計水線與舵桿無舵柱時為設(shè)計水線與舵桿中心線的交點；中心線的交點； 軍艦通常指尾輪廓和設(shè)計水線交點的垂線。軍艦通常指尾輪廓和設(shè)計水線交點的垂線。主尺度主尺度（2）型寬）型寬B：指船體兩側(cè)型表面指船體兩側(cè)型表面(不包括外板厚度不包括外板厚度)之間垂直于中線之間垂直于中線面的最大水平距離（一般指中橫剖面設(shè)計水線處的寬度）面的最大水平距離（一般指中橫剖面設(shè)計水線處的寬度）（3）型深）型深D：在甲板邊線最低點處，自龍骨上表面（即基線）至在甲板邊線最低點處，自龍骨上表面（即基線）至上甲板邊線的垂直距離

6、；通常甲板邊線的最低點在中橫剖面處。上甲板邊線的垂直距離；通常甲板邊線的最低點在中橫剖面處。主尺度主尺度（4）吃水）吃水T：龍骨基線至設(shè)計水線的垂直距離，在有設(shè)計縱傾的情龍骨基線至設(shè)計水線的垂直距離，在有設(shè)計縱傾的情況下，則有首吃水，尾吃水及平均吃水，當不指明時一般指平均吃水。況下，則有首吃水，尾吃水及平均吃水，當不指明時一般指平均吃水。首吃水（首吃水（TF）：沿首垂線從設(shè)計水線至龍骨線的延長線之間的距離。）：沿首垂線從設(shè)計水線至龍骨線的延長線之間的距離。尾吃水（尾吃水（TA）：沿尾垂線從設(shè)計水線至龍骨線的延長線之間的距離。）：沿尾垂線從設(shè)計水線至龍骨線的延長線之間的距離。平均吃水（平均吃水（

7、T）：）：2FATTT主尺度主尺度設(shè)計吃水（設(shè)計吃水（Td）：）：船舶設(shè)計階段所給出的吃水；船舶設(shè)計階段所給出的吃水；結(jié)構(gòu)吃水（結(jié)構(gòu)吃水（Ts）：）：船舶結(jié)構(gòu)所允許的吃水。船舶結(jié)構(gòu)所允許的吃水。結(jié)構(gòu)吃水大于設(shè)計吃水結(jié)構(gòu)吃水大于設(shè)計吃水（5）干弦）干弦F ：在船側(cè)中橫剖面處自設(shè)計水線至上甲板邊板上表面在船側(cè)中橫剖面處自設(shè)計水線至上甲板邊板上表面的垂直距離。的垂直距離。 F=D-T+t(上甲板板厚）上甲板板厚）主尺度主尺度尺度比：尺度比：尺度比表示船體幾何特征的重要參數(shù)尺度比表示船體幾何特征的重要參數(shù)（1）L/B，越大，船舶越細長，越大，船舶越細長 快速性快速性（2）B/T，越大，船舶越扁平，越大

8、，船舶越扁平 穩(wěn)性、快速性和航向穩(wěn)定性穩(wěn)性、快速性和航向穩(wěn)定性（3）D/T，越大，船舶越高，越大，船舶越高 穩(wěn)性、抗沉性、強度、容積等穩(wěn)性、抗沉性、強度、容積等（4）L/D或或L/T，越大，船越矮且瘦長，越大，船越矮且瘦長 回轉(zhuǎn)性（成反比）回轉(zhuǎn)性（成反比）主尺度主尺度型系數(shù)：型系數(shù)：表示船體水下部分面積或體積的肥瘦程度的表示船體水下部分面積或體積的肥瘦程度的無因次系數(shù)無因次系數(shù)，它包括：，它包括：面積系數(shù)面積系數(shù)（1）水線面積系數(shù)）水線面積系數(shù)CWP（2）中橫剖面系數(shù)）中橫剖面系數(shù)CM體積系數(shù)體積系數(shù)（3）方形系數(shù)）方形系數(shù)CB（4）棱形系數(shù)）棱形系數(shù)CP（5）垂向棱形系數(shù)）垂向棱形系數(shù)CVP

9、船型系數(shù)船型系數(shù)LBAW（1） 水線面積系數(shù)水線面積系數(shù)CWP：是與基平面相平行的任一水線面的面積是與基平面相平行的任一水線面的面積AW與由船長與由船長L和型寬和型寬B所構(gòu)成的長方形面積之比，所構(gòu)成的長方形面積之比，(通常情況下指設(shè)計水通常情況下指設(shè)計水線面系數(shù)線面系數(shù))。WwpACL B船型系數(shù)船型系數(shù)BTAM（2）舯橫剖面積系數(shù)）舯橫剖面積系數(shù)CM：舯剖面在水線以下的面積：舯剖面在水線以下的面積AM與由設(shè)計水線寬與由設(shè)計水線寬B和吃水和吃水T所構(gòu)成的長方形面積之比，即所構(gòu)成的長方形面積之比，即大型、低速船大型、低速船Am接近接近1；快速、小型船；快速、小型船Am較??；與艙室的容積有關(guān)。較小

10、；與艙室的容積有關(guān)。MMACB T船型系數(shù)船型系數(shù)BCLB T（3）方形系數(shù)）方形系數(shù)CB：船體在水線以下的排水體積船體在水線以下的排水體積 與由船長與由船長L、設(shè)計設(shè)計水線寬水線寬B和吃水和吃水T所構(gòu)成的長方形體體積之比所構(gòu)成的長方形體體積之比TLB低速船低速船CB較大，高速船較大，高速船CB較小。較小。船型系數(shù)船型系數(shù)TTLAMAM（4）（縱向）棱形系數(shù)）（縱向）棱形系數(shù)CP：船體在水線以下的排水體積船體在水線以下的排水體積 與由船長與由船長L、舯橫剖面積舯橫剖面積AM所構(gòu)成的棱柱體體積之比，所構(gòu)成的棱柱體體積之比，即即BPMMMCCALC BTLC船型系數(shù)船型系數(shù) （4）（縱向）（縱向）

11、該系數(shù)與船舶的快速性密切相關(guān)該系數(shù)與船舶的快速性密切相關(guān) CP越大越大AM ：排水體積沿船長分布均勻，船體水：排水體積沿船長分布均勻，船體水下部分首下部分首 尾較肥胖。尾較肥胖。 CP越小越小AM ：排水體積集中于中部，首尾比較尖：排水體積集中于中部，首尾比較尖瘦。瘦。船型系數(shù)船型系數(shù)（5）垂向棱形系數(shù)）垂向棱形系數(shù)CVP：船體在水線以下的排水體積：船體在水線以下的排水體積 與由相對應(yīng)與由相對應(yīng)的水線面面積的水線面面積AW和吃水和吃水T所構(gòu)成的棱柱體體積之比。所構(gòu)成的棱柱體體積之比。BTLAWBVPWwpwpCCATCLBTC船型系數(shù)船型系數(shù)l選擇各個要素的基本出發(fā)點選擇各個要素的基本出發(fā)點（

12、1）船長）船長L： 浮力、總布置（艙容及布置地位）、快速性；浮力、總布置（艙容及布置地位）、快速性；（2）船寬）船寬B：浮力、總布置（艙容及布置地位）、初穩(wěn)性；浮力、總布置（艙容及布置地位）、初穩(wěn)性；（3）吃水）吃水T：浮力以及螺旋槳有適宜直徑；浮力以及螺旋槳有適宜直徑；（4）方型系數(shù)）方型系數(shù)CB：浮力和快速性浮力和快速性（5）型深）型深D： 對于載重型船舶：規(guī)范規(guī)定的最小干舷和艙容要求決定；對于載重型船舶：規(guī)范規(guī)定的最小干舷和艙容要求決定； 從增加艙容的角度，以增加型深最有利，因為對船體重量的影從增加艙容的角度，以增加型深最有利，因為對船體重量的影響最小且不影響快速性。響最小且不影響快速性

13、。型線圖型線圖l型線圖：型線圖：用平行于三個主坐標（中線面、中站面、基平面）的三用平行于三個主坐標（中線面、中站面、基平面）的三組平面等間距的去截船體外形曲面，并將節(jié)目曲線（稱為型線）組平面等間距的去截船體外形曲面，并將節(jié)目曲線（稱為型線）投影到三個主坐標平面上，得到三組曲線圖，稱為船體型線圖，投影到三個主坐標平面上，得到三組曲線圖，稱為船體型線圖，簡稱型線圖。簡稱型線圖。l型線圖所表示的船體外型為船體型表面。型線圖所表示的船體外型為船體型表面。 鋼船的型表面為外板的內(nèi)表面（不包括船體外板厚度）鋼船的型表面為外板的內(nèi)表面（不包括船體外板厚度） 水泥船、木船則為船殼的外表面（包括船體外板厚度）水

14、泥船、木船則為船殼的外表面（包括船體外板厚度）l以鋼質(zhì)船為例：以鋼質(zhì)船為例：型線圖上所表示的船體形狀包括外板型表面的形型線圖上所表示的船體形狀包括外板型表面的形狀和甲板型表面的形狀。不包括船殼板和甲板板厚度在內(nèi)的船體狀和甲板型表面的形狀。不包括船殼板和甲板板厚度在內(nèi)的船體表面（即肋骨以外船殼板以內(nèi)，橫梁以上甲板板以下的船體表面）表面（即肋骨以外船殼板以內(nèi)，橫梁以上甲板板以下的船體表面）與與中站面中站面平行的總剖面與船體型表平行的總剖面與船體型表面的截交線面的截交線投影到投影到中站面中站面上。由于船體左右對上。由于船體左右對稱，故只表示一半，習慣上，右邊稱，故只表示一半，習慣上，右邊繪繪首部首部

15、，左邊繪，左邊繪尾部尾部（1）橫剖線圖）橫剖線圖沿船長方向平行于中站面取若干個等間距的橫剖面把船長分成20個或10個間距，稱為站距，將各橫剖面所截得的船體型表面曲線（稱為橫剖線）重置在中站面上，即得橫剖線圖。型線圖型線圖與與設(shè)計水線面設(shè)計水線面平行的水平剖面與船體型表面的截交線。平行的水平剖面與船體型表面的截交線。投影到投影到設(shè)計水線面設(shè)計水線面上。由于船體左右對稱，故只畫一半半寬水線圖上。由于船體左右對稱，故只畫一半半寬水線圖 ，自龍骨基線依次向上編號。自龍骨基線依次向上編號。（2）半寬水線圖）半寬水線圖沿吃水方向平行于基平面取若干個等間距的水平剖面，將各水平剖沿吃水方向平行于基平面取若干個

16、等間距的水平剖面，將各水平剖面所截得的船體型表面曲線（稱為水線）重置在同一水平面上，即面所截得的船體型表面曲線（稱為水線）重置在同一水平面上，即得半寬水線圖得半寬水線圖型線圖型線圖 與與中線面平行中線面平行的縱剖面與船體型表面的截交線的縱剖面與船體型表面的截交線 投影到投影到中線面上中線面上反映為真實形狀，在其他兩個投影面上為直線反映為真實形狀，在其他兩個投影面上為直線（3）縱剖線圖）縱剖線圖沿船寬方向平行于中線面取若干個縱剖面，將各縱剖面所截得的船沿船寬方向平行于中線面取若干個縱剖面，將各縱剖面所截得的船體型表面曲線（稱為縱剖線）重置在中線面上，即得縱剖線圖。各體型表面曲線（稱為縱剖線）重置

17、在中線面上，即得縱剖線圖。各縱剖線通常自中線面開始往船側(cè)依次編號縱剖線通常自中線面開始往船側(cè)依次編號型線圖型線圖型值與型值表型值與型值表表征船體形狀的型表面各點坐標值來表示，我們稱之為表征船體形狀的型表面各點坐標值來表示，我們稱之為型值型值，并制成表格形式，并制成表格形式，稱之為稱之為型值表型值表。 有了型線圖和型值表，就完整而精確地表達了船體的形有了型線圖和型值表，就完整而精確地表達了船體的形狀和大小。狀和大小。 它是進行船體表面積、排水體積以及航行性能計算的依它是進行船體表面積、排水體積以及航行性能計算的依據(jù)據(jù) 肋位號肋位號：表示結(jié)構(gòu)沿船長方向的位置：表示結(jié)構(gòu)沿船長方向的位置站號站號：船體

18、分：船體分20站站(民船從尾到首民船從尾到首;軍船從首到尾軍船從首到尾) 船首船首形狀形狀： （1）直立型首直立型首：船首部輪廓線呈與基線相垂直或接近：船首部輪廓線呈與基線相垂直或接近垂直的直線，首部甲板面積不大，這種首部現(xiàn)在主要用垂直的直線，首部甲板面積不大，這種首部現(xiàn)在主要用于駁船和特種船舶上于駁船和特種船舶上 （2）前傾型首前傾型首：首柱呈直線前傾或微帶曲線前傾首部首柱呈直線前傾或微帶曲線前傾首部不易上浪，夾板面積大，在發(fā)生碰撞時船體水線以下的不易上浪，夾板面積大，在發(fā)生碰撞時船體水線以下的部分不易受損，外觀上比較簡潔，有快速感。軍用船多部分不易受損，外觀上比較簡潔，有快速感。軍用船多采

19、用直線前傾型，民用船上多用微帶前傾型。采用直線前傾型，民用船上多用微帶前傾型。船首形狀船首形狀 (1)直立型首直立型首(2)前傾型首前傾型首（3）飛剪型首飛剪型首：首柱在設(shè)計水線以上呈凹形曲線，首部不易上首柱在設(shè)計水線以上呈凹形曲線，首部不易上浪，且較大的甲板懸伸部分可以擴大甲板面積，有利于布置錨機和浪，且較大的甲板懸伸部分可以擴大甲板面積，有利于布置錨機和系船設(shè)備。飛剪型首常用于遠洋航行的大型客船和一些貨船上。系船設(shè)備。飛剪型首常用于遠洋航行的大型客船和一些貨船上。（4）破冰型首破冰型首：設(shè)計水線以下的首柱呈傾斜狀，與基線約成設(shè)計水線以下的首柱呈傾斜狀，與基線約成30度夾角，以便沖上冰層度夾

20、角，以便沖上冰層,用于破冰船。用于破冰船。（5）球鼻型首球鼻型首：設(shè)計水線以下的首部前端有球鼻型的突出體，設(shè)計水線以下的首部前端有球鼻型的突出體，突出體有多種形狀，其作用是減小興波阻力。球鼻首用于大型遠洋突出體有多種形狀，其作用是減小興波阻力。球鼻首用于大型遠洋運輸船和一些軍艦上，軍艦上可利用球鼻突出體裝置聲納。運輸船和一些軍艦上，軍艦上可利用球鼻突出體裝置聲納。船首形狀船首形狀 (3)飛剪型首飛剪型首(4)破冰型首破冰型首 (5)球鼻型首球鼻型首：橫剖面形狀橫剖面形狀船首形狀船首形狀船尾船尾的的形狀形狀 (1)橢圓型尾橢圓型尾：船的尾部有：船的尾部有短的尾伸部，折角線以上短的尾伸部，折角線以

21、上呈橢圓體向上擴展，端部呈橢圓體向上擴展，端部露出水面較大，槳和舵易露出水面較大，槳和舵易受破壞。過去民用船多采受破壞。過去民用船多采用這種尾型，現(xiàn)在僅在某用這種尾型，現(xiàn)在僅在某些些駁船駁船上可以見到。上可以見到。船尾形狀船尾形狀 (2)巡洋艦型尾巡洋艦型尾：具有光順：具有光順曲面的尾伸部，尾部大部曲面的尾伸部，尾部大部分浸入水中，增加了水線分浸入水中，增加了水線長度，有利于減小船的阻長度，有利于減小船的阻力，并有利于舵和螺旋槳力，并有利于舵和螺旋槳的保護。這種尾型曾經(jīng)在的保護。這種尾型曾經(jīng)在巡洋艦和民用船上都用得巡洋艦和民用船上都用得較廣較廣。船尾形狀船尾形狀(3)方型尾：方型尾：v 尾部有

22、垂直或斜的尾封板，其它仍保留巡洋艦型尾的特尾部有垂直或斜的尾封板，其它仍保留巡洋艦型尾的特點。點。v 尾部水流能較平坦的離開船體，使航行阻力減小。尾部水流能較平坦的離開船體，使航行阻力減小。v 尾部甲板面積較大，有利于舵機布置，并能防止高速航尾部甲板面積較大，有利于舵機布置，并能防止高速航行時尾部浸水過多。行時尾部浸水過多。v 方型尾施工簡單，但倒車時阻力偏大。方型尾施工簡單，但倒車時阻力偏大。v 方型尾多用于航速較高的軍艦和許多貨船上。方型尾多用于航速較高的軍艦和許多貨船上。船尾形狀船尾形狀一一、船舶平衡條件、船舶平衡條件船舶浮性船舶浮性WGB阿基米德原理阿基米德原理物體水中所受到的浮力等于

23、該物體所排開的水物體水中所受到的浮力等于該物體所排開的水的重量的重量，即，即 = 船舶排船舶排水量；水量； 船舶排水船舶排水體積；體積； 水的重量密度，水的重量密度，t/m3。淡淡水水 =1.0t/m3 ，海，海水水 =1.025t/m3船舶平衡條件船舶平衡條件yzxo(1)重力與浮力的大小相等方向相反重力與浮力的大小相等方向相反，即，即 W= (2)重心重心G與浮心與浮心B在同一鉛垂線上。在同一鉛垂線上。 浮心浮心B也就是排也就是排水體積水體積 的形心。的形心。船舶平衡條件船舶平衡條件船舶重量項目的分類船舶重量項目的分類 排水量隨裝載情況變化，引起船舶的各種技術(shù)性能發(fā)生變化。排水量隨裝載情況

24、變化，引起船舶的各種技術(shù)性能發(fā)生變化。為了反映各種裝載狀態(tài)的船舶的技術(shù)性能，軍用艦艇和民用為了反映各種裝載狀態(tài)的船舶的技術(shù)性能，軍用艦艇和民用船舶都有各自相應(yīng)的排水量定義：船舶都有各自相應(yīng)的排水量定義：一、民用船舶排水量定義一、民用船舶排水量定義（1）空載排水量：）空載排水量：指船舶在全部建成后交船時的排指船舶在全部建成后交船時的排水量，即水量，即空空船船船重船重量。量?？蛰d出港：空載出港：無客無貨時，燃料、潤滑油、淡水、糧食及其他給養(yǎng)物品都按無客無貨時，燃料、潤滑油、淡水、糧食及其他給養(yǎng)物品都按設(shè)計所規(guī)定的數(shù)量帶足。設(shè)計所規(guī)定的數(shù)量帶足?？蛰d到港：空載到港：無客無貨航行到終點時，通常假定消耗

25、品還剩余無客無貨航行到終點時，通常假定消耗品還剩余10%的情況。的情況。（2）滿載排水量：）滿載排水量：指船舶裝載預(yù)先規(guī)定的設(shè)計載重量指船舶裝載預(yù)先規(guī)定的設(shè)計載重量的排水量。的排水量。（1）空載排水量：）空載排水量：指建造全部完工后軍艦的排水量，指建造全部完工后軍艦的排水量， 即即空船重量空船重量。（2）標準排水量：）標準排水量：指人員配備齊全，必需的供應(yīng)品備足，作好出海作指人員配備齊全，必需的供應(yīng)品備足，作好出海作戰(zhàn)準備時的排水量。戰(zhàn)準備時的排水量。（3）正常排水量：）正常排水量：指正式試航時的排水量，即相當于標準排水量加上指正式試航時的排水量，即相當于標準排水量加上保證保證50%航程所需的

26、燃料、潤滑油和鍋爐用水的重量。航程所需的燃料、潤滑油和鍋爐用水的重量。（4）滿載排水）滿載排水量：量：相當于標準排水量加上保證全航程所需的燃料、潤滑相當于標準排水量加上保證全航程所需的燃料、潤滑油和鍋爐用水的重量。油和鍋爐用水的重量。（5）最大排水量）最大排水量：指船舶裝載預(yù)先規(guī)定的設(shè)計載重量的排水量。指船舶裝載預(yù)先規(guī)定的設(shè)計載重量的排水量。規(guī)規(guī)定為定為軍用艦艇的設(shè)計排水量軍用艦艇的設(shè)計排水量。1、正浮、正浮l船船舶漂浮于靜水面，船體中縱剖面和中橫剖面都垂直舶漂浮于靜水面，船體中縱剖面和中橫剖面都垂直于水面的于水面的一種一種浮態(tài)，浮態(tài)，ox、oy軸軸水平（和靜水面平行），水平（和靜水面平行），

27、無橫傾和無橫傾和縱傾?？v傾。船船舶的浮態(tài)舶的浮態(tài)2、橫傾、橫傾 船舶自正浮狀態(tài)向左舷或右舷方向傾斜的一種浮態(tài)。船舶自正浮狀態(tài)向左舷或右舷方向傾斜的一種浮態(tài)。ox軸是水平的，中縱剖面與鉛垂面成一角度，即正浮時軸是水平的，中縱剖面與鉛垂面成一角度，即正浮時水線面與橫傾后的水線面的夾角水線面與橫傾后的水線面的夾角 （橫傾角）（橫傾角） 。船船舶的浮態(tài)舶的浮態(tài) 3、縱傾、縱傾l船舶自正浮位置向船尾方向或船首方向傾斜的一種浮態(tài)。船舶自正浮位置向船尾方向或船首方向傾斜的一種浮態(tài)。oy軸軸是水平的，船體中縱剖面垂直于水面是水平的，船體中縱剖面垂直于水面,中橫剖面與鉛垂平面相交中橫剖面與鉛垂平面相交成一角度，

28、即正浮時水線面與縱傾后水線面相交的角度成一角度，即正浮時水線面與縱傾后水線面相交的角度“縱傾縱傾角角”，船舶縱傾大小用首尾吃水差或縱傾角表示。，船舶縱傾大小用首尾吃水差或縱傾角表示。l正負：正負：首傾為正值；尾傾為負值。首傾為正值；尾傾為負值。船船舶的浮態(tài)舶的浮態(tài)儲儲備浮力與載重線標志備浮力與載重線標志 一、一、儲備浮力儲備浮力n船船舶在水面的漂浮能力是由儲備浮力來保證的。舶在水面的漂浮能力是由儲備浮力來保證的。n由由于船舶漂浮在水面，必須具備于船舶漂浮在水面，必須具備浮力浮力=重力重力的平衡的平衡條件條件, ,當當船舶在船舶在波浪中或冰區(qū)航行時，難免甲板上浪或結(jié)冰，這就等于增加了船波浪中或冰

29、區(qū)航行時，難免甲板上浪或結(jié)冰，這就等于增加了船舶的載荷，為了保證船舶和船員的安全，需要在滿載水線上儲備舶的載荷，為了保證船舶和船員的安全，需要在滿載水線上儲備一定的水密船體容積，以適應(yīng)甲板上浪或結(jié)冰所增加臨時性載荷一定的水密船體容積，以適應(yīng)甲板上浪或結(jié)冰所增加臨時性載荷的需要的需要上上述滿載水述滿載水線以上水密船體容積所具有的浮力稱為儲備浮線以上水密船體容積所具有的浮力稱為儲備浮力。力。二、影響因素二、影響因素 船體的豐滿度（船體的豐滿度（C CB B）；上層建筑；舷?。簧蠈咏ㄖ?；舷弧三、載重線標志圖三、載重線標志圖(108TEU集裝箱船）集裝箱船）4 M3 83 63 43 2ZCRQQR

30、X右舷左舷陣陣風風0船舶穩(wěn)性船舶穩(wěn)性 船舶的橫向傾斜船舶的橫向傾斜向舷左或向右舷一側(cè)的傾斜（橫向舷左或向右舷一側(cè)的傾斜（橫傾），傾斜力矩（橫傾力矩）的作用平面平行于中橫剖傾），傾斜力矩（橫傾力矩）的作用平面平行于中橫剖面；面； 船舶的縱向傾斜船舶的縱向傾斜向船首或向船尾的傾斜（縱傾），向船首或向船尾的傾斜（縱傾），傾斜力矩（縱傾力矩）的作用平面平行于中縱剖面。傾斜力矩（縱傾力矩）的作用平面平行于中縱剖面。船舶穩(wěn)性船舶穩(wěn)性傾斜力矩的作用是從零開始逐漸增加，使船傾斜力矩的作用是從零開始逐漸增加，使船舶傾斜時的舶傾斜時的角加速度角加速度很小，可忽略不計；很小，可忽略不計；傾斜力矩是突然作用在船上，使

31、船舶傾斜有傾斜力矩是突然作用在船上，使船舶傾斜有明顯的明顯的角加速度角加速度的變化。的變化。船舶穩(wěn)性船舶穩(wěn)性l初穩(wěn)性初穩(wěn)性（小傾角穩(wěn)性）：傾斜角度（小傾角穩(wěn)性）：傾斜角度小于小于1015或或上甲板邊緣開始入水前的穩(wěn)性。上甲板邊緣開始入水前的穩(wěn)性。l大傾角穩(wěn)性大傾角穩(wěn)性（大傾角橫穩(wěn)性）：傾斜角度（大傾角橫穩(wěn)性）：傾斜角度大于大于1015或上甲板邊緣開始入水后的穩(wěn)性，一般只或上甲板邊緣開始入水后的穩(wěn)性，一般只有在橫傾時產(chǎn)生。有在橫傾時產(chǎn)生。船舶穩(wěn)性船舶穩(wěn)性WGBWLW1L1M+MRWGBWLW1L1 M-MRWGBWLW1L1MR=0B1B1B1 MZ船舶穩(wěn)性船舶穩(wěn)性sinGMGZMRGMMR在橫

32、傾角度較小時，在橫傾角度較小時，sin ，有，有GM（或（或h）表示橫穩(wěn)性高，或初穩(wěn)性高表示橫穩(wěn)性高，或初穩(wěn)性高初穩(wěn)性公式初穩(wěn)性公式（復原力矩與橫穩(wěn)性高的關(guān)系）（復原力矩與橫穩(wěn)性高的關(guān)系）GMMR橫穩(wěn)性高或初穩(wěn)性高橫穩(wěn)性高或初穩(wěn)性高)(hGM復原力臂復原力臂（重力與浮力作用線的距離）（重力與浮力作用線的距離）GZ船舶穩(wěn)性船舶穩(wěn)性WGBWLW1L1M+MRWGBWLW1L1M-MRWGBWLW1L1MR=0B1B1B1 M船舶穩(wěn)性船舶穩(wěn)性 橫穩(wěn)性高橫穩(wěn)性高GM(h)越大，復原力矩越大，復原力矩也越大，抵抗傾也越大，抵抗傾斜力矩的能力越強。斜力矩的能力越強。 初穩(wěn)性高過大的船，搖擺周期短，在海上遇

33、到風浪初穩(wěn)性高過大的船，搖擺周期短，在海上遇到風浪時會產(chǎn)生劇烈的搖擺，反之，橫穩(wěn)性高較小的船舶雖抵時會產(chǎn)生劇烈的搖擺，反之，橫穩(wěn)性高較小的船舶雖抵抗傾斜的能力較差，但搖擺周期長，搖擺緩和?？箖A斜的能力較差，但搖擺周期長，搖擺緩和。船舶穩(wěn)性船舶穩(wěn)性五、提高船舶穩(wěn)性的措施五、提高船舶穩(wěn)性的措施提高船舶穩(wěn)性措施有兩方面：提高船舶穩(wěn)性措施有兩方面：p 提高穩(wěn)性的最小傾覆力矩（或力臂）；提高穩(wěn)性的最小傾覆力矩（或力臂）；p 減小所受到的風壓傾斜力矩（或力臂）。減小所受到的風壓傾斜力矩（或力臂）。船體幾何要素等對穩(wěn)性的影響船體幾何要素等對穩(wěn)性的影響提高最小傾覆力矩有如下的措施：提高最小傾覆力矩有如下的措施

34、：（1）降低船的重心。）降低船的重心。設(shè)計時要高度重視各種設(shè)備和重量的重心高設(shè)計時要高度重視各種設(shè)備和重量的重心高度的布置。度的布置。將船的底部加壓載（固體或液體）；限制上層建筑的層數(shù)和長度；將船的底部加壓載（固體或液體）；限制上層建筑的層數(shù)和長度；取輕型結(jié)構(gòu)；簡化艙室設(shè)備；機械設(shè)備盡量往下布置。取輕型結(jié)構(gòu)；簡化艙室設(shè)備；機械設(shè)備盡量往下布置。（2）增加干舷高度。）增加干舷高度。增加船深吃水比，這是提高船舶初穩(wěn)性和增增加船深吃水比，這是提高船舶初穩(wěn)性和增加靜穩(wěn)性臂的有效措施之一。加靜穩(wěn)性臂的有效措施之一。（3）增加船寬。）增加船寬。這是提高船舶初穩(wěn)性的有效措施之一。這是提高船舶初穩(wěn)性的有效措施

35、之一。（4）增加水線面系數(shù)。）增加水線面系數(shù)。它的作用與增加船寬類似。它的作用與增加船寬類似。（5）減小自由液面）減小自由液面（適當設(shè)置縱艙壁）和懸掛重量。（適當設(shè)置縱艙壁）和懸掛重量。（6）注意船舶水線以上的開口和水密性，）注意船舶水線以上的開口和水密性，提高船舶的進水角提高船舶的進水角。船體幾何要素等對穩(wěn)性的影響船體幾何要素等對穩(wěn)性的影響減小傾斜力矩有如下的措施：減小傾斜力矩有如下的措施：（1）縮短上層建筑的長度，降低其高度，以減小受風面積，是風）縮短上層建筑的長度，降低其高度，以減小受風面積，是風壓力矩（力臂）減?。粔毫兀Ρ郏p?。唬?）為了降低急牽力矩，拖船的拖鉤位置應(yīng)盡量放低。）

36、為了降低急牽力矩，拖船的拖鉤位置應(yīng)盡量放低。（3）客船在布置上應(yīng)采取措施避免過大的旅客集中一舷的橫傾力）客船在布置上應(yīng)采取措施避免過大的旅客集中一舷的橫傾力矩。矩。（4）增大船舶的橫搖阻尼，減小橫搖角。設(shè)置減搖裝置。）增大船舶的橫搖阻尼，減小橫搖角。設(shè)置減搖裝置。（5）舷墻上開排水孔，以使甲板上浪時能迅速排除積水，減小附）舷墻上開排水孔，以使甲板上浪時能迅速排除積水，減小附加橫傾力矩。加橫傾力矩。（6）采取措施防止載荷移動，減少附加橫傾力矩。）采取措施防止載荷移動，減少附加橫傾力矩。船體幾何要素等對穩(wěn)性的影響船體幾何要素等對穩(wěn)性的影響船舶抗沉性船舶抗沉性軍用艦船民用船舶（客船貨船軍用艦船民用船

37、舶（客船貨船） 我國船舶檢驗局頒發(fā)的船舶與海上設(shè)施法定檢驗規(guī)則有明確規(guī)定，以保證安全航行?？钩列裕嚎钩列裕褐复霸谝慌摶驍?shù)艙破損后仍能保持指船舶在一艙或數(shù)艙破損后仍能保持一定的浮性和穩(wěn)性的能力。一定的浮性和穩(wěn)性的能力。保證船舶的不沉性或抗沉性的基本措施是：保證船舶的不沉性或抗沉性的基本措施是： 用水密艙壁將船體分隔成適當數(shù)量的艙室來保證的，用水密艙壁將船體分隔成適當數(shù)量的艙室來保證的，要求當一艙或數(shù)艙進水后，船舶的下沉不超過規(guī)定的極要求當一艙或數(shù)艙進水后，船舶的下沉不超過規(guī)定的極限位置，并保持一定的穩(wěn)性。限位置，并保持一定的穩(wěn)性?？钩列匝芯康膯栴}：抗沉性研究的問題： 船舶在一艙或數(shù)艙進水后浮態(tài)

38、及穩(wěn)性的計算；從保船舶在一艙或數(shù)艙進水后浮態(tài)及穩(wěn)性的計算；從保證船舶抗沉性要求出發(fā)，計算分艙的極限長度，即可浸證船舶抗沉性要求出發(fā)，計算分艙的極限長度，即可浸長度。長度。概概 述述可浸長度的計算可浸長度的計算l海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則規(guī)定：民船的下沉極限是在艙壁甲板上表面的邊線以下76mm處，即船舶在破損后至少應(yīng)有76mm的干舷。l在船舶側(cè)視圖上，艙壁甲板邊線以下在船舶側(cè)視圖上，艙壁甲板邊線以下76mm處的一條曲線（與甲板處的一條曲線（與甲板邊線相平行）稱為安全限界線（簡稱限界線）。邊線相平行）稱為安全限界線（簡稱限界線）。l限界線上各點的切線表示所允許的限界線上各點的切線表示所允許的最大海損水線

39、最大海損水線（或稱極（或稱極限海損水限海損水線線）。）。WL76mm艙壁甲板邊線艙壁甲板邊線安全限界線安全限界線最高破艙水線（或稱極限破艙水線）最高破艙水線（或稱極限破艙水線） 為了保證船舶在破損后的水線不超過此界限，對于艙室的長度必須加以限制。船艙的最大允許長度稱為可浸長可浸長度度。它表示進水以后船舶的破艙水線恰好與界限線相切。破艙在船長方向的位置不同，其可浸長度也不同?？山L度的計算可浸長度的計算可浸長度可浸長度可浸長度可浸長度是指船舶破損進水后，船體即下沉，為了使船的是指船舶破損進水后，船體即下沉，為了使船的下沉和縱傾不致于超過限界線，船艙的最大許可長度。下沉和縱傾不致于超過限界線，船艙

40、的最大許可長度?？山L度的計算可浸長度的計算分艙因數(shù)及可浸長度分艙因數(shù)及可浸長度許可艙長許可艙長=可浸長度可浸長度分艙因數(shù)分艙因數(shù)=l F船舶的抗沉性是由水密艙壁將船體分隔成適當數(shù)量的艙室來保證的。如果只用可浸長度曲線來檢驗船舶橫艙壁的布置是否滿足抗沉性要求，那就未免過于粗略，因為它不能體現(xiàn)出各類船舶在抗沉性方面要求的不同。為此，在海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則中采用了一個分艙因數(shù)F來決定許用艙長。F是一個等于或小于1.0的系數(shù)，即F1.0。這樣有當F=1.0時，許可艙長等于可浸長度，船在一艙破損后恰能浮與極限破艙水線而不致于沉沒；當F=0.5時，許可艙長等于可浸長度的一半，船在相鄰兩艙破損后恰能浮于極

41、限破艙水線處；當F=0.33時，許可艙長等于可浸長度的1/3，船在相鄰三艙破損后恰能浮與極限破艙水線處。假定水密艙壁的布置恰為許用長度，這時：假定水密艙壁的布置恰為許用長度，這時：分艙因數(shù)及可浸長度分艙因數(shù)及可浸長度一艙制船：一艙制船：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線，則該船的抗沉性只能滿足一艙不沉的要求；兩艙制船：兩艙制船：相鄰兩艙破損后能滿足抗沉性要求的船；三艙制船：三艙制船：相鄰三艙被損后仍能滿足抗沉性要求的船則。若用分艙因數(shù)F來表示，則：對于一艙制：對于一艙制：1.0F0.5對于二艙制：對于二艙制：0.5F0.33對于三艙制：對于三艙制：0

42、.33F0.25因此，分艙因數(shù)F是決定船舶抗沉性要求的關(guān)鍵因素，其具體數(shù)值與船長、用途和業(yè)務(wù)性質(zhì)有關(guān)，在規(guī)范中有詳細規(guī)定。分艙因數(shù)及可浸長度分艙因數(shù)及可浸長度一是采取分艙方法一是采取分艙方法二是增加儲備浮力二是增加儲備浮力1、增加干舷可增大型深或?qū)⑺芘摫谘由斓礁咭粚蛹?、增加干舷可增大型深或?qū)⑺芘摫谘由斓礁咭粚蛹装澹话澹?、減小吃水：當型深不變時，就相當于增加了干舷；、減小吃水：當型深不變時，就相當于增加了干舷；3、增大舷弧以及使橫剖面外傾，均可增大儲備浮力。、增大舷弧以及使橫剖面外傾，均可增大儲備浮力。提高抗沉性的措施提高抗沉性的措施快速性：指在給定主機功率時，船舶航行速度快慢的一快速

43、性：指在給定主機功率時，船舶航行速度快慢的一種性能。它包括：種性能。它包括：1、阻力：、阻力：與主尺度、船型、航速、船舶附體和航行環(huán)境與主尺度、船型、航速、船舶附體和航行環(huán)境有關(guān)有關(guān)2、推進：、推進：推進系數(shù)越高，船舶的推進性能越好。推進系數(shù)越高，船舶的推進性能越好。 概概 述述概概 述述快速性包括快速性包括船舶阻力：船舶阻力：船舶在航行過程中會受到流體（水與空氣）船舶在航行過程中會受到流體（水與空氣）阻止它前進的力，這種與船體運動方向相反的作用力稱阻止它前進的力，這種與船體運動方向相反的作用力稱為船舶阻力。為船舶阻力。船舶阻力：船舶阻力：研究船體在運動過程中所受到的各種阻力研究船體在運動過程

44、中所受到的各種阻力問題。問題。船舶推進：船舶推進：克服阻力的推進器（常用螺旋槳）及船體克服阻力的推進器（常用螺旋槳）及船體相互干擾與匹配問題。相互干擾與匹配問題。船舶阻力的分類船舶阻力的分類應(yīng)該注意的是壓阻力中包含有粘壓阻力和興波阻力兩類不同性質(zhì)的力。應(yīng)該注意的是壓阻力中包含有粘壓阻力和興波阻力兩類不同性質(zhì)的力。興波阻力既使在理想流體中仍然存在，而摩擦阻力和粘壓阻力兩者都興波阻力既使在理想流體中仍然存在，而摩擦阻力和粘壓阻力兩者都是由于水的粘性而產(chǎn)生的，在理想流體中并不存在。是由于水的粘性而產(chǎn)生的，在理想流體中并不存在。船體阻力的分類船體阻力的分類船體阻力的分類船體阻力的分類摩擦阻力（摩擦阻力（Rf） ：作用于船體濕表面的切應(yīng)力所形成的阻力。作用于船體濕表面的切應(yīng)力所形成的阻力。由于水的粘性，從而使船體運動過程中受到粘性切應(yīng)力作用，由于水的粘性，從而使船體運動過程中受到粘性切應(yīng)力作用，亦即船體表面產(chǎn)生了摩擦力亦即船體表面產(chǎn)生了摩擦力興波阻力（興波阻力（Rw）：）：由興波引起的壓力分布的改變所產(chǎn)生的阻力。由興波引起的壓力分布的改變所產(chǎn)生的阻力。船體在運動過程中興起波浪，