第一篇第6章船舶下水計(jì)算

第六章船舶下水計(jì)算

第一節(jié)縱向下水布置概述

第二節(jié)下水階段的劃分

第三節(jié)下水曲線圖

第四節(jié)滑道壓力的計(jì)算

第五節(jié)下水計(jì)算實(shí)例

第六節(jié)下水動(dòng)力學(xué)概述第一節(jié)縱向下水布置概述縱向下水的設(shè)備由固定部分和運(yùn)動(dòng)部分組成：固定部分為在船臺(tái)上由方木鋪成的滑道，稱為底滑道；運(yùn)動(dòng)部分在下水過(guò)程中與船舶一起滑人水中，稱為下水架。下水架的底板稱為滑板，在滑板與滑道之間敷有潤(rùn)滑油脂，使滑板易于滑動(dòng)。下水架的兩端建造比較堅(jiān)毒，以支持船體首尾兩端的尖削部分，分別稱為前支架及后支架。除上述主要設(shè)備外，還有若干輔助設(shè)備，諸如防止船在開始下水之前滑板可能滑動(dòng)的牽牢設(shè)備；防止船在下水過(guò)程中滑板發(fā)生偏斜的導(dǎo)向擋板；使船在下水后能迅速停止于預(yù)定位置的制動(dòng)裝置；有時(shí)為了使船在開始下水時(shí)能迅速滑動(dòng)，還設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置等等?？v向下水布置概述滑道通常采用兩條，中心線之間的距離約為船寬的1/3滑道坡度β一般取為1/12~1/24。小型船舶(100m以下)的β為1/12~1/15;中型船船舶(100~200m)的β為1/15~1/20；大型船舶(200m以上)的β為1/20~1/24,，以免船首部分離地過(guò)高，可以節(jié)省很多墊料支柱和臺(tái)架。船的滑道坡度一般較小，便于施工。但滑道坡度也不宜過(guò)小，否則船將不易滑動(dòng)：船的龍骨坡度α與滑道坡度盡大體相同，有時(shí)α較β約小1/100~1/200。

第二節(jié)下水階段的劃分一、第一階段

二、第二階段三、第三階段四、第四階段一、第一階段自船舶開始下滑至船體尾端接觸水面為止。在這一階段中，船的運(yùn)動(dòng)平行于滑道。設(shè)滑道的坡度為β，下水時(shí)重為W，重心在G點(diǎn)。在這一階段中的作用力有：下水重Wc，包括船體重及下水架重，沿滑道方向的分力N＝Wc·sinβ，垂直滑道方向分力N＝Wc·cos

β滑道的反作用力R,R與Wc在同一作用線上,兩者大小相等方向相反。3．阻止船體下滑的摩擦力F＝f·Wc·cos

β。f為摩擦系數(shù)，其數(shù)值與潤(rùn)滑油脂的性質(zhì)及濕度有關(guān)。f又可以分為靜摩擦系數(shù)fs

（船在開始滑動(dòng)時(shí)）和動(dòng)摩擦系數(shù)fd（船在滑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)），通常．f的數(shù)值為：

fs=0.02~0.07

fd=0.02~0.05第一階段根據(jù)上述分析，船舶在本身重力作用下沿滑道滑動(dòng)的條件是Wc·Sinβ＞fsWc·cos

β

即tanβ>fs可見(jiàn)，船舶沿滑道向下開始滑動(dòng)的必要條件是，滑道坡度尹必須大于靜摩擦系數(shù)，否則船不能滑動(dòng)。船開始滑動(dòng)后在第一階段中，摩擦系數(shù)之?dāng)?shù)值急劇下降為動(dòng)摩擦系數(shù)。第一階段中可能出現(xiàn)的問(wèn)題是船舶能否滑動(dòng)，其中的關(guān)鍵是潤(rùn)滑油脂的摩擦系數(shù)和承壓能力。若潤(rùn)滑劑的摩擦系數(shù)過(guò)大或承壓能力過(guò)低，則船舶不能自動(dòng)下滑，使下水工作遇到故障，這時(shí)通常采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)，頂推滑板前端使船舶沿滑道滑動(dòng)。二、第二階段

自船體尾端接觸水面至船尾開始上浮為止；在這一階段中，船的運(yùn)動(dòng)仍平行于滑道，作用力有：

1．船體下水時(shí)重Wc；

2，浮力ω▽（其中▽為船舶入水部分的排水體積）

3．滑道的反作用力R;設(shè)下水時(shí)重Wc

、浮力ρ▽及反作用力R的作用線至前支架前端的距離分別為lG、lB、lR，如圖6一3所示，第二階段則在該階段中力及力矩的平衡方程式為：

Wc=ω

▽+R

Wc·lG=ω

▽·lB+R·lR

即在計(jì)算浮力ω

▽及浮力位置時(shí)，通常認(rèn)為下水架的自重、重心及其本身的浮力、浮心相當(dāng)，因而只需依據(jù)邦戎曲線計(jì)算船體部分的浮力及浮心位置就行了。第二階段在下水第二階段中，必須注意是否會(huì)發(fā)生艉落現(xiàn)象。當(dāng)船的重心G已經(jīng)過(guò)滑道末端之后，而船尾尚末浮起時(shí)，重力對(duì)滑道末端的力矩Mw=WcSG有使船尾下落的趨勢(shì)，而浮力對(duì)滑道末端的力矩M▽=ω

▽·SB有阻止船尾下落的作用，其中SG和SB分別為Wc和ω

▽作用線至滑道末端的距離。

若ω

▽·SB

＞W(wǎng)cSG，則下水架滑板仍與滑道相緊貼。若ω

▽·SB

＜WcSG

，則船以滑道末端為支點(diǎn)而發(fā)生艉落現(xiàn)象（也稱仰傾現(xiàn)象），如圖6一4所示，此時(shí)反力R集中于滑道末端，使船受到損傷。第二階段艉落是一種很危險(xiǎn)的現(xiàn)象．船舶下水過(guò)程中不允許發(fā)生這種情況。，如果根據(jù)計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生艉落時(shí)．通常采用的方法有：(1)增加滑道水下部分的長(zhǎng)度，在

這種情況下，滑行同樣的距離，使重心經(jīng)過(guò)滑道未端的時(shí)間推遲．從而使WcSG減少．則可增加抗仰傾力矩。(2)在船首部分加壓載，可使重心移向船首，減小重力對(duì)滑道未端的力矩。

(3)增加滑道坡度，在這種情況下，滑道未端在水中的長(zhǎng)度不變，但傾斜較大，滑行同樣的距離時(shí)，可使浮力增加，從而增加抗仰傾力矩。(4)等潮水更高時(shí)下水。三、第三階段

自船尾開始上浮至下水架滑板前端離開滑道為止。當(dāng)船尾開始上浮時(shí)，下水架滑板前端成為支點(diǎn)，因而船尾開始上浮的條件必然是

ω

▽·SB=WcSG在這個(gè)階段中，船舶不再沿平行于滑道的方向移動(dòng)，下水架的滑板只有前支點(diǎn)與滑板相接觸，如圖6一5所示。第三階段艉部開始上浮時(shí)，滑道反力R一般約為（0.25一0.3）Wc。在理淪上，此力集中作用于下水架前支點(diǎn)處，故該處所受到瞬時(shí)壓力很大。船尾開始上浮時(shí)可能出現(xiàn)的不利情況(1)因滑道反力R集中作用于下水架前支點(diǎn)處，可能損壞下水設(shè)備及船體結(jié)構(gòu)；(2)當(dāng)船舶繞前支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，艏柱底部可能撞擊船臺(tái)，損壞船首結(jié)構(gòu)和船臺(tái)。艉浮是船舶下水過(guò)程中必然發(fā)生的現(xiàn)象，通?？刹捎孟铝写胧┮韵纱硕a(chǎn)生的不利情況。第三階段(1)加強(qiáng)前支架處的結(jié)構(gòu)，并使反力平均作用于前支架的全體部分上，這是過(guò)去習(xí)用的老方法。船在下水時(shí)通常都有很強(qiáng)的前支架，并規(guī)定設(shè)置于船體艙壁或強(qiáng)骨架處，船體內(nèi)部則用支柱進(jìn)行臨時(shí)加強(qiáng)、這種措施費(fèi)工費(fèi)時(shí)，現(xiàn)已逐步廢棄而為新方法所代替(2)取消前支架，在滑板與船體之間的相當(dāng)長(zhǎng)度內(nèi)只需添入普通楞木，這些楞木隨船體及滑板一起下水。當(dāng)船尾上浮時(shí)，可使反力分布在相當(dāng)長(zhǎng)度內(nèi)，因而大大降低局部受力，船體內(nèi)部也不必采用支柱臨時(shí)加強(qiáng)。(3)在船尾上浮處前支架下方的滑道結(jié)構(gòu)給予適與加強(qiáng).第三階段(4)兩滑道后端的中間挖一凹槽，如圖6一6所示．以免船價(jià)或下水架碰觸船臺(tái)或河底。四、第四階段

在下水架前支點(diǎn)離開船臺(tái)滑道至船舶停止運(yùn)動(dòng)為止。在下水架前支點(diǎn)離開船臺(tái)滑道末端時(shí)可能有兩種情況：(1)船已完全浮起；(2)船舶的下水重力仍大于浮力，則將發(fā)生艏落現(xiàn)象。如圖6一7(a)所示，前支架離開滑道未端時(shí)的水線與船在自由浮起時(shí)艏吃水之差稱下落或下落高度。第四階段當(dāng)船首下落至靜止水線時(shí)，因有慣性作用，船首將繼續(xù)下沉，這一現(xiàn)象稱艏落。如圖6一7(b)所示。在艏垂線處下沉的最深水線與靜止水線之距離稱艏沉深度．根據(jù)實(shí)際觀察．通常t’≈1.1t。

第四階段在船首下落時(shí)，船首或下水架可能由于碰擊船臺(tái)或河底而引起損傷，因此在下水過(guò)程中最好能避免發(fā)生此類現(xiàn)象，通常可采用的措施有：

(l）增加滑道入水部分的長(zhǎng)度；

(2）等待潮水更高時(shí)下水。

若因條件限制，使艏落現(xiàn)象不能避免，則于船臺(tái)水下部分做出中心凹槽（圖6一6)．并在船臺(tái)滑道末端增加河床深度，以免在下落時(shí)損傷船首和下水架結(jié)構(gòu)。下水船舶在離開滑道以后，由于慣性作用將繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)采取適當(dāng)措施使船停止運(yùn)動(dòng)。第三節(jié)下水曲線圖一、下水曲線圖二、下水計(jì)算

一、下水曲線圖典型的下水曲線如圖6一8所示。橫坐標(biāo)代表行程x，即船在滑道上的移動(dòng)距離．縱坐標(biāo)為力及力矩。下水曲線圖中通常包括下列曲線：(1)下水重曲線Wc;(2)浮力曲線ω

▽；(3)下水重對(duì)于滑道末端的力矩曲線Mw＝Wc·

SG;(4)浮力對(duì)于滑道末端的力矩曲線M▽＝ρ▽

·

SB;下水曲線圖(5)下水重對(duì)于下水架前支點(diǎn)的力矩曲線M’w=WclG(6)浮力ρ▽對(duì)于下水架前支點(diǎn)的力矩曲線M’▽＝ω

▽lB

在下水曲線圖上，下水重Wc與浮力ω

▽曲線之差即為船在不同行程時(shí)滑道的反力R。M’w直線與M’▽曲線的交點(diǎn)（圖中A點(diǎn)）表示船尾開始上浮，與之相應(yīng)的x1表示船尾開始上浮時(shí)的行程數(shù)值。根據(jù)圖中的M▽曲線與Mw曲線，可判斷船舶在下水過(guò)程中是否發(fā)生艦落現(xiàn)象。若M▽曲線位于Mw曲線之上，則表示在整個(gè)下水過(guò)程中，M▽總是大于Mw，因而不會(huì)發(fā)生艉落現(xiàn)象。圖6-8中的ω▽

、M▽

、M’▽曲線，在艉浮以后的那部分已沒(méi)有實(shí)際意義。下水曲線圖因?yàn)轸焊∫院?，船舶不再平行于滑道的方向運(yùn)動(dòng)，所以這一部分的曲線無(wú)實(shí)際意義。當(dāng)下水進(jìn)人第三階段后，其浮力隨行程的變化規(guī)律如圖中的B點(diǎn)以后的曲線所示。設(shè)行程x2表示下水架前支點(diǎn)已離開滑道末端，若此時(shí)浮力小于下水重，則發(fā)生艏落現(xiàn)象。

二、下水計(jì)算

(1)盡可能正確地計(jì)算下水重力及重心位置。(2)繪制如圖6-9所示的下水布置圖，并注明有關(guān)尺寸。(3)確定船舶滑行某一距離x時(shí)的艏艉吃水。設(shè)L為船舶垂線間長(zhǎng)；α為龍骨坡度（以弧度計(jì)）；β為滑道坡度（以弧度計(jì)）;h為船在未滑動(dòng)時(shí)艏垂線處的龍骨基線在水面以上的高度。

下水計(jì)算當(dāng)船沿滑道向下滑行距離x以后，艏艉吃水為：

TF=-h+xβ(6-4)TA=-h+xβ+Lα根據(jù)式(6一4)可以把船在各不同行程x(例如x=60m,80m100m等等）時(shí)的艏艉吃水算出：(4)在邦戎曲線圖上畫出相當(dāng)于上述不同行程x時(shí)的水線。如圖6-10所示，然后用數(shù)值積分近似算出每一水線下的浮力ρ▽及浮心縱向位置，據(jù)此可進(jìn)一步分別求出浮力對(duì)于前支點(diǎn)及滑下水計(jì)算道末端的力矩M’▽

及M▽

，這樣，便可得出不同行程x時(shí)的ω▽、M▽及M’▽數(shù)值。同時(shí)根據(jù)下水重力Wc及重心C點(diǎn)位置，可算出Mw及M‘w。

(5）已知下水重力Wc及各不同行程x時(shí)的ω

▽、M▽及M’▽Mw及M‘w等數(shù)值，便可繪制如圖6一8所示的下水曲線圖。由M’▽及M‘w的交點(diǎn)（圖中A點(diǎn)）可知船尾開始上浮的行程x1。(6）計(jì)算船尾上浮以后的浮力

船尾上浮以后，浮力對(duì)前支點(diǎn)的力矩M’▽必須等于下水重力對(duì)前支點(diǎn)的力矩M‘w，據(jù)此可以求出尾浮以后的浮力。具體計(jì)算方法為先選定某一行程x值（應(yīng)大于x1)下水計(jì)算，計(jì)算船舶在前支點(diǎn)處的吃水，然后假定若干個(gè)艉吃水，在邦戎曲線圖上畫出這些水線，并量出各橫剖面面積，應(yīng)用數(shù)值積分法算出每一吃水時(shí)的浮力、浮心位置及浮力對(duì)前支點(diǎn)的力矩M’▽。最后以艉吃水為橫坐標(biāo)，繪制浮力ρ▽的曲線、M’▽曲線、M‘w曲線，如圖6一11所示。M’▽及M‘w的交點(diǎn)即表示M’▽=M‘w，這一交點(diǎn)的艉吃水即為艉浮以后在行程x時(shí)處的船舶實(shí)際情況。其正確的浮力液可在ρ▽曲線上查得。下水計(jì)算另外，再似定兒個(gè)x值，同樣可算出在各x值時(shí)船舶的尾吃水和實(shí)際浮力，這樣就可在下水曲線圖上畫出船尾上浮以后的浮力曲線，如圖6一8中的B點(diǎn)以后的曲線。在行程x2（相當(dāng)于前支點(diǎn)離開滑道末端）處，若浮力小于下水重力，則將發(fā)生艏落現(xiàn)象。(7）為了估算船在入水后的浮態(tài)及穩(wěn)性，尚需根據(jù)初穩(wěn)性中的基本原理計(jì)算船舶下水后的艏艉吃水及初穩(wěn)心高。

第四節(jié)滑道壓力的計(jì)算

在船尾上浮以前，滑道所受壓力隨船由滑道向下滑動(dòng)的位置而變化·為了保證船舶安全下水，還應(yīng)對(duì)滑道壓力進(jìn)行計(jì)算，以便檢驗(yàn)潤(rùn)滑油脂、滑道及前支架是否能承受該項(xiàng)壓力。船舶在下水過(guò)程中，滑道上的受力情況是變化的，故對(duì)壓力計(jì)算也需分段進(jìn)行。一、下水第一階段二、下水第二階段

一、下水第一階段在此階段，由于船舶始終與滑道接觸，船舶尚未獲得浮力，整個(gè)下水重力完全由滑道支承，考慮滑道的坡度很小，因此滑道的反力R等于下水重力Wc，即式中：lG―Wc作用線至前支架前端的距離；lR-R作用線至前支架前端的距離。事實(shí)上，Wc是下水船舶各部分重力的合力，而R則為滑道上各部分壓力的合力?；缐毫ρ鼗迮c滑道接觸長(zhǎng)度ls部分的實(shí)際分布情況比較復(fù)雜，在具體計(jì)算時(shí)，可假定它按梯形規(guī)律分布，如圖6一12所示。

下水第一階段假定下水滑道為兩條，每條滑道的寬度為b，滑板前端和后端處滑道所受的壓力分別為p1和p2，則解上述聯(lián)立方程得:二、下水第二階段在此階段，船體尾部進(jìn)入水中，開始受到浮力的作用，滑道的反力R及其作用線至前支架前端的距離lR可由下式?jīng)Q定：滑板與滑道接觸長(zhǎng)度前后端處所承受壓力情況視反力R作用點(diǎn)的位置而定。

有下列幾種情況。下水第二階段(1)當(dāng)時(shí)，滑道壓力為梯形分布，則接觸長(zhǎng)度前后端處所承受壓力為(2)當(dāng)時(shí)，滑道壓力為三角形分布，則接觸長(zhǎng)度前后端處所承受壓力為下水第二階段(3)當(dāng)lR<ls/3時(shí)，后支架已越過(guò)滑道末端·下水架的滑板與滑道接觸有效長(zhǎng)度為l’s=3lR。滑道壓力沿有效長(zhǎng)度l’s的分布為三角形分布規(guī)律，滑道壓力沿有效長(zhǎng)度l’s的分布如圖6一14所示。前端及后端處附道所承受的壓力為(4)當(dāng)船尾開始上浮時(shí)，反力R集中作用于滑板前端，設(shè)而支架處平均受壓的長(zhǎng)度為lp，則船尾上浮時(shí)該處滑道所受的壓力為第五節(jié)下水計(jì)算實(shí)例下水計(jì)算實(shí)例船長(zhǎng)L=150.3m下水重力

Wc=4335t(42483KN)Wc作用線至前支架的距離lG=63.45m龍骨坡度α=1/22滑道坡度β=1/22潮水在滑道末端處的高度為3.38m一、下水曲線計(jì)算1、艉浮計(jì)算船在未滑動(dòng)時(shí)(x=0)，艏垂線處龍骨線在水面以上的高度船舶滑行距離xm后的有關(guān)計(jì)算式是艏吃水艉吃水Wc作用線至滑道末端的距離浮力至前支架的距離浮力至滑道末端的距離艉浮計(jì)算其中x’B為浮心至艉垂線的距離算出各滑行距離時(shí)的艏艉吃水如下表：然后在邦戎曲線上畫出相當(dāng)于上述不同行程時(shí)的水線，并列表計(jì)算每一條水線下的浮力及浮心縱向位置。艉浮計(jì)算浮力浮心至艉垂線的距離艉浮計(jì)算艉浮計(jì)算(1)在行程x=122.6m處船尾開始上浮。(2)船尾上浮時(shí)前支架受力R=820t(8036KN)在第二階段中，M▽>Mw,而且船尾上浮時(shí)重心仍在滑道末端之前，故可能發(fā)生船尾下落現(xiàn)象。2．全浮計(jì)算

船尾上俘以后，前支架仍沿滑道運(yùn)動(dòng)，在行程為x時(shí)，前支點(diǎn)的吃水為T＝一h+(x+l)β式中l(wèi)為前支點(diǎn)至艏垂線的距離，且l=150.3-132.85=17.45m

。由于船尾上浮以后、實(shí)際的艉吃水暫時(shí)無(wú)法確定，故只能應(yīng)用試探方法，即假定兒個(gè)艉吃水。

在該貨船的全浮計(jì)算中，取三個(gè)行程（x=140m,160m,180m)，對(duì)每個(gè)行程又假定四個(gè)艉吃水艉浮計(jì)算當(dāng)x=180m時(shí)，前支點(diǎn)處的吃水經(jīng)計(jì)算為1.844m,假定四個(gè)艉吃水為3m、4m、5m、6m。于是可在邦戎曲線圖上畫出上述四根水線，并列表計(jì)算甸一水線下的浮力及浮心縱向位置，其表格形式、計(jì)算步驟與表6一1相同，這里只將最后結(jié)果列入表6一3。

艉浮計(jì)算根據(jù)上表中的數(shù)值繪制全浮輔助曲線．如圖6一17所示從圖中可以肴出，M‘w與M’▽相交時(shí)浮力ρ▽=4430t按同樣辦法可得當(dāng)x=140m時(shí)，

ρ▽=3750t當(dāng)x=160m時(shí)，

ρ▽=4070t將上述三個(gè)行程的ρ▽數(shù)值畫圖，即得船尾上浮以后浮力隨行程x的變化曲線。可見(jiàn)，當(dāng)x=175.8m時(shí)，Wc=ρ▽,船舶全浮。二、滑道壓力計(jì)算該貨船下水架規(guī)格：長(zhǎng)度ls=131.1m滑板的寬度b=0.72m,兩根滑道前支架能承受壓力的長(zhǎng)度為7m重心至前支架中點(diǎn)的距離lG=63.45m重心至前支架前瑞的距離l’G=63.45+3.5=66.95m下水架的重力

200t(1960KN)前支架前瑞到滑道末端的距離63+132.85+3.5=199.35m1、下水第一階段滑道壓力的計(jì)算下水重力Wc=4335+200=4535t(44443KN)接觸長(zhǎng)度ls=131.1m反力R的作用線至前支架前瑞的距離lR=l’G=66.95m滑道壓力計(jì)算根據(jù)式（6-7）可得：滑板前端的壓力滑板后端的壓力平均壓力

滑道壓力計(jì)算2、下水第二階段滑道壓力的計(jì)算滑道壓力計(jì)算3．船尾上浮時(shí)前支架壓力的計(jì)算這時(shí)反力只集中于前支架上，情況比較嚴(yán)重，故應(yīng)特別注意。為了避免前支架處反力R過(guò)于集中，該貨船下水時(shí)采用鉸鏈?zhǔn)角爸Ъ埽采细r(shí)可繞鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，因此反力R可以均勻分布于整個(gè)前支架的長(zhǎng)度上。在船尾上浮時(shí)，反力R=820t(8036kN)

前支架長(zhǎng)度lp=7m故滑道壓力滑道壓力計(jì)算至此，已經(jīng)求得了該貨船在下水過(guò)程中滑道所受的壓力，接下去應(yīng)查看一下滑道是否夠承受這些壓力。圖6一15下方的數(shù)據(jù)是船臺(tái)滑道能夠承受的壓力極限數(shù)值。從下水第一階段和第二階段的計(jì)算來(lái)看，前支架端點(diǎn)的壓力都沒(méi)有超過(guò)275kPa

，后支架端點(diǎn)的壓力有達(dá)到294kPa的數(shù)值，但此時(shí)后支點(diǎn)早已進(jìn)人加強(qiáng)區(qū)域。在船尾上浮時(shí)，前支架處壓力高達(dá)795kPa

，此時(shí)行程為x=122.6m，前支架位于滑道（艏端）122.6+17.5=140.1m處，亦即在滑道加強(qiáng)區(qū)域，而該處的最大承受壓力為882kPa

，因此是安全的。最后，對(duì)潮水高度變化時(shí)下水曲線計(jì)算的一簡(jiǎn)要討論。在進(jìn)行下水計(jì)算時(shí)，是根據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)決定的，但潮水高度滑道壓力計(jì)算受風(fēng)力、風(fēng)向及氣壓等因素的影響較大，船舶下水的實(shí)際高度未必與預(yù)測(cè)數(shù)值相同。故除對(duì)預(yù)測(cè)水線位置進(jìn)行計(jì)算外，還需對(duì)較低的一、二種水位進(jìn)行下水計(jì)算，以使下水工作因意外延誤或潮水沒(méi)有達(dá)到預(yù)期高度時(shí)，可當(dāng)場(chǎng)決定下水是否安全。如果已知某一水位的下水曲線，則可用下列方法簡(jiǎn)便而迅速地求得另一水位時(shí)的下水曲線?；缐毫τ?jì)算如圖6一18所示，設(shè)已有潮水線WZ時(shí)的下水曲線，現(xiàn)要求計(jì)算較低水線W1L1時(shí)的下水曲線。從圖6一18中可以看出，船上任何一點(diǎn)在低潮到達(dá)L1時(shí)，其浮力及浮心位置曲線參照?qǐng)D6一8，將每點(diǎn)向左移動(dòng)d=t/β即可。低潮的ρ▽SB曲線可照高潮的曲線向左移t/β

，并將其數(shù)值增加ρ▽·SB。這是因?yàn)樵诟×ο嗟葧r(shí)，低潮之浮心與滑道后端的距離增加了t/β

。實(shí)際上，可用下列更簡(jiǎn)便的辦法將高潮的行程x改為x＋(t/β

），并將ρ▽·SB的數(shù)值增加ρ▽·t／β

，即得低潮時(shí)的下水曲線。。第六節(jié)下水動(dòng)力學(xué)概述

在前面幾節(jié)中，主要從靜力學(xué)的角度討論了船舶下水問(wèn)題，即認(rèn)為下水船舶瞬時(shí)是靜止的，并以此來(lái)計(jì)算船舶下水時(shí)的艇浮、全浮、滑道壓力及判斷是否會(huì)發(fā)生艇落、舶落等現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算結(jié)果大體與實(shí)際相符。但是，實(shí)際上船舶下水是一種復(fù)雜的動(dòng)力現(xiàn)象，船體的下滑運(yùn)動(dòng)與其所受的作用力密切有關(guān)。如果需要了解船舶在下水過(guò)程中的速度、加速度以及船舶停止時(shí)的行程等問(wèn)題，則應(yīng)根據(jù)動(dòng)力學(xué)的基本原理進(jìn)行研究。由于船在下水過(guò)程中的各種動(dòng)力因素比較復(fù)雜，一般不進(jìn)行此項(xiàng)計(jì)算，這里僅作簡(jiǎn)略的介紹。一、船舶下水的運(yùn)動(dòng)方程根據(jù)牛頓第二定律，船體在「水過(guò)程中所受到的合力F等于其質(zhì)量乘以加速度．因此船舶下水的運(yùn)動(dòng)方程為式中F是沿運(yùn)動(dòng)方向作用在船體上各種力的總和。在下水的各個(gè)階段中，船舶受力如下第一階段，船舶僅受到重力的分力Wcsinθ和摩擦力fWccos

θ的作用；第二階段，船舶受到重力的分力Wccosθ

、浮力的分力一ρ▽sinθ、摩擦力-f(Wc-ρ▽)cos

θ和水阻力一R的作用；船舶下水的運(yùn)動(dòng)方程第三階段，船舶受到重力的分力Wccosθ

、浮力的分力一ρ▽sinθ、摩擦力-f(Wc-ρ▽)cos

θ和水阻力一R的作用；第四階段，船舶僅受到水阻力一R和制動(dòng)力一fcd

的作用其中θ為船舶運(yùn)動(dòng)方向與水平線之間的夾角，在第一、第二階段中,θ等于滑道坡度β；在第三階段中，船尾已經(jīng)上浮,θ逐漸減??；在第四階段中，θ=0。浮力ρ▽與船舶的滑行距離有關(guān)，可從下水曲線中查得。水阻力R與船體入水的體積及下滑速度等因素有關(guān).由于船體下階是變速運(yùn)動(dòng)，悄況比較復(fù)雜，目前尚無(wú)可靠的正確汁算方法，通?？蓪⑺枇懽?/p>

船舶下水的運(yùn)動(dòng)方程式中K一水阻力系數(shù)；

ρ▽―船舶在某一瞬間的浮力；

v―船舶在該瞬間的下淤速度。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出估算水阻力系數(shù)的平均統(tǒng)計(jì)公式由F=Wc(sinβ-fcos

β)得在x處下滑加速度

a=g(β-f)所以2va=2vg(β-f)積分得

v2=2gx(β-f)船舶下水的運(yùn)動(dòng)方程在下水的第二、三階段設(shè)船舶滑行至x處的速度為vi,浮力為ρ▽i,滑行至x+δx處的速度為vi+1,浮力為ρ▽i+1,當(dāng)δx較小時(shí)．船舶下水的運(yùn)動(dòng)方程將上述結(jié)果代人式（6