浮性概述重量和重心計(jì)算

船舶原理與性能計(jì)算項(xiàng)目二：浮性的分析與計(jì)算1、浮性概述2、船舶重量和重心位置計(jì)算一、浮性的概念船舶裝載一定的載荷，能浮于一定水面位置而不沉沒的能力。二、船舶平衡條件1、重力（俗稱為重量W

），單位為噸（t），其作用點(diǎn)稱為重心G(xG，yG，zG)。

2、浮力ω（俗稱為排水量或D：排開的水質(zhì)量），單位為噸（t），其作用點(diǎn)（即排水體積的形心）稱為浮心B(xB，yB，zB)。其中：

ω（或ρ）為水密度，在船舶靜力學(xué)中一般取：

ρ淡水＝1.0t/m3，ρ海水＝1.025t/m3

為排水體積，單位為m3。一、浮性的概念WGD或△B重力與浮力二力平衡。由物理學(xué)可知，在討論船舶浮性問題時(shí)，要考慮重量和排水量的大小，同時(shí)還要考慮重心G和浮心B位置。二、浮態(tài)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。

一、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d。yoxoBLAPFPWLzzdd△BWGxG=xB△BWGzBzG

二、橫傾船舶中橫剖面垂直于靜止水面，但中縱剖面與靜止水面成一角度的浮態(tài)。即船舶產(chǎn)生了橫向傾斜的浮態(tài)。

1、平衡方程式

橫傾角（表示橫傾的程度大?。河覂A為正，左傾為負(fù)。

2、表征參數(shù)：吃水d、橫傾角。yoxoBLAPFPWLzzd△BWGxG=xB△BWGzBzGyByGφyoz△BWGzBzGyByG橫傾水線正浮水線φ

三、縱傾船舶船舶中縱剖面垂直于靜止水面，但中橫剖面與靜止水面成一角度的浮態(tài)。即船舶產(chǎn)生了縱向傾斜的浮態(tài)。

1、平衡方程式：

縱傾角（表示縱傾的程度大?。呼純A為正，艉傾為負(fù)。

2、表征參數(shù)：平均吃水d、縱傾角。yoxoAPFPzzd△BWGzG△BWGzBzGxGzBxBθdFdA

四、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d、橫傾角、縱傾角。xoAPFPz△BWGzGxGzBxBθdFdAoz△BWGzBzGyByGφy討論：

1、船舶的正浮、橫傾、縱傾三種浮態(tài)是任意浮態(tài)的特例，例如正浮是任意浮態(tài)在橫、縱傾角為零時(shí)的特例。

2、船舶的浮態(tài)均可用（平均）吃水d、橫傾角和縱傾角來表征。

3、某些船舶如拖船、游艇等，有時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)就令其首尾吃水不同（龍骨有設(shè)計(jì)斜度，目的是為了增大螺旋槳的直徑D），這是一種設(shè)計(jì)縱傾，與上述縱傾的概念是不相同的。

4、一般情況下，重心G在浮心B之上，即zG＞zB。

5、一般船舶在設(shè)計(jì)時(shí)或正常使用情況下，通常都應(yīng)處于正浮或稍有尾傾狀態(tài)。至于橫傾狀態(tài)、大角度縱傾狀態(tài)和任意狀態(tài)往往都由于外力作用或船上重量位置的改變或船舶破損后進(jìn)水等引起,不適當(dāng)?shù)母B(tài)對(duì)船舶的使用及航行性能等都是很不利的。xoAPFPz△BWGzGxGzBxBθdFdAoz△BWGzBzGyByGφy6、在實(shí)際應(yīng)用中，縱傾角很難直接測(cè)出，一般都是以首尾吃水差（縱傾值）t表示，因此更普遍的船舶浮態(tài)表征參數(shù)是：首吃水dF、尾吃水dA和橫傾角。其它參數(shù)均可用這三個(gè)參數(shù)表示：

1）平均吃水d（即船中處的吃水）：d＝（dF＋dA）/22）縱傾（值）t（表示縱傾的大小）：t＝dF－dA3）縱傾角：tan＝t/L（L為垂線間長）oAPFPz△BWGzGxGzBxBθdAdFt

7、從以上各種浮態(tài)的分析中可知,在討論船舶的浮性問題時(shí),最關(guān)鍵的是研究船舶的重量和排水量、重心和浮心之間的相互關(guān)系及它們的計(jì)算方法。

船舶的重量、重心可根據(jù)總布置圖和其他有關(guān)圖紙及技術(shù)資料進(jìn)行分析計(jì)算。

排水量和浮心則需依據(jù)型線圖和型值表進(jìn)行分析計(jì)算。

從以上各種浮態(tài)的分析中可知：在討論船舶的浮性問題時(shí)，最關(guān)鍵的是研究船舶的重量和排水量、重心和浮心之間的相互關(guān)系及它們的計(jì)算方法。

重量和重心可根據(jù)總布置圖等有關(guān)圖紙及技術(shù)資料進(jìn)行分析計(jì)算，而排水量和浮心則需依據(jù)型線圖和型值表進(jìn)行分析計(jì)算。后述內(nèi)容將以此思路進(jìn)行學(xué)習(xí)。一、船舶重量和重心的計(jì)算

1、船舶的重量船舶總重量是船上各項(xiàng)重量的總和。若已知各個(gè)項(xiàng)目的重量Wi，則總重量W可按下式求得：

W=W1+W2+W3+···+Wn=

n：組成船舶總重量的各個(gè)重量項(xiàng)目的數(shù)目。三、船舶重量、重心計(jì)算2、船舶的重心

若已知各個(gè)項(xiàng)目的重量Wi的重心坐標(biāo)位置（xi、yi、zi），則船舶總體的重心位置（xG、yG、zG

）可按右式求得。說明：為避免船舶處于橫傾，在船舶建造與營運(yùn)中，應(yīng)設(shè)法使yG=0，即船舶的重心位于中縱剖面上。討論：組成船舶重量的名目雖多，但可歸納為兩大類：

1、固定重量（LW）包括船體鋼料重量（Wh）、木作舾裝重量（Wf）、機(jī)電設(shè)備重量（Wm）等。它們的重量和重心位置在船舶的使用過程中是固定不變的（不隨船舶的裝載而改變），也稱為空船重量，或稱船舶自重。LW＝Wh＋Wf＋Wm

2、可變重量（DW）包括貨物、船員、旅客、行李、淡水、糧食、燃料、潤滑油等重量。這些重量和重心位置隨船舶的裝載而改變，也稱為載重量。船舶重量是空船重量與載重量之和，W＝LW＋DW。

載重量與載貨量是兩個(gè)不同的概念。

思考：××噸貨船、××客位客船中的“××”指的是什么？

例如：某萬噸級(jí)貨船的滿載出港排水量為17480t，其中空船重量為5567t，載重量為11913t。載貨量為10178t，人員、淡水、燃料、糧食等為1735t，

從這組數(shù)據(jù)中，你體會(huì)到了什么?

由于船舶在實(shí)際使用中載重量和排水量總是變化的。因此，需要定義若干典型裝載情況（簡稱載況）及相應(yīng)的排水量來反映船舶的各種技術(shù)性能。民用船舶的典型排水量一般分為：

1、滿載出港排水量指在船上裝載設(shè)計(jì)規(guī)定載重量（即載重量滿額，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。四、民用船舶的典型排水量

2、滿載到港排水量：滿客、貨，到達(dá)港