船舶适航性基本知识

2012年 2月 22日星期三1• 船舶发展与分类• 船舶强度• 船舶结构• 船舶管路系统• 船舶适航性基本知识• 船舶适航性控制第二章船舶适航性控制2012年 2月 22日星期三2¾载重线和吃水标志¾船舶浮力¾船舶稳性第五节船舶适航性基础知识2012年 2月 22日星期三31.载重线和吃水标志¾干舷与储备浮力¾载重线标志¾水尺2012年 2月 22日星期三4一、 储备浮力和最小干舷• 1)储备浮力• 满载水线 (即设计水线 )以上 的 船体水密空间容积所具有的浮力称为储备浮力海船的 储备浮力约为满载排水量的 20％ —50％2012年 2月 22日星期三52)干舷• 指的是 船舶夏季最小干舷 ， 它是在船中处，沿舷侧从夏季载重水线量至干舷甲板上表面的垂直距离• 干舷甲板 是根据载重线公约要求的用于 计量最小干舷 的 基准甲板 ，通常就是指 船体最高一层露天全通甲板 • 干舷 是用于衡量 船舶储备浮力大小 的一个尺度干舷越大，载重水线以上的水密空间就越大，即储备浮力越大• 最小干舷高度的大小 是由船舶的长度、型深、方型系数、上层建筑、舷弧、船舶种类、开口封闭情况及船舶航行的区带、区域、季节期和航区决定的。

2012年 2月 22日星期三6• 二、甲板线• 甲板线为一长300mm、宽25mm的水平线， 勘划于船中处的每侧 ，其 上边缘一般应经过干舷甲板上 表面向外延伸与船壳板外表面之交点2012年 2月 22日星期三7•三、载重线标志• 1)作用：用以 确定船舶 在不同航行区带、区域和季节期应具备 的最小干舷 ，以保证船舶具有 足够的储备浮力和航行安全 • 2)位置：勘划在 船中的两舷 外侧• 3)度量：以载重线的 上边缘 为准• 4)颜色：对圆圈、线段和字母，当船舷为暗色底者，应漆成 白色或黄色 ，当船舷为浅色底者，应漆成 黑色 2012年 2月 22日星期三8• ①甲板线是一条长 300mm、宽 25mm、与干舷甲板上表面 (有木铺板时，为木铺板的上表面 )相切的水平线段• ②载重线圈由三部分组成，一是一个圆圈，圆圈中心位于船中处，圆圈中心到甲板线上边缘 的距离为夏季最小干舷；二是一条上边缘通过圆圈中心的 水平线段；三是位于圆圈两侧的两个字母 • ③载重线TF一热带淡水载重线；• （ TROPICAL）• F一夏季淡水载重线；• T一热带载重线；• S一夏季载重线；• W一冬季载重线；• WNA一北大西洋冬季载重线。

• （ WINTER NORTH ATLANTIC）不装载木材甲板货船舶的右舷载重线标志2012年 2月 22日星期三9• 各类船舶航行区域、季节及装载 货种的不同，载重线标志的形式也各不相同• （ 1）国际航行船舶的载重线标志•2012年 2月 22日星期三10• 载重线标志的形式还与船舶种类有关对于运木材船，它的干舷比一般货船小木材载重线勘划在载重线标志 向船尾一侧 ，在各载重线规定字母前面“L” (Lignum)，如图 1-10所示2012年 2月 22日星期三11• （ 2）国内航行船舶的载重线标志• 国内航行船舶的载重线标志有两个特征： —个是由于我国沿海岸附近风浪较小，所以国内航行船舶的载重线标志中无 “冬季载重线 ”和 “北大西洋冬季载重线 ”； 二是国内航行船舶的 最小干舷值 比国际航行船舶要 小一些 • 各载重线上的字母代表意义如下：• RQ—热带淡水载重线；• Q一夏季淡水载重线：• R—热带载重线；• X一夏季载重线；• M—木材；• ZC—中国船级社• (汉语拼音缩写 )2012年 2月 22日星期三12• （ 3）两点说明• ①上述所涉及的 “夏季 ”、 “冬季 ”等季节并不是四季中的夏季和冬季，而是根据该海区的风浪大小与频率来划分的。

至于哪些区域属 “热带 ”、 “夏季 ”或 “冬季 ”区域，在载重线公约中都有详细的规定• ② 我国的国际航行和国内航行的船舶，载重线圈上的水平线段都对准夏季 载重线2012年 2月 22日星期三13• 6.其他标志• 1)船名和船籍港标志： 船尾船名字高比船首小10%～20%， 船籍港字高为尾船名字高的 60%～70%• 2)烟囱标志： 用以表示船舶所属公司的标志，该标志勘划于烟囱左右两侧的高处烟囱标志由各航运公司自行规定其颜色和图案，以便识别• 3)分舱与顶推位置标志• 6.吃水指示系统吃水遥测系统目前主要有三种类型： 浮子式遥测系统；超声波探测式遥测系统；吹气式遥测系统2012年 2月 22日星期三14• 尾船名与船级港• 1)船底2)舷侧1)船底2)舷侧 标志2012年 2月 22日星期三15• 四、水尺水 尺是表示船舶吃水的标记，也称吃水标志它是用数字和线段刻画在船首、尾和船中两舷的船壳板上，分别标明相当于首垂线、尾垂线和船中横剖面处的实际吃水值单位制：m或cm为单位每个数子高为10cm(英国6in)，字与字的间隔也为10cm(6in)读取吃水时，看水面与水尺下缘相切的位置数字。

2012年 2月 22日星期三162 船舶浮力¾船舶静浮于水中的平衡条件¾船舶的浮态¾船舶重量和重心坐标的计算¾船舶排水量和浮心坐标的计算¾漂心与每厘米吃水吨数¾舷外水密度改变对吃水的影响2012年 2月 22日星期三17• 1．船舶浮性的基本概念• 船舶在各种载重情况下，保持一定浮态的性能为船舶浮性• 1)船舶重力与浮力、重心与浮心2012年 2月 22日星期三18• 船舶重力的大小，等于船舶重量 (严格地说应为船舶质量 W)与重力加速度 g的乘积，即 W·g重力的作用中心 (或作用点 )称为 重心，通常用符号“G”表示 ，坐标为 XG、 YG、 ZG• 船舶浮力的大小，等于船舶排水量 D与重力加速度 g的乘积，即 D·g浮力的作用中心 (或作用点 )称为 浮心， 它是水线下船体体积的几何中心通常用符号 “B”表示， 坐标为 XB、 YB、 ZB• 根据阿基米德原理：D=ρ V（ t）（1-1）式中： D-----排水量， t； V-----排水体积， m3；ρ ------ 舷外水的密度， t/m3；标准淡水ρ =1． 000 t／ m3，标准海水ρ =1． 025 t／ m3。

2012年 2月 22日星期三19• 2)船舶静浮于水中的平衡条件船舶静浮于水中的平衡条件应是：作用于船上的重力 W·g和浮力 D·g必须大小相等方向相反W · g = D · gW = D (1-2)装卸货时船舶平衡状态的变化情况：船舶静浮于水中并处于平衡状态 (不管处在什么浮态 )，在装货时，因装货使船舶重量大于原排水量而下沉，破坏了原平衡状态但船舶下沉使船舶排水量增加，当船舶下沉到新的排水量与装货后的船舶重量相等时，船舶不再下沉，即船舶在新的水线位置上 处于新的平衡状态反之， 亦然2012年 2月 22日星期三20• 2．船舶的浮态• 船舶浮于静水的平衡状态称为船舶浮态有正浮、横倾、纵倾和横倾加纵倾 4种，可以用船舶吃水 d、横倾角θ、纵倾角φ或吃水差 t等参数表示• 1)正浮船舶既无横倾又无纵倾的漂浮状态称为正浮船舶处于正浮状态的条件是船舶的重心 G与浮心 B左右位置一致 (都在船中 )、前后位置也一致 (一般在中部附近 )此时，船舶吃水全部相等，所以船舶 正浮只需用吃水 d来表示即可 2012年 2月 22日星期三21• 2)横倾船舶只有横向倾斜而无纵向倾斜的漂浮状态称为横倾。

船舶的重心与浮心位置只能保持前后方向一致，左右方向不一致船舶横倾时，由于船舶首尾吃水相等，而左右吃水不相等，因此产生一个横倾角θ横倾角θ是船舶横倾后的水线与正浮时水线之间的夹角，通常右倾θ为正，左倾θ为负船舶 横倾一般用吃水 d和横倾角θ两个参数表示其浮态2012年 2月 22日星期三22• 3)纵倾• 船舶只有向船尾方向或向 船首方向倾斜而无横向倾斜的漂浮状态称为纵倾 船舶纵倾时，产生一个首尾吃水差 t以及一个纵倾角φ• 吃水差，是首吃水 dF和尾吃水 dA之差，即t = dF－ dA（ m）（1－ 3）纵倾角φ是船舶纵倾后的水线面与正浮时的水线面相交的角度通常首纵倾φ为正，尾纵倾φ为负• 纵倾的大小，通常用吃水差 t或纵倾角φ来表示2012年 2月 22日星期三23• 4)横倾加纵倾 (任意倾斜状态 )• 横倾加纵倾是船舶既有横倾又有纵倾 的一种漂浮状态 通常用 横倾角θ、纵倾角φ或吃水差 t表示• 综上所述，船舶的重量、重心位置、排水量和浮心位置四者之间的相互关系决定了船舶的漂浮状态2012年 2月 22日星期三24• 3. 船舶排水量随吃水而变化的规律由于船舶排水量 D = ρ ·V，所以船舶排水量随吃水而变化的规律，实际上就是船舶排水体积随吃水而变化的规律。

当船体几何形状一定时，船舶排水量是只随吃水 d在变化的，可表示为 D = f（ d）将 D = f（ d）曲线与其他表示船舶静水力性能的曲线绘在同一张图中，称为船舶静水力曲线图• 1)船舶静水力曲线图船舶静水力曲线图表达了船舶在 静止正浮状态下 浮性和稳性 参数 等随吃水而变化的规律图 1—15 所示为某货船的静水力曲线图其竖坐标表示吃水 d (m)，横坐标用厘米 (cm)表示 应用船舶静水力曲线图可方便地求出在各 种装载情况下，即对应于不同吃水时船舶 浮性和稳性 的参数2012年 2月 22日星期三252012年 2月 22日星期三26• 2) 载重量表尺将几个主要的、静水力曲线如排水量、载重量、干舷等随吃水的变 化列成表格形式，称为载重量表尺，如图 1-16所示静水力曲线图和载重量表尺只适用于船舶在正浮 状态下，根据吃水查有关参数值，但船舶有微纵倾时 可近似使用2012年 2月 22日星期三272012年 2月 22日星期三28• 4．船舶的浮态变化当装卸货物、船内重物移动以及舷外水 密度改变时，船舶的浮态都会发生变化• 1）装卸货物对船舶浮态的影响• (1)在船舶漂心垂线上装卸少量货物（ 货物重量小于排水量的 10% ）在船舶漂心垂线上任意位置装卸少量货物，只改变船舶的平均吃水，即船舶平行沉浮。

船舶漂心是指船舶水线面面积的几何中心， 通常用符号 “F”表示，其坐标为 XF (通常 YF=0)，对于不同吃水，漂心的坐标是不同的将装卸少量货物时船舶吃水 平行于水线面增、减 1 cm时所引起排水量增减的吨数称为 每厘米吃水吨数，用符号“TPC"表示 2012年 2月 22日星期三29• 据 TPC的定义，当吃水改变量△ d = 0.01m时，所引起排水量的改变量为：TPC = 0.0l Aw×ρ (t) (1—4) 《 0.0l Aw =V》式中： Aw——某吃水时的水线面面积， m2；ρ ———舷外水的密度， t／ m3由于水线面面积 A w是随吃水而变化的，即 Aw = f (d)，所以 TPC也随吃水而改变，即TPC = f (d)，可将 TPC = f (d) 绘于船舶静水力曲线图中2012年 2月 22日星期三30• TPC的主要用途是：• ①在船舶静水力曲线图中，查出某吃水时的TPC数值 , 就能方便地求出在该吃水装卸少量货物 p吨以后的船舶吃水改变量△ d，即：△ d = P / TPC (cm) (1—5)②或根据吃水的改变量求出船舶装卸的重量。

P2012年 2月 22日星期三31(2)在任意位置装卸少量货物在船舶任意位置装卸少量货物，不仅吃水改变，还由于装卸少 量货物的重力与排水量增减产生的浮力不是作用。