船舶概论

1. 船舶概论 主讲：邬志红 2012.9

2. 3－1 概述 船舶本身应具备一些特定的性能，才能在汹涌的海洋或湍急的江河中航行，这些性能我们称之为船舶航行性能。 1 浮性:船舶在一定装载情况下浮于一定水面的能力 2 稳性:在外力作用下,船舶发生倾斜而不致覆的能力, 当外力消失后,能回到原来的平衡位置

3. 3 抗沉性:当船体破损进水,船舶仍能保持浮性和稳性而不 致沉没的能力 4 快速性：在给定主机马力下，在水中航行的快慢 5 操纵性：是指船舶能够根据驾驶者得意图保持或改变航速、航向和位置的性能。 6 耐波性：船舶在风浪海况下能保持一定的航速安全航行的性能 。

4. 船舶的主要尺度比 1、长宽比L/B： 该比值对船的快速性影响较大，比值越大，船越瘦长，航行阻力越小，快速性越好。 2、船宽吃水比B/T： 主要影响船的稳性，比值越大，稳性越好。 3、型深吃水比D/T： 主要影响船的抗沉性，比值越大，干舷越大，抗沉性越有保证。

5. 4、长深比L/D： 主要影响船体的结构强度，比值越大，说明船型越扁平，当比值超过某个限度，则对船舶坚固性不利。 5、船长吃水比L/T： 主要影响船舶的操纵性，比值越小，回转性越好，转动越是灵敏。

6. 3－2 船舶吨位和水尺图 一、容积吨位 1、总吨位 总吨位是从舱容角度来表示船舶的大小。其计算方法是按1969年“国际船舶吨位丈量公约”或1992年我国《海船法定检验技术规则》有关规定，根据船舶围蔽处所总容积V计算得到的登记吨位：

7. 总吨位的主要作用是用来表示运输船的大小和营运能力，用以统计世界或一个国家、地区、单位的船舶拥有量，计算造船费用、船舶保险费用，作为海事赔偿费计算的标准。 2、净吨位 是指从总吨位减去不能运送客货的吨位，是作为实际营运使用的吨位。 净吨位的主要作用： 计算税收的基准、计算停泊、拖带费用以及过运河的费用。

8. 二、重量吨位 1、排水量 当船舶自由漂浮于静水中保持平衡时，根据阿基米德原理，船体将受到水向上的浮力作用。 浮力的大小等于船体水下部分体积V(m3)与水的密度ρ（t/m3）的乘积——称为排水量。 D=ρV

9. 对于运输船而言，浮力的大小应能托起空船，货物、人员、油水、材料等的总重量。即对于运输船而言，浮力的大小应能托起空船，货物、人员、油水、材料等的总重量。即 浮力=船舶总重量 所以排水量既等于排开水的重量，又等于船舶的总重量，它是从重量角度来表示船舶的大小的参数，也是确定船舶尺度的重要参数。 2、载重量 指船舶所能装载的最大重量，包括载货、淡水、燃料、润滑油，备品等。 表示：DW（单位吨）

10. LW ——空船重量 D ——满载排水量 D同样时，LW小，DW大——船的经济性好 反之，LW大 DW小——船的经济性差 3、水尺图 表示吃水的标记，刻画在首和尾左右两侧的船壳上。

11. 3－3 浮性 船舶在各种载重情况下，保持一定浮态的性能为船舶浮性。 浮性平衡条件： 1、重力与浮力大小相等方向相反; 2、重心G和浮心B必须在同一垂线上; D

12. 船舶重力的大小为W·g。 船舶浮力的大小为D·g。浮力的作用点称为浮心，它是水线下船体体积的几何中心，用符号“B”表示。 根据阿基米德原理： D=ρV（t） 式中：D-----排水量，t； V-----排水体积，m3； ρ------舷外水的密度； 标准淡水ρ=1.000t/m3， 标准海水ρ=1.025 t/m3。 D

13. 1、船舶浮态 船舶浮于静水的平衡状态称为船舶浮态。有以下4种： 1)正浮： 船舶既无横倾又无纵倾的漂浮状态称为正浮。此时，船舶吃水全部相等，所以船舶正浮只需用吃水T来表示即可。 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。船舶横倾一般用吃水T和横倾角θ两个参数表示其浮态。

14. 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。 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、浮力和浮心位置四者之间的相互关系决定了船舶的漂浮状态。

15. 2．船舶的浮态变化 • 装卸货物对船舶浮态的影响 • 在船舶漂心垂线上装卸少量货物 • 在任意位置装卸少量货物 • 装卸大量货物 • 舷外水密度改变时船舶浮态的变化

16. 3、储备浮力 • 船舶在水面的漂浮能力是由储备浮力来保证的。 • 储备浮力是指水线以上船舶主体的水密容积。 • 储备浮力通常是以满载排水量的百分比来表示。 内河船约为其满载排水量的10%—15% 海船约为为其满载排水量的20%—50% 军船约为为其满载排水量的100%

17. 4、载重线标志 载重线标志是船舶在不同季节在不同航区的最大吃水标志。它是保证船舶水上航行安全情况下所规定的船舶安全装载极限。即船舶航行时的实际吃水不能超过规定的载重线，以此保证船舶安全航行所需的最小储备浮力。 RQ(TF)为热带淡水载重线 Q(F)为淡水区载重线 R(T)为热带载重线 X(S)为夏季载重线 D(W)为冬季载重线 BDD(WNA)为北大西洋载重线

18. 3-4 稳性 船舶在外力作用下离开平衡位置而倾斜，当外力消除后船舶能自行地回复到原来平衡位置的能力称为船舶稳性。 稳性也是决定船舶横摇快慢 的一个重要特征数。

19. 一、稳性的类型 1．按倾斜状态不同划分 1)横稳性船舶受横向外力矩作用产生横向倾斜时的稳性。 2)纵稳性船舶受纵向外力矩作用产生纵向倾斜时的稳性。 2．按倾斜角度大小不同划分 1)初稳性船舶受外力矩作用后向左或向右倾斜的角度不大于100～150时的稳性，又称为小倾角稳性。 2)大倾角稳性船舶受外力矩作用后向左或向右倾斜的角度大于100～150时的稳性。

20. 3．按倾斜时有无角加速度划分 1)静稳性船舶在静态力矩作用下，不计及倾斜角加速度和惯性矩的稳性。 2)动稳性船舶在动态力矩作用下，计及倾斜角加速度和惯性矩的稳性。 4．按船舱是否破损划分 1)完整稳性船舱完整无破损时的稳性。 2)破舱稳性船舱破损浸水后的稳性。

21. 二、回复能力产生的原因 θ

22. 三、船舶平衡状态 船舶在初稳性时，稳心M在重心G以上的高度称为初稳性高度GM。 船舶初始平衡状态有三种： （1）稳定平衡状态 船舶初始平衡状态时的稳心M位于 重心G之上。 θ

23. （2）不稳定平衡状态 船舶初始平衡状态时的稳心M位于重心G之下。 （3）中性平衡状态 船舶初始平衡状态时的稳心M与G重合。

24. 船舶平衡状态 利用初稳性高度GM值可判断船舶是否具有稳性： • 稳定平衡GM＞0 • 不稳定平衡GM＜0 • 中性平衡GM=0

25. 四、大倾角稳性和动稳性 1）大倾角稳性 当横倾角 θ>10°～15°时，稳心M就不再是一个处在船舶中线上的固定点，而是随横倾角θ增大而逐渐地移动。

26. 2)动稳性 前面讨论的船舶稳性都是属于静稳性，可认为在倾斜时角速度、角加速度等于零。船上重物横向移动或在船的一侧装卸少量货物等情况，都可以看作是这一类外力矩。 实际船在海上航行时经常受到的是突然作用的外力矩。船舶在这种外力矩作用下将会很快倾斜，而且在倾斜过程中具有一定的角速度、角加速度。

27. 影响稳性的因素 • 重量移动对船舶浮态和初稳性影响 • 装载小量和大量货物对船舶浮态和初稳性影响 • 自由液面对初稳性影响 • 悬挂重物对初稳性影响

28. 保证船舶有足够的稳性，可采用的办法： • 降低重心 设备和载重尽量布置在较低的位置，上层建筑不要太庞大，且宜采用较轻的材料，有时可以在舱底加设压载物。 • 提高横稳性 在设计时要注意宽吃水比B/T和水面线系数Cw对稳心M点距基线的高度的影响

29. Thank You !