第九章抗沉性
[工学]第五章 抗 沉 性
![[工学]第五章 抗 沉 性](https://img.taocdn.com/s3/m/6d54ed9bc77da26925c5b0bd.png)
V1 V
体积渗透率μv的大小视舱室用途及装载情况而定， 我国《海船法定检验技术规则》规定的μv的数值加表5-l 所示。
面积渗透率：进水面积a1与空舱面Байду номын сангаасa
船舱内实际进水的面积 面积渗透率 空舱的面积
a1 a a
或
a1 a a
y
x L/2
C L/2
z
W W1
xF
C
L1 d L
—，纵稳性高为GM —L，水线面面积为AW， 吃水为d)，横稳性高为GM
进入该舱的水看成是在C处增加了重量为p＝ωV的液体载荷，进水 舱内自由液面对于其本身的纵向主轴和横向主轴的惯性矩分别为ix
船舶原浮于水线WL处，排水量为△ ，首尾吃水为dF及dA(平均
漂心纵向坐标为xF，进水舱的体积为V，其重心在C(x,y,z)处。可把
及iy 。对于这类舱室,进水后船舶的浮态及稳性按下列步骤进行计算。
舱室进水后船舶的浮态及稳性计算
p 1.平均吃水增量： d wAW wix p d (d z GM ) 2.新的横稳性高： G1M 1 GM p 2 p wiy GM L 3.新的纵稳性高： G1M L1 p p py 4.横倾角正切： tg ( p)G1M 1
p d AW p d G1 M 1 GM (d z GM ) p 2 G1 M L1 GM L p py tg ( p)G 1 M 1
4.横倾角正切
5.纵倾角正切
p ( x xF ) tg ( p )G1M L1
L p ( x xF ) 6.由于纵倾而引起 d F ( xF ) 2 ( p )G1M L1
1-5船舶适航性控制
重 庆 交 通 大 学 应 用 技 术 学 院
二、船舶部分丧失浮力的控制
• 1、进水量估算
破洞进水与破洞面积、破洞距水面的距离成正比。若进水 舱与大气相通，则进水量可用下式估算：
Q ≈ 4.43µF H − h
• 式中：Q——破洞每秒进水量(m3/s) • µ——流量系数，取0.60～0.75，破口越大，系数取值越大； 若不给值，则µ= 0.6。 • F——破洞面积(m2)； • H——破洞中心至水面的距离(m)； • h——破洞中心至舱内水面的距离(m)(当舱内水位高于破洞 时；若舱内无水或破洞中心高于舱内水面时，h=0)。
重 庆 交 通 大 学 应 用 技 术 学 院
• 4、排水次序的原则 、 • (1)船舶破损有纵横倾时,先排吃水大的一 端舱室的水,后排其它舱室的水. • (2)先排小型裂缝或小破洞舱室的水,后排 大破洞进水舱室的水. • (3)先排自由液面大的舱室的水,后排自由 液面小的舱室的水. • (4)先排机炉舱、舵机舱、弹药库等重要舱 室的进水,后排其它舱室的水. • (5)先排上层舱室的水,后排下层舱室的水.
重 庆 交 通 大 学 应 用 技 术 学 院
（三）船舶分舱和破舱稳性
• 1、船舶分舱：指沿船长方向设置一定水量的 、船舶分舱 抗沉性是通过分舱实现，分舱长 度越小，破损进水量就小。破舱 水密横舱壁,对船舶进行水密分隔,以满足破舱 后应达到一定的稳性。 后对纵向浮态的要求. • 2、破舱稳性：指船体破舱进水达到新的平衡 、破舱稳性： 状态后的稳性.
重 庆 交 通 大 学 应 用 技 术 学 院
• 限界线：是指沿着船舷由舱壁甲板上表面 限界线： 以下至少76 处所绘的线。 以下至少 mm处所绘的线。 处所绘的线 • 舱壁甲板：是横向水密舱壁所达到的最高 舱壁甲板： 一层甲板。 一层甲板。 • 若船舶有任意一个舱破损浸水后，仍能达 若船舶有任意一个舱破损浸水后， 到抗沉性所要求的浮性和稳性， 到抗沉性所要求的浮性和稳性，该船称为 一舱制船舶。 一舱制船舶。 • 若有任意相邻二舱或三舱浸水后船舶不沉， 若有任意相邻二舱或三舱浸水后船舶不沉， 称为二舱制船或三舱制船舶。 称为二舱制船或三舱制船舶。
-船舶结构与适航性控制(节)
F≤1，随着船长的增加逐渐减小。
(1)当0.5< F ≤ 1.0时，为一舱制船舶。 (2)当0.33< F ≤ 0.5时，为二舱制船舶。 (3)当0.25< F ≤ 0.33时，为三舱制船舶。
则该舱的长度称为以 C1点为中心的可浸长度 Lf 。
第4节 船舶抗沉性 二、船舶抗沉性的基本概念 ○ 5.可浸长度 L f 和可浸长度曲线
船中部的船舱可浸长度稍长。 船中前后舱室可浸长度稍短（因出现纵倾） 艏艉部的舱室可浸长度可以长一些（因船体形状
瘦削）。
第4节 船舶抗沉性 二、船舶抗沉性的基本概念 ○
✓ 木匠每日测量水舱、污水舱液位
✓ 所有水密舱壁上的水密门在航行中保持关闭；因工作需 要而必须开启，应能随时关闭；水密舱壁上的水密门， 航行中每天进行操作；其他性质的水密门，至少一周检 查一次。
堵漏应变部署及演习：每周一次；堵漏信号二长一短连 放1min，2min内到达集合地点。
一、船舶摇荡运动的形式○
（4）垂荡：船舶沿垂向轴做周期性的上下平移运动
（5）纵荡：船舶沿纵向轴做周期性的前后平移运动
（6）横荡：船舶沿横向轴做周期性的左右平移运动
一、船舶摇荡运动的形式○
第4节 船舶摇荡性
3．后果：
(1)可能使船舶失去稳性而倾覆；
(2)使船体结构和设备受到损坏；
(3)引起货物移动从而使船舶重心移动危及船舶安全；
（1）船用门 水密门：一级铰链门、二级手动滑动门（90s关闭）、三 级动力兼手动滑动门（液压操纵时，60s关闭）。机舱与 轴隧之间
抗沉性
1:舱顶在水线以下且封闭的。
进水后舱室充满水，进水量不变，无自由液面。
此类侵水对船舶的稳性和浮态影响较小，可作为装载固体质量来处理。
2：舱顶在水线以上，舱内和舱外水不相同，有自由液面，作为增加液体重量来考虑，并考虑自由液面。
3:舱顶在水线以上，破口在舷侧水线附近或以下，进水后舱内和舱外水想通，水面保持一致。
实质是损失了一部分浮力，用逐步逼近增重法来计算进水后的浮态和稳态。
:4：浮态：船体破损侵水后的最终平衡水线沿船舷距甲板上边缘至少要有76mm的干舷高度。
稳性;对称浸水，当采用固定排水量法计算时，最终平衡状态的剩余稳性高度GM》50mm，不对称时可允许横倾角大于7.
5：舱壁甲板：横向水密舱板所能够达到的最高一层的甲板。
限界线;舱壁甲板上表面以下76mm的线。
分舱载重线：决定分舱长度时的载重线。
可浸长度：沿着船长方向以某一点c为中心的舱，在规定的分舱载重线和渗透率的情况下，以C点所做的舱的长度。
许可舱长：考虑到船长和船舶业务性质对抗沉性要求时所允许的实际舱长，称为许可舱长。
渗透率：舱室实际进水量与理论进水量之比。
6：有区别，因为钢材和面粉的渗透率不同。
7：一：实际装载的渗透率的u值大于规定值二是：船舶破舱浸水钱的载重水线低于规定的分舱载重线。
抗沉性
抗沉性定义船体水下部分发生破损,船舱淹水后仍能浮而不沉和不倾覆的能力。
概述规范对船长在50m及以上的客船和科学考察船、100m以上的货船和50m以上的渔船或拖船均有详细的规定和要求。
中国宋代造船时就首先发明了用水密隔舱来保证船舶的抗沉性，军舰的抗沉性尤为重要。
《国际海上人命安全公约》对船舶抗沉性作了规定,适用于载客超过12人的船舶(客船).公约对客船抗沉性的要求有两种体系,可任选一种进行核算.一种体系为:全船任一舱,相邻两舱或三舱淹水后,船仍能保持不超过所限制的浮态并具有不小于0.05米的初稳心高,称为一舱制,二舱制或三舱制.舱制依船的大小和载客人数通过计算来确定.另一体系为:在限定的允许破舱后的浮态和稳性的条件下,计入各部位的船舱的受损概率,计算出的船舶破舱后的生存力指数(概率)应达到规定值,这一指数依船的大小和载客人数而定.船舶主体部分的水密分舱的合理性,分舱甲板(水密舱壁所达到的那层甲板)的干舷值和完整船舶稳性的好坏等,是影响抗沉性的主要因素。
吃水对大角稳性及抗沉性影响吃水对大角稳性及抗沉性影响：在型深D不变情况下，增加吃水降低了干舷，使储备浮力减少，大角横倾时，甲板边缘提前入水，对抗沉性及大角稳性都是不利的。
吃水深的船航行时不易产生砰击和漂移，吃水浅的船在海上航行时耐波性较差。
船长对抗沉性的影响增加船长对改善抗沉性有利，包括可浸长度增加和海损时稳性损失相对下降。
型深对抗沉性影响吃水d一定时，型深D大，则干舷F大，船舶储备浮力大。
当船舱破损淹水时，型深D大的船经下沉后，还可保留一定量的干舷(剩余干舷)，而且具有足够的生存力和安全性。
对有抗沉性要求的船舶，按该规则计算出要求的许可舱长不能满足总布置的需要，而需将许可舱长加长时，就需加大型深。
型深是提高抗沉性极为重要的因素。
抗沉性
课题四：船舶抗沉性的分析与计算
1、进水舱的分类和渗透率 2、舱室进水后船的浮态及稳性计算 3、可浸长度曲线、分舱因素和许用舱长
一、知识目标
1、掌握进水舱的分类和渗透率的概念 2、了解增加重量法和损失浮力法的基本原理 3、掌握安全限界线、极限破舱水线、可浸长度（曲线）、
张 远 双
水以后船舶的极限破舱水线恰与限界相切。
船舱在船长方向的位置不同，其可浸长度也不同。以可浸长度 的中点至中横剖面的距离为横坐标，以可浸长度为纵坐标所作的曲
线称为可浸长度曲线。
张 远 双
2018/9/22
12
船 舶 性 能 计 算
讨论：
1、以上绘制的是渗透率μv＝1.0的情况，因而必须对求得的可浸 长度除以实际渗透率，以求得实际渗透率时的可浸长度曲线，并注明 实际渗透率的具体数值。 渗透率越小的舱室破损，可能的进水量就越小，可浸长度就可越 大。 2、可浸长度曲线的两端，被船舶首尾垂线处θ=arctan2的斜直 线所限制。
相邻三舱破损后仍能满足抗沉性要求（但相邻四舱破损后不满 足）的船称为三舱制船。
……
若用分舱因数F来表示，则： 对于一舱制船：1.0≥F＞0.5。
张 远 双
2018/9/22
对于二舱制船：0.5≥F＞0.33 。
对于三舱制船：0.33≥F＞0.25 。
……
15
船 舶 性 能 计 算
思考题
P94 T5-10：已知某船的可浸长度曲线，现要在舱长的中点x1和 x2处分别布置两个货舱，试在习图5－1上画出该两个货舱的舱壁极限 位置。
张 远 双
2018/9/22
10
船 舶 性 能 计 算
二、极限破舱水线（或极限海损水线）
抗沉性
张 远 双
为普遍的典型情况。
2018/9/22
3
船 舶 性 能 计 算
三、渗透率
对破损船的浮态和稳性起影响作用的是进水舱的实际进水体积， 而不是进水舱本身的型容积。
船舱内有各种结构、设备、机械和货物等，它们在舱内已占据 了一定的空间。因此，船舱内实际能进水的体积V1总是小于空舱的
型体积V，两者的比值称为（体积）渗透率μV。
2018/9/22
许用舱长和分舱因数等概念
二、能力目标
能用可浸长度曲线解决合理分舱问题
1
船 舶 性 能 计 算
1、进水舱的分类和渗透率
一、抗沉性的概念
所谓抗沉性，船舶遭受海损事故舱室破损进水，仍能保持一定的 浮性和稳性而不致于沉没或倾覆的能力。 抗沉性讨论的是破舱浮性和稳性，以前谈到的浮性和稳性可称为 完整浮性和稳性。 船舶具备抗沉性的主要原因：1、合理分舱（用水密舱壁将船体 分隔成适当数量的舱室，当一舱或数舱进水后，控制进水量，船舶的 下沉和倾斜不超过规定的极限位置）；2、干弦（储备浮力） 在船舶静力学，抗沉性问题包括下列两个方面的内容： 1、破舱浮态和稳性计算：船舶在一舱或数舱进水后浮态及稳性 计算。 2、合理分舱：从保证船舶抗沉性的要求出发，计算分舱的极限 长度，即可浸长度的计算。我们主要学习“合理分舱”。
5
2018/9/22
船 舶 性 能 计 算
讨论
当船舶破损进水量不超过排水量的10％～15％时，可应用上面 两种方法并依据初稳性公式来计算船舶的破舱浮态和稳性。 1、两种方法均可用于三类进水舱的计算。 但一般来说，第一、二类舱用增加重量法，第三类舱用损失浮 力法计算较为方便。
2、若同一进水舱用上述两种方法计算，所得的最后结果：
第五章 抗沉性
第五章抗沉性第一节进水舱分类与渗透率船舶抗沉性又称船舶不沉性,是指船舶在一个舱或几个舱进水的情况下，仍能保持不至于沉没和倾覆的能力。
为了保证抗沉性，船舶除了具备足够的储备浮力外，一般有效的措施是设置双层底和一定数量的水密舱壁。
一旦发生碰撞或搁浅等致使某一舱进水而失去其浮力时，水密舱壁可将进水尽量限制在较小的范围内，阻止进水向其他舱室漫延，而不致使浮力损失过多。
这样，就能以储备浮力来补偿进水所失去的浮力，保证了船舶的不沉，也为堵漏施救创造了有利条件。
对于不同用途、不同大小和不同航区的船舶，抗沉性的要求不同。
它分“一舱制”船、“二舱制”船、“三舱制”船等。
“一舱制”船是指该船上任何一舱破损进水而不致造成沉没的船舶。
一般远洋货船属于“一舱制”船。
“二舱制”船是指该船任何相邻的两个舱破损进水而不致造成沉没的船舶。
“三舱制”船是三舱破损进水而不致造成沉没的船舶。
一般化学品船和液体散装船属于“二舱制”船或“三舱制”船。
对“一舱制”船也不是在任何装载情况下一舱进水都不会沉没，因为按抗沉性原理设计舱室时是按照舱室在平均渗透率下的进水量来计算的。
所谓渗透率是指某舱的进水容积与该舱的舱空的比值。
所以满载钢材的杂货船，货舱进水时其进水量就会较大地超过储备浮力，就不一定保证船舶不沉。
船舶在破损进水后是否会倾覆或沉没，在一定程度上还与船上人员采取的抗沉性措施是否得当有关。
船舶破损进水后的措施有很多，如抽水、灌水、堵漏、加固、抛弃船上载荷、移动载荷或调驳压载水等。
这些措施都是为了保证船舶浮力，有时为了减少船舶倾斜、改善船舶浮态和稳性，常常通过采用灌水或调驳到相应的舱室的办法来达到现代舰船几乎都设有双层底和水密横舱壁，而将整个船体分成几个单独的水密舱室，并在水线以上留有足够的干舷高度，以保持一定的储备浮力。
这样，当某些部分受损进水后，仍可保持一定的浮态和稳性。
第四节《破损控制手册》简介为保证船舶安全，履行SOLAS 公约的要求，本轮编制了《破损控制手册》。
船舶原理
1、船舶的航海性能包括哪些性能？各自的含义分别是什么？1、浮性：船舶装载一定的载荷，仍能浮于一定水面位置而不沉没的能力。
2、稳性：船舶受外力作用离开平衡位置发生倾斜而不致于倾覆，当外力消除后仍能回复到原来平衡位置的能力。
3、抗沉性：船舶遭受海损事故舱室破损进水，仍能保持一定的浮性和稳性而不致于沉没或倾覆的能力。
4、快速性（或称速航性）：船舶在其动力装置产生一定功率的情况下能达到规定航速的能力。
快速性包括两方面：1）船舶阻力：研究船舶航行时所遭受的阻力。
目的在于掌握阻力的变化规律，从而改善船型，降低阻力。
即阻力的成因、分类、计算、影响因素和降阻措施。
2）船舶推进：研究船舶推进器，推进器克服阻力发生推力。
目的在于设计出符合要求的高效推进器。
即推进器的水动力性能、设计高效推进器。
5、操纵性：船舶在航行是按照驾驶员的意图保持既定航向的能力或改变航行方向的能力。
包括：1）航向稳定性：保持原有航向的能力。
2）转首性：应舵转首的能力。
3）回转性：应舵作圆弧运动的能力。
6、耐波性（或称适航性）：船舶在风浪海况下航行时的运动性能，即船舶在风浪中遭外力干扰而产生各种摇摆运动，以及砰击、上浪、失速和飞车等时，仍能维持一定航速在水面上安全航行的能力。
主要研究内容为船舶摇摆。
目的在于：掌握船舶摇摆规律，采取措施以减缓船舶摇摆。
船舶摇摆的含义：1）船舶转动：横摇、纵摇和首摇―――摇；2）船舶直线运动：横荡、纵荡和垂荡―――摆。
2、船型系数有哪些？各自的含义是什么？会进行船体系数的相关计算。
1）水线面系数的大小表示水线面的肥瘦程度。
2）中横剖面系数的大小表示水线以下的中横剖面的肥瘦程度。
3）方形系数的大小表示船体水下体积的肥瘦程度。
4）棱形系数的大小表示船体水下排水体积沿船长方向的分布情况。
5）纵向棱形系数的大小表示船体水下排水体积沿吃水方向的分布情况。
3、了解梯形法的基本原理，掌握用梯形法列表进行船体计算的方法，掌握“成对和”和“自上而下和”的含义。
《船舶设计原理》部分答案
1基本概念：绿色设计思想：减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，又要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。
船舶绿色设计：利用绿色设计基本思想，设计出资源省，能耗低，无污染，效益高的绿色船型。
能效设计指数试航速度：是指满载时主机在最大持续功率前提下，新船于静，深水中测得的速度。
服务速度：是指船在一定的功率储备下新船满载所能达到的速度。
续航力：一般是指在规定的航速和主机功率情况下，船一次所带的燃油可供连续航行的距离。
自持力：是指船上所带的淡水和食品所能维持的天数。
全新设计法：在没有合适母型船的情况下，往往采用边研究、边试验、边设计的方法母型设计法：在现有船舶中选取与设计船技术性能相近的优秀船舶作为母型船，并在其基础上，根据设计船的特点，运用基本设计原理有所改进和创新的设计方法。
四新：新技术、新设备、新材料、新工艺最小干舷船：对载运积载因数小的重货船，其干舷可为最小干舷，并据此来确定型深D ，这类船称为最小干舷船。
富裕干舷船：对载运积载因数大的轻货船，按最小干舷所确定的D ，其舱容往DWTV E E EEDI ref ⨯-=节能装置设备消耗往不能满足货舱容积的要求，因而D需根据舱容来定，从而实际干舷大于最小干舷，这类船称为富裕干舷船。
结构吃水：如结构按最大装载吃水设计，则此时的吃水称为结构吃水。
出港：到港：载重型船：运输船舶中，载重量占排水量较大的船舶，如散货船、油船等。
这类船对载重量和舱容的要求是确定船舶主尺度是考虑的主要因素。
布置型船：船舶主尺度由所需的布置地位决定，而载重量不作为主要因素考虑的一类船舶。
如客船等。
舱容要素曲线：是指液体舱的容积、容积形心垂向和纵向坐标、自由液面对通过其中心纵轴的惯性矩等随液面不同而变化的曲线。
容量方程：吨位：船舶登记吨位（RT）：是指国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规则核定的吨位，包括总吨位和净吨位。
⒈总吨位（GT）：是以全船围蔽处所的总容积（除去免除处所）来量计，它表征船的大小。
船舶抗沉性
2012-2-27
船舶抗沉性 船舶抗沉性船舶抗沉性
14
四 机舱进水的应急措施
机舱当值人员发现机舱进水时， 1 ） 机舱当值人员发现机舱进水时 ， 应迅速报告值班轮机员或 轮机长， 轮机长，同时应设法进行抢救以防止事态扩大 。 值班轮机员或轮机长闻讯后应迅速进入机舱到达现场， 2 ） 值班轮机员或轮机长闻讯后应迅速进入机舱到达现场 ， 同 时命令机舱全体人员进入机舱听候分配， 时命令机舱全体人员进入机舱听候分配，并将进水情况上报驾驶 台或船长 。 值班人员应保证主、副机正常运转，必要时可减速、 3)值班人员应保证主、副机正常运转，必要时可减速、备车航 行或停车，以及开启应急发电机。 行或停车，以及开启应急发电机。 在保证船舶安全航行前提下，奋力做好堵漏抢救工作。 4)在保证船舶安全航行前提下，奋力做好堵漏抢救工作。
2012-2-27 船舶抗沉性船舶抗沉性 9
三 船舶堵漏
1)破损位置的确定
判断和确定破洞位置和大小的方法有： 判断和确定破洞位置和大小的方法有： (1)预判 触礁或搁浅时，船体破损部位多在船底； ①触礁或搁浅时，船体破损部位多在船底； 船舶碰撞时，破洞部位多在水线附近； ②船舶碰撞时，破洞部位多在水线附近； 根据船体纵横倾来判断，破洞部位一般在船舶倾斜—侧 ③根据船体纵横倾来判断，破洞部位一般在船舶倾斜 侧。 ( 2 )听 仔细倾听漏水声音和冒气声。 仔细倾听漏水声音和冒气声。 双层底舱进水，则其空气管和测深管会有出气声； ①双层底舱进水，则其空气管和测深管会有出气声； 大舱进水可从舱内听到流水声； ②大舱进水可从舱内听到流水声； 邻舱进水可通过敲击钢板发出的声音来判断水位。 ③邻舱进水可通过敲击钢板发出的声音来判断水位。 ( 3) 看 察看舱内水流的动向可判定破洞位置； ①察看舱内水流的动向可判定破洞位置； 当进水水位超过破洞口时，水面会冒出气泡， ②当进水水位超过破洞口时，水面会冒出气泡，从气泡的大小和间隔时间可推测破洞的 大小； 大小； 观察舷外是否有油渍外渗，可判断油舱柜内是否有漏损。 ③观察舷外是否有油渍外渗，可判断油舱柜内是否有漏损。 (4)测 通过测量各污水沟、压载舱等水量变化来判断船体是否破损。 通过测量各污水沟、压载舱等水量变化来判断船体是否破损。
船舶抗沉性
( yw 0, z w )
Pw Gw M GM (d e z p w GM ) P
Mw M Gw G WwLw WL 牛牛文档分享五、横向不对称进水
1. 大量进水 ( yw , z w )
w Pw
四、横向对称进水 ( yw 0, zw )
1. 大量进水
w Pw
KGw KG Pw z pw w
2. 少量进水 inf
Mw M Gw G WwLw WL
GwAS 客船抗沉性性衡准
1）普通货船 SOLAS 1974
达到的残存概率 要求的残存概率
AR
A pisi
R (0.002 0.0009 Ls )1 / 3
三、逐步逼近的总量增加法求纵向浮态
①
第一次近似计算
P1 W1 L1 P2 W2 L2
Pn 0时
②
③ ④
第二次近似计算
……….. 第n次近似计算
P Pi
Pn Wn Ln
注意
WnLn P3 P2
W2L2
W1L按少量装卸处理
一、进水类型和计算方法
① ②
舱柜顶部封闭，整个舱室充满水，例双层底； 增加固体载荷
深舱进水，舱内与舷外水不相通，水未充满整个舱室；
例如船舶破损已被堵住，但舱内水没有被抽干； 或甲板开口漏水
增加液体载荷。 迭代运算
①
深舱进水，舱内00TPC
P ( xp xf ) 100MTC
3)
t
1 P 4 ) dF 1 dF 2 L xf t 100TPC L
1 L xf P d A1 d
抗沉性
船舶静力学第五章抗沉性(OU)
它们的横稳性高G—M和纵稳性高G—ML也不同。
三、渗透率
由于舱内有各种结构构件、设备、机械和货物，舱内 实际进水的体积V1总是小于空舱的型体积V，两者之比成 为体积渗透率：
体积渗透率
船舱内实际进水体积 空舱的型体积
V1 V
体积渗透率μv的大小视舱室用途及装载情况而定， 我国《海船法定检验技术规则》规定的μv的数值加表5-l 所示。
tg p(x xF )
( p)G1M L1
d F
(L 2
xF )
p(x xF ) ( p)G1M L1
d A
(
L 2
xF
)
p(x xF ) ( p)G1M
L1
d
' F
dF
d
dF
d
' A
dA
d
d A
二、第二类舱室
舱内的水虽与船外海水不相联通，但因舱室未被灌 满，故存在自由液面。在用增加重量法进行计算时， 要考虑到自由液面对稳性的影响。
如图所示，船在舱室进水前浮于水线WL处，首尾吃水为dF
— 及dA(平均吃水为d)，排水量为△，横稳性高为GM，纵稳性高 — 为GML，水线面面积为AW，漂心纵向坐标为xF，进水舱的体积
为V，其重心在C(x,y,z)处。可把进入该舱的水看成是在C处增 加了重量为p＝ωV的液体载荷，且没有自由液面。因此，舱室 进水后船舶的浮态及稳性可按下列步骤进行计算。
首尾吃水：
d
' A
dA
d
d A
三、第三类舱室
这类舱室破损进水后，舱内的水面与船外海水保持同一水平面， 其进水量需由最后的水线来确定，而最后的水线位置又与进水量 有关。因此，用增加重量法进行计算就很不方便。对于这类舱室 宜采用损失浮力法来进行计算，并认为舱室进水后船的排水量和 重心位置保持不变。
(完整word版)船舶静力学知识归纳
船舶静力学知识点归纳1. 船舶的抗沉性是如何保证的（p.167)船舶的抗沉性是用水密舱壁将船体分割成适当数量的舱室来保证的，当一舱或数舱进水后，船舶下沉不超过规定的极限位置，并保持一定的稳性。
2. 写出船舶的初稳性公式？（p.783. 何谓MTC 如何计算? 引起船舶纵倾1厘米所需的纵倾力矩大小4. 通常船舶的重心、浮心和稳心之间有什么关系？（p.80）初稳性高GM 是衡量船舶初稳性的重要指标，可写成GM=KB+BM-KG,其中KB 为浮心高度，BM 为初稳性半径，KG 为重心高度。
5. 船舶各有几个船型系数，各是如何定义的？（p.6）共有五个船型系数，它们是：①水线面系数C WP ----与基平面相平行的任意水线面面积Aw 与由船长L 、型宽B 所构成的长方形面积之比。
②中横剖面系数C M -----中横剖面在水线以下的面积A M 与由型宽B 、吃水T 所构成的长方形的面积之比。
③方形系数C B -----船体水线以下的型排水体积▽与由船长L 、型宽B 、吃水T 所构成的长方体的体积之比。
④棱形系数C P -----又称纵向棱形系数。
船体水线以下型排水体积▽与由相应的中横剖面面积Aw ，船长L 所构成的棱柱体积之比。
⑤垂向棱形系数C VP -----船体水线以下的型排水体积▽与由相应的水线面面积Aw 、吃水T 所构成的棱柱体体积之比。
6. 船舶的静稳性和动稳性？（p.74）引起船舶产生倾斜的倾斜力矩若它的作用是零开始逐渐增加的，使船舶倾斜时的角速度很小，可以忽略不计，则这种倾斜下的稳性称为静稳性。
若倾斜力矩是突然作用在船上，是传播倾斜有明显的角速度的变化，则这种倾斜下的稳性称为动稳性。
7. 什么是船舶的储备浮力？（p.69）所谓储备浮力是指满载水线上主题水密部分的的体积，它对稳性、抗沉性，淹湿性等有很大影响。
8. 船舶的浮性和稳性各研究船舶的什么问题？（PPT 第三章第一句话）浮性研究船舶的平衡问题，稳性研究船舶平衡的稳定性问题。
抗沉性
船在破舱浸水后仍保持一定浮性和稳性而不至于沉没和 倾覆的性能
目录
01 背景介绍
02 实际应用
抗沉性，是指船在破舱浸水后仍保持一定浮性和稳性而不至于沉没和倾覆的性能。要使船舶在营运中不因为 碰撞、搁浅、触礁等造成破损而沉没，就要在构造上采取措施。主要措施是加大干舷,增加船的储备浮力，设置水 密舱壁及双层底把船体分隔成若干个水密舱室，一旦某些舱室破损进水，不至于扩展到其他舱室，使船体仍能浮 于水面。坦尼克”号海难，死难1490人。这一严重事件导致1914年制定了国际海上人命安 全公约。此后各航运国家又多次举行国际会议并修订了这个公约。公约对航行于公海的船舶在抗沉性方面的要求 作了详细规定。
实际应用
中华人民共和国船舶检验局颁布的《海船抗沉性规范》也作了类似的规定。如要求船舶破损后水线不超过舱 壁甲板边线以下76毫米的安全限界线；两水密舱壁之间的距离不超过许可长度；进水后的剩余稳性高度客船不小 于0.05米，其他船不小于零；非对称浸水时采取扶正措施后的横倾角客船不超过7°,其他船不超过12°等等。对 甲板、船壳板、舱壁和双层底的设置和开口密性要求也有详细的规定。
保证船舶抗沉性除在设计上采取措施外，还需要驾驶人员的谨慎驾驶，力求避免碰撞事故发生。同时船上还 有一系列的发现、抢救、堵漏和排除措施，一旦发生破损事故也可及时脱险，使人命和财产免遭损失。
谢谢观看
计算可浸长度和许可长度，绘制可浸长度曲线和许可长度曲线是船舶设计中的一项重要工作。许可长度曲线 是船舶从抗沉性角度进行合理分舱的依据。可浸长度是船舶满足下沉极限的理论上的最大舱壁间距。许可长度是 考虑了破舱后进水体积不同于舱室总容积和各类船舶对抗沉性的不同要求等因素后，确定的实际允许的最大舱壁 间距。船舶水密舱室的划分、水密舱壁的数量和间距除与抗沉性有关外，还与强度、制造和使用要求有关。舱壁 越多，船的强度和抗沉性越容易得到保证，但是使用和制造不便。为了兼顾各项性能，设计程序是在保证强度的 前提下，先按使用要求确定舱壁数量和位置，再按许可长度检查抗沉性。如果两水密舱壁间距小于该处许可长度， 表示抗沉性得到保证,否则要再行调整,直至满足要求。
静力学名词解释
浮性一一船舶在一定装载情况下浮于一定水平位置的能力而不致沉没。
稳性——在外力作用下船舶发生倾斜而不致倾覆，当外力的作用消失后仍能回复到原来平衡位置的能力。
抗沉性当船体破损，海水进入舱室时，船舶仍能保持一定的浮性和稳性而不致沉没或倾覆的能力，即船舶在破损以后的浮性和稳性。
快速性一一船舶在主机额定功率下，以一定速度航行的能力。
通常包括船舶阻力和船舶推进两大部分，前者研究船舶航行时所遭受的阻力，后者研究克服阻力的推进器及其与船体和主机之间的相互协调一致。
干舷[F] ------------- 在船侧中横剖面处自设计水线至上甲板边板上表面的垂直距离。
因此，干舷F等于型深D与吃水d之差再加上甲板及其敷料的厚度对于民用船舶来说, 在最基本的两种典型装载情况下, 其相应的排水量有:(1 ) 空载排水量: 系指船舶在全部建成后交船时的排水量, 即空船重量。
此时, 动力装置系统内有可供动车用的油和水, 但不包括航行所需的燃料、润滑油和炉水储备以及其他的载重量。
(2 ) 满载排水量: 系指在船上装载设计规定的载重量( 即按照设计任务书要求的货物、旅客和船员及其行李、粮食、淡水、燃料、润滑油、锅炉用水的储备以及备品、供应品等均装载满额的重量) 的排水量。
在空载排水量和满载排水量之中又可分为出港和到港两种。
前者指燃料、润滑油、淡水、粮食及其他给养物品都按照设计所规定的数量带足, 后者则假定这些消耗品还剩余10%。
通常所谓设计排水量, 如无特别注明, 就是指满载出港的排水量, 简称满载排水量。
对于军用舰艇来说, 规定了五种典型的装载情况, 其相应的排水量有下述五种:(1 ) 空载排水量: 是指建造全部完工后军舰的排水量。
舰上装有机器、武器和其他规定的战斗装备, 但不包括人员和行李、粮食、供应品、弹药、燃料、润滑油、炉水及饮用水等。
(2 ) 标准排水量: 是指人员配备齐全, 必需的供应品备足, 做好出海作战准备时的排水量。
舰艇生命力_第9讲保障舰船不沉性的措施
舱壁的布置原则
纵舱壁的设置
考虑到原子武器的作战条件，在舷部应否
设置纵舱壁，现在有不同观点。有一种观 点认为：应该在军舰上设置一定尺寸的纵 舱壁，以形成双层舷
舱壁的布置原则
纵舱壁的设置
(1) 在原子武器攻击下，军舰舷部的破损将
全面而严重，设置双层舷后可避免贮备浮 力的大量而迅速的损失； (2) 在普通武器攻击下，双层舷可加强主要 舱室如机舱等的防护力； (3) 双层舷的舷间距离可以缩小，高度也可 作相应的规定，在对舷的舱室间又可设平 衡管系，以避免或减小舷舱灌注后对舰船 稳性的不良影响。
舰艇航海性。
舰体强度等都有不利影响。
不沉性指标
二、不沉性指标 设计时，对不沉性的要求是：
在标准排水量（ V 标 ）条件下，舰艇内彼此相邻的 舱室 ( 舱段 ) 对称或非对称地灌注时，舰艇须保持浮 在水面上而不倾覆，并有一定的贮备干舷，可以使 用武器和技术装备，能抗一定的风浪（h，lθ）
最小浸水隔舱数
3 2 2 2
Fmin(m)
0.6 0.6 0.5 0.4
不沉性指标 被灌注的舱段数
对不同等级的舰船，其不沉性指标是不同的。对
轻型舰船规定两个(或三个)相邻的舱室灌注时，不 沉不翻。而对较大的舰船则规定在大量相邻的舱 室灌注时，仍保持浮于水面上。
不沉性指标
不沉性指标是从最不利的装载情况来考虑， 并且要求有一定的初稳度和干舷等，这就增 加了安全因素，指标是从任意相邻的若干舱 室破损进水来考虑，即从对不沉性的极限影 响来考虑，而实际上进水舱的情况不一定是 最不利的。此外，最重要的是如果舰员的损 管活动及时而正确，就有可能使舰船免于灾 难，并能继续航行和作战，因此完全有可能 当舰船遭到比指标预定的舱数更多的破损情 况时，舰船仍能安全漂浮。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 9-2 第一类进水计算图 (1)平均吃水增量
d
p wAW
3
(2)新横稳心高度
G1 M 1 GM
（3）新纵稳心高度
p d (d z GM ) p 2
G1 M L1
（4）横倾角正切
p GM L p
tan
（5）纵倾角正切
py ( p)G1 M 1
图 9-4 （1）平均吃水增量
第三类舱进水计算图
d
式中： （ AW a ）——剩余水线面面积。
V AW a
（2）剩余水线面面积的漂心位置 F ( x F , yF )
x F y F AW x F axa AW a aya AW a
6
（3）剩余水线面积（ AW a ）对通过其漂心 F 的横轴和纵轴的惯性矩
第九章抗沉性
学习目标 知识目标 1、掌握渗透率、可浸长度、限界线、许用舱长等概念； 2、初步掌握舱室进水后船舶浮态和稳性计算； 3、理解可浸长度的计算原理和计算方法与步骤； 4、掌握抗沉性衡准方法。 能力目标 1、掌握第一、二类舱室进水后船舶浮态和稳性计算； 2、掌握可浸长度的计算原理，进而绘制可浸长度曲线。 第一节 进水舱的分类及渗透率 船舶在使用过程中，可能发生船体破损等海损事故，从而使大量海水进入船体，危及船舶 的安全。因此，船舶设计阶段需要考虑抗沉性问题。 所谓抗沉性， 是指如船舶发生海损事故， 一舱或数舱进水后仍然保持一定浮性和稳性的能 力，它是船舶的重要航海性能之一。船舶之所以具有抗沉性，主要与船舶的储备浮力和破舱 稳性有关， 而船舶具有的储备浮力或破舱稳性又与船舶的水密舱壁的合理布置有关， 具有一 定抗沉性要求的船舶，当一舱或数舱进水后，由于水密舱壁的存在，使水不至于漫延全船， 故船舶的下沉不会超过一定的极限位置，并且具有一定的稳性。 所以，抗沉性的研究主要是两类问题：一是在船舶舱壁已定的情况下，求船舶在一舱或数 舱进水后的浮态及稳性； 二是在船舶设计过程中， 从抗沉性要求出发， 计算分舱的极限长度， 亦即可浸长度。 船舶舱室的结构随船舶种类及舱室用途的不同而异， 并且舱室进水后淹没的状态也各不相 同。为了讨论方便，本节先将进水舱室进行分类并介绍渗透率的概念。 一、进水舱的分类 在抗沉性计算中，根据船舱进水情况，可将进水舱分为下列三类： （1）第一类舱：舱的顶部位于水线之下，船体破损后，水即灌满全舱；也即舱内的淹水 量不随淹水后的水线位置而变， 同时没有自由液面。 如双层低舱和顶盖在水线以下的深舱柜 等均属此类，如图 9-1a）所示。 (2)第二类舱：进水舱未被灌满，舱内水与船外水不香连通，有自由液面。为调整船舶浮 态而灌水的舱室，以及船体破损处已经堵塞但水未被抽干的舱室都属于此类，如图 9-1b） 所示。 （3）第三类舱：舱顶在水线以上，舱内水与船外水相通，因此舱内水面与船外水面保持同 一水平面。这是破舱中最为普遍的典型情况，如图 9-1c）所示。
注：部分装载的舱的渗透率应与该舱所载液体的量相一致。装载液体的舱一旦破损，应假定所载液体从该
舱完全流失，并由海水替代至最后平衡时的水线面。
除上述体积渗透率外， 还有面积渗透率 a ， 表示实际淹水面积与空舱面积之比。V 与 a
2
之间并无一定联系，通常 V 小于 a ，但并非所有情况都如此，在一般计算中，V 与 a 可 取相同的数值 第二节 舱室进水后船舶浮态及稳性的计算 舱室进水后船舶浮态及稳性的计算一般称为破舱稳性计算。 计算方法常分为两大类： 一是 把假定破舱进水看成是进水舱增加的液体载荷， 故称为增加重量法； 另一是把破舱后的进水 区域看成是不属于船的，即该部分的浮力已经损失，损失的浮力借增加吃水来补偿，这样， 对整个船舶来说，其排水量保持不变，故这种损失浮力法又称为固定排水量法。 当船舶破损进水量不超过排水量的 10%～15%时， 应用上面两种方法并依据初稳性公式来 计算船舶浮态及稳性，其结果（如复原力矩、横倾角、纵倾角、首尾吃水法）是完全一致的。 但算出的初稳心高度数值不同， 这是因为稳心高度是对应于一定排水量的缘故。 若进水量较 大，只有用其他方法（如逐步近似法）才能求得比较正确的结果。本书仅介绍进水量不超过 排水量的 10%～15%这种情况。 下面分别对三类舱室进行计算，在计算中，假定各类舱室在进水前都是空的，即 V 1 。 1、第一类舱室 这类舱室用增加重量法进行计算较方便，可以应用第三章中的有关结论。 如图 9-2 所示，船舶在进水前浮于水线 WL 处：首吃水 d F ，尾吃水 d A ，平均吃水 d ，排 水量 ，横稳心高 GM ，纵稳心高 GM L ，水线面积 AW ，漂心纵坐标 x F 。设进水舱的体 积为 V，其重心在 C ( x, y, z ) 处。按增加重量法，我们可以把进入该舱的水看成是在 C 处增 加了大小为 p wV 的液体载荷,且无自由液面.因此,舱室进水后,船舶浮态及稳性可按下列 步骤计算:
BM
（6）横、纵稳心高度的变化 因船舶重心在进水前后保持不变，故有
GM z B BM GM L z B BM L
（7）新的横、纵稳心高度
GM 1 GM GM GM L1 GM L GM L
（8）横倾角正切
tan
（9）纵倾角正切
d F d F d d F d A d A d d A
4、一组舱室进水 船舶的一组舱室同时进水后的浮态及稳性计算也可以采用上述方法进行。在这种情况下， 可以用一个假象的舱室代替进水的一组舱室， 该舱室进水后对船舶浮态及稳性的影响与一组 舱室同时进水的影响完全相同。 我们称这一假想舱为等值舱， 而这种计算方法称为等值舱法。 为此，首先要计算出等值舱的有关数值： （1）等值舱的进水体积为
（5）纵倾角正切
py ( p)G1 M 1
p( x x F ) ( p )G1 M L1
tan
（6）由纵倾引起的首尾吃水变化
d F ( x F )
L 2
L 2
p( x x F ) ( p )G1 M L1 p( x x F ) ( p )G1 M L1
d F d F d d F d A d A d d A
2、第二类舱室 这类舱因存在自由液面，故用增加重量法，计算时要考虑自由液面的影响。 如图 9-3 所示，船舶原浮力水线 WL，排水量为 ，首吃水为 d F ，尾吃水为 d A ，平均吃 水 d ，横稳心高 GM ，纵稳心高 GM L ，水线面积 AW ，漂心纵坐标 x F 。设进水舱的体积 为 V，进水量 p wV ，其重心在 C（x，y，z）处，进水舱内自由液面对其本身的纵向主 轴和横向主轴的惯性矩分别为 i x 和 i y 。这类舱进水后，船舶浮态及稳性可按下面步骤计算。
d
2
) 处，从
而引起船舶浮心位置的移动。根据重心移动原理可知，破舱后浮心位置变化为
V ( x x F) V ( y y F) y B d V z (d ) 2 z B
x B
（5）横、纵稳心半径的变化
IT IT I I BM L L L
4
图 9-3 （1）平均吃水增量
第二类舱进水计算图
d
（2）新横稳心高度
p wAW
G1 M 1 GM
（3）新纵稳心高度
p d wi (d z GM ) p 2 p
G1 M L1
（4）横倾角正切
wi y p GM L p p
tan
p( x x F ) ( p )G1 M L1 p( x x F ) ( p )G1 M L1
tan
（6）由于纵倾F )
L 2
L 2
d A ( xF )
（7）船舶最后的首尾吃水
p( x xF ) ( p)G1M L1
i x 和 i y ——损失的水线面积对通过其本身形心的横向和纵向的惯性矩。
（4）船舶浮心坐标的变化 由图 9-4 可以看出，损失的浮力 wV 的作用点在 C 处，而补偿的浮力 wd ( AW a) 的作
用点在 ( x F , y F , dz
d
2
) 处。可以认为，由于体积 V 由 C 处移至 ( x F , y F , dz
2 I T (i x aya 2 ) ( AW a ) y IT F 2 I L i y a ( x a x F ) 2 ( AW a )( x IL F xF )
式中： I T 和 I L ——原水线面积 AW 对通过其漂心横向和纵向的惯性矩；
V Vi
（2）等值舱的形心位置为
V x V V y y V V z z V
x
i i i i i
i
i
i i
（3）等值舱在原来水线处的损失水线面积
a ai
（4）等值舱损失水线面积的形心坐标
xa ya
a x a a y a
i i i i
ai
ai
将上述等值舱数据代人前面有关公式（视进水舱为几类舱而定） ，即可算出船舶在一组舱 室进水后的浮态及稳性。 例题 1 某海船排水量 30000 t ，船长 L=198m，船宽 B=30m，吃水 d=7.9m，浮心垂 向坐标 z B 4.4m ，重心垂向坐标 zC 11m ，初稳心高 GM 1.98m ，每厘米吃水吨数
d A ( x F )
（7）船舶最后的首尾吃水
5
d F d F d d F d A d A d d A
2、第三类舱室 这类舱室破损进水后，舱内水面与船外水面保持同一水平面，其进水量要由最后的水线 来决定。因此，用增加重量法来计算就很不方便，宜用损失浮力法进行计算，并认为舱室进 水后船舶排水量和重心位置保持不变。 如图 9-4 所示， 船舶浮于水线 WL ， 排水体积 ， 吃水 d ， 横稳心高 GM ， 纵稳心高 GM L ， 水线面积 AW ，漂心 F 纵向坐标 x F 。设进水舱在水线 WL 以下的体积为 V，其重心在 C（x， y，z）处，该舱在水线处 WL 的进水面积为 a，其形心在 f ( xa , y a ) 处，a 称为损失的水线面 积。 当该舱进水后， 船舶即使去了浮力 wV ， 但因船的重量没有改变， 故需下沉至水线 W1 L1 处，以获得补偿浮力，方能保持船舶平衡。如此，便可按下面步骤计算船舶破舱进水后的浮 态及稳性。