破舱稳性

5-6 货船分舱和破舱稳性计算

长期以来,船舶抗沉性的衡准方法一直采用确定性方法,即本章前面所介绍的以“业务衡准数”、“分舱因数”和“平均渗透率”等作为衡准基础的安全公约,即要求船舶设置一定数量的水密舱壁,使船舶破损后的浸水被限制在一定范围内,以此保证船舶在一舱或数舱破损后,其水线不超过限界线并具有一定的破舱稳性。

就一般货船而言,以前对其分舱和破舱稳性的要求并无明确的硬性规定,但不断发生的大量海损事故,使人们认识到船舶分舱及船舶破损后其生存能力的重要性。鉴于船舶在海上航行发生的海损事故具有很大的随机性质,因此用概率计算方法研究船舶抗沉性的衡准更为合理。为此, 1990年召开的第58次IMO海上安全委员会( MSC )通过了MSC . 19 ( 5 8 ) 决议,根据大量海损资料而确立的概率计算方法为基础的“货船分舱和破舱稳性规则”,插入74 年S OL A S公约第Ⅱ-1 章B部分之后作为B -1部分,从而形成了1 974年SOLAS公约的90年修正案。我国也以此规则,插入《海船法定检验技术规则》第八篇“分舱和破舱稳性”中作为第三章,于1992年2 月1日起生效。因而对国际航行货船的破舱稳性有了强制性要求。

新规则的提出是因为原来的安全公约衡准方法存在下列主要缺点：

(1)确定性方法的分舱规则所依据的统计数据都是1950年以前所建造的蒸汽机船舶,这些船舶需要很大的机舱容积来放置主机和锅炉。经七八十年的科学技术的发展,不仅机舱容积大大减小,大部分客舱也设置在舱壁甲板以上。船体各部分容积间的相互关系已发生了很大变化,过去制订的“业务衡准数”已不能正确反映当今船舶的业务性质。

(2)未充分考虑到吃水和渗透率的变化以及破损进水后所具有的稳性对船舶安全程度的影响。

(3)随着“分舱因数”的减小,舱壁数目将增加,表面看来似乎改善了船舶的抗沉性,实际上随着舱壁数目的增加,其破损机会也增加,反而更易于导致两舱、三舱以至更多舱室的同时破损,使船舶安全性降低。而且船舶的破损本身就带有很大的随机性,随着不同长度的破损将引起不同的进水范围。

以上这些缺点都可能导致对船舶安全的不正确估计,因此,目前仍然采用“业务衡准数”和“分舱因数”来指导船舶的分舱,显然不尽合理。

一、制订原则和基础

在制订等效新规则时,遵循了如下原则:

(1)新规则的安全程度应大体与原来安全公约所规定的要求相当。

(2)船舶的安全程度随船长和旅客总数的增加而提高。

(3)采用分舱指数作为衡量船舶在破损后具有残存能力的安全程度的衡准。这一指数应

反映出舱壁间距、稳性以及其他一些有关特征对残存能力的影响。

新规则的主要特点是采用概率计算方法。对一艘破损的船舶能否残存,是由大量的随机321因素决定的。破损对船舶的影响取决于:哪一个舱或相邻一组舱进水;破损时船舶的吃水及完整稳性;破损处所的渗透率以及破损时的海况等因素。这些因素之间的关系及其影响随不同情况而变化,因此只能以概率作为比较基础,用一些近似的办法或定性的判断,对船舶的安全进行估计和校核。

新规则的制订基础是:

(1)对实船的海难资料作破损统计,得出破损范围(长度、深度)及位置的分布函数,再求得某一舱或舱组进水概率的计算公式。

(2)以模型试验及船舶碰撞时的海况报告为基础,得出某一舱或舱组进水后船舶不致倾覆

或沉没的概率计算公式。

(3)最后,船舶破损后残存的概率就等于进水概率乘以不致倾覆和沉没的概率之总和。

一、概率计算方法的基本原理

二、主要衡准

(1) 分舱。

所有舱室应保证一舱不沉,但对船长L S≥100m的船,首尖舱和其相邻舱组成的舱组应满足两舱不沉,对N>600的船舶应保证自船长前端量起的长度=N600-1LS范围内两舱不沉。这里:LS为船舶分舱长度, 指船舶在淹没限界线以下部分的最大型长, 即上甲板的后缘至前缘的总长;N=N1+2N2其中: N1 为备有救生艇的人数; N2 为船舶准予搭载多于N1 的人数, 包括船员。新规则明确规定船侧的破损范围及位置:

①横向范围= 0 . 2 B 1 , B 1 为最深分舱载重线( 或其下) 船长中点处的最大船宽。

②纵向范围= 3 m + 0 . 03 L S 或 1 1 m , 取小者。

( a ) 破损可发生在船长方向的任何位置, 但不包括横舱壁, 若舱壁有台阶时, 应假定其遭受破损。

( b ) 对N > 6 00 的船舶, 自L S 前端量起, 在长度=N60 0- 1 L S 范围内任何位置发生船侧破损时, 应包括横舱壁在内, 但N6 00- 1 ≯1。

③垂向范围: 自基线向上不受限制。

④若垂向、横向、纵向较小范围的浸水导致要求更高的完整稳性, 则应假定此范围破损,并且此时船壳只有一个破口和一个自由液面。

⑤冷藏处所的舱壁和甲板被看作是限制进水的, 未破损的水密分隔结构亦被看作是限制进水的。

( 2 ) 稳性和浮性。

①在进水最终阶段:

( a ) 用固定排水量法对船舶正浮状态算出的初稳性高GM ( m ) 应不小于下列各式计算所得的最大值:GM = 0 . 0 03B2( N1 + N2 )ΔF1( 5 -3 )4 2 1GM = 0 . 01 5B 2F 1 ( 5 -4 )GM = 0 . 05 ( 5 -5 )

式中: B 2 为有关舱壁甲板的船长中点处的最大型宽( m ) ; Δ为船舶未破损时的排水量( t ) ; F 1为有效平均破损干舷, 等于船舶正浮情况下, 在有关舱壁甲板和破损水线间, 船长中点前13L S和后13L S 间这部分的投影面积除以23LS 。

( b ) 一舱进水时的横倾角不得超过7 °; 两个或两个以上的相邻舱同时进水时横倾角不超过12 °。

( c ) 除进水舱或舱组外, 有关舱壁甲板的甲板边线的任何部分均不应被淹没。

②在平衡前及进水中间阶段:

( a ) 平衡前( 若不对称舱进水, 但未采取平衡措施) 及进水中间阶段的最大横倾角不得超过20 °, 且不得导致继续浸水。

( b ) 剩余稳性是足够的。

( c ) 若需设置平衡装置, 则这些装置尽可能为自动, 且应能在最高有关甲板以上进行操纵控制, 而且其使船平衡的时间不得超过1 0 分钟。

( 3 ) 船舶达到的分舱指数A 应不小于要求的分舱指数R , 即

A ≥R ( 5 -6 )满足此要求的船是合格的, 否则不合格。

1 . 要求