兴波阻力和漩涡阻力

美国一市民按1:2比例完整复原泰坦尼克号
1．船体破损进水情况 1) 第一类舱
舱室顶部是水密的且位于水线以下，船体破损后海水灌满 整个舱室，但因舱顶未破损，浸水量为一个定值，且没有自由液 面的影响，进水量的计算可作为装载 固体重量来处理。此类浸水对船舶的 浮态和稳性影响较小。如双层底和舱 顶在水线以下的舱柜等属于这类情况。
船舶抗沉性是通过船舶分舱来达到的，但同时还要保持船 体破舱后具有一定的稳性。因此船舶抗沉性包括船舶分舱和破舱 稳性的两部分内容。
1) 船舶分舱
船舶破舱进水后应具有—定的剩余储备浮力。 所谓船舶分舱， 是指沿船长方向设置一定当数量的水密横舱壁，对船舶进行水密 分隔，以满足破舱后对纵向浮态的要求。
2）破舱稳性
一、船在水中航行时的阻力
（2）兴波阻力 水波阻力的形成可以理解为，由于船舶的运动产生波浪，
使周围水对船体的压力发生了变化，这些压力在船长方面的 分力的合力就是兴波阻力。兴波阻力与速度的平方成正比。
首散波
尾散波
减小兴波阻力的办法 大型海船采用球鼻首来降低兴波阻力，目的是为了制造 有利干扰。减少首部兴波高度，降低兴波阻力。
３.可浸长度l F，和可浸长度曲线
(1)可浸长度l F 为保证破舱进水后的水线不超过限界线，对于船舱的长度必须加以限制。
船舱两水密横舱壁间的极限长度称为可浸长度。其含义是：沿着船长方向任 何一点C1为中心的舱，在规定的分舱载重线和渗透率的情况下破舱进水后， 船舶下沉和纵倾后的最终平衡状态下的新水线刚好与限界线相切，则该舱的 长度称为以C1点为中心的可浸长度。
船在水中航行阻力主要由三部分组成：
摩擦阻力、兴波阻力和漩涡阻力
（1）摩擦阻力 水为具有黏性的液体。船体与水接触，就会有一部分
水黏附在船体上。当船舶航行时，船体表面与水摩擦形 成摩擦阻力。
摩擦阻力的大小除与水的黏性有关外，还与船体水下 湿表面积的大小、表面的光滑程度以及航速有关。
对于低速船，摩擦阻力占总阻力的比例较大。 减小摩擦阻力的办法
(2)可浸长度曲线
以船底纵向基线为横坐标，船长方向各点C的可浸长度l F 为纵坐标，绘出的可浸长度沿船长各点的分布曲线称为可浸
长度曲线。
规范对破舱淹水后船舶的初稳性有具体要求： 如果船舶在一舱破损进水后的破舱水线不超过限界 线，但在两舱破损进水后的破舱水线超过限界线，则该 船的抗沉性只能满足一舱不沉的要求，称为一舱制船。 任意相邻两舱破损进水后能满足抗沉性要求的船称为两 舱制船；任意相邻三舱破损进水后仍能满足抗沉性要求 的船则称为三舱制船。
2) 第二类舱 舱室的顶部在水线以上，舱内未被水灌满，舱内水与舷
外水不相通，有自由液面的影响，浸水的计算可作为装载液 体重量计算。此类舱室对船舶稳性影响较大。
例如为调整船舶浮态而灌压载水的舱，甲板上浪后因甲板 开口漏水而引起舱内进水，以及船 体破损虽已被堵住，但舱内进水未 被抽干等都属于这一类情况。
3-6 快速性
船舶在静水中消耗主机一定功率而能达到较高航速
的特性，由船舶的阻力和推进两方面综合确定的。
研究内容:
RT
F T R ma
减小船舶阻力，选择优良船型；
增大推力，选择效率较高的螺旋桨；
选择合适的主机；
推进器，与船体和主机之间的配合
一、船在水中航行时的阻力
船 在 水 中 航 行 的 情 况
减小漩涡阻力的办法
一、船在水中航行时的阻力
（4）船舶总水阻力
船舶在静水中航行的总水阻力为摩擦阻力、兴波阻力和
漩涡阻力之和。
Rf
Rw
Rvp
Rt R f Rvp Rw
3)第三类舱 舱室的顶部在水线以上，舱内水与舷外水相通，因此舱
内水面与舷外水面一致，且存在自由液面影响，这种浸水 计算较麻烦，需要进行逐次近似计算。水线以下的舷侧破 损进水属于这类情况。它是船体破损最 常见的情况，对船的危害也最大。船舶 抗沉性主要是研究这一类破舱进水情况。
2．船舶分舱和破舱稳牲
这是一艘排水量为4.6万吨级，长269米，宽28米，有11层 楼高，为双层钢壳，18间防水密封隔舱式设计；拥有762个舱 室，7公里长的公共走廊，可载员2500多人的特大型高速超级 豪华大客轮。
由著名的英国 白星轮船公司耗巨 资750万美元制造， 创当时世界航海船 舶史七大之最纪录: 即最科学、最先进 、最安全、最大、 最快、最豪华、最 昂贵；时有“不沉 之城”、 “海上浮 动宫殿” 、“永不 沉没的泰坦尼克” 的美誉。
船体破舱进水达到新的平衡状态后的稳性称为破舱稳性。为 了保证船舶破舱进水后不致倾覆，要求破舱进水后的剩余稳性及 横倾角满足SOLAS公约和我国“法规”规定的破舱进水后稳性 的要求。
Hale Waihona Puke 我国船级社规定：船舶破损后的水线不得超过 水密甲板边线下76mm，这条与水密甲板线相距 76mm的平行线叫安全限界线。
2)堵漏器材: (1)堵漏毯
堵漏毯又称为堵漏席，是一种大型的堵漏器材，主要用于 堵住船体水线以下部位的破洞进水，其规格有2．0 m×2．0 m、2．5 m× 2．5m、3．0 m × 3．0 m等几种。堵漏毯有 重型和轻型两种。 (2)堵漏板
堵漏板由方形或圆形铁板或木板、橡皮垫及固定装置(拉 索或螺杆)构成，用于堵舷窗大小的中型破洞。
对于不同业务性质、航行条件和不同大小的船舶， 抗沉性的要求是不同的。一般大船的要求比小船高，军 舰抗沉性要求比民用船高。
改善抗沉性，增加船舶的储备浮力，通常采取的办法有： 增加干舷 减小吃水 增加舷弧以及使横剖线外倾 使水下体积瘦削，以相对的增加储备浮力 合理分舱，即合理的确定各水密舱壁的位置
船首波
合成兴波
球首兴波
圆筒型、S—V型
水滴型、撞角型球鼻
（3）漩涡阻力 漩涡阻力是由于水的黏性引起的。黏性流体流经船体
表面时，由于船体曲面的变化而使得流体速度降低，至尾部 时边界层出现分离现象，形成漩涡，漩涡产生后使尾部压力 下降，形成首尾压力差，称为漩涡阻力。
一般瘦长的船体水流能较为顺利地流至船尾，产生的 漩涡较小，漩涡阻力较小。对于丰满船型，船体曲度骤变处， 过早发生分离现象，产生漩涡，漩涡阻力较大。