抗沉性
船舶六大航行性能和船舶结构性能对船舶安全的影响
船舶六大航行性能和船舶结构性能对船舶安全的影响为了确保船舶在各种条件下的安全和正常航行，要求船舶具有良好的航行性能，这些航行性能包括浮力、稳性、抗沉性、快速性、摇摆性和操作性。
（一）浮性船舶在一定装载情况下的漂浮能力叫做船舶浮性。
船舶是浮体，决定船舶沉浮的力主要是重力和浮力。
其漂浮条件是：重力和浮力大小相等方向相反，而且两力应作用在同一铅垂线上。
船舶的平衡漂浮状态，简称船舶浮态。
船舶浮态可分为四种。
1、正浮状态是指船舶首、尾、中的左右吃水都相等的情况。
2、纵倾状态是指左右吃水相等而首尾吃水不等的情况。
船首吃水大于船尾吃水叫首倾；船尾吃水大于船首吃水叫尾顷。
为保持螺旋桨一定的水深，提高螺旋桨效率，一般未满载的船舶都应有一定的尾顷。
3、横倾状态是指船首尾吃水相等而左右吃水不等的情况，航行中不允许出现横倾状态。
4、任意状态是指既有横倾又有纵倾的状态。
（二）稳性稳性是指船舶在外力矩（如风、浪等）的作用下发生倾斜，当外力矩消除后能自行恢复到原来平衡位置的能力。
船舶稳性，按倾斜方向可分为横稳性和纵稳性；按倾斜角度大小可分为初稳性（倾角100以下）和大倾角稳性；按外力矩性质可分为静稳性和动稳性。
对于船舶来说，发生首尾方向倾覆的可能性极小，所以一般都着重讨论横稳性。
（三）抗沉性抗沉性是指船舶在一个舱或几个舱进水的情况下，仍能保持不致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。
（四）快速性船舶在主机输出功率一定的条件下，尽量提高船速的能力叫船舶快速性。
快速性包含节能和速度两层意义，所以提高船舶快速性也应从这两方面入手，即尽量提高推进器的推力和减小船舶航行的阻力。
第六章 船舶抗沉性
在船舶设计中，是通过在船壳内用水密舱 壁分隔船体成适当数量的舱室的方法来满 足船舶的抗沉性要求。
第一节 进水舱的分类及渗透率
一、进水舱的分类
在抗沉性计算中，根据船舱进水情况，可将船舱分为下列 三类
：
1.第一类舱 舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满整个舱室， 但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面。双层底和顶盖在 水线以下的舱柜等属于这种情况。
三、渗透率
船舱内有各种结构构件、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 :
体积渗透率μV的大小视舱室用途及货物装载情况而定
V1 v V0
各种处所及货物的渗透率
舱室名称 客舱、船员 住室、双层 95% 底、尖舱 蒸汽机舱 柴油机舱 80% 85% 罐装食物 30% 低渗透率货物 面粉(包装) 29% 高渗透率货物 家俱(箱装) 80% 机器(箱装) 85% 车 胎 85% 一般货物 羊肉，羊皮 55.2%
可浸长度的确定系假定进水舱的渗透率μ= 1.0 , 事实上 各进水舱的μ总是小于1.0 的, 故在 “可浸长度曲线图上” 通常还画出实际的可浸长度曲线，并注明μ的具体数值
二、分舱因数及许用舱长
如果船舶货舱的长度等于其长度中点处的可浸长度，则该 舱破损进水后，水线恰与下沉限界线相切。然而不同的船 舶对抗沉性的要求不同，因此在我国《船舶与海上设施法 定检验规则》中采用了一个分舱因数F来决定许用舱长
2.第二类舱 进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相联通，有自 由液面。为调整船舶浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵 塞但水还没有抽干的舱室属于这类情况。 3.第三类舱 舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相通，因此舱 内水面与船外海水保持同一水平面。这是船体破舱中最为 普遍的典型情况，对船的危害也最大。
[工学]第五章 抗 沉 性
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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
船舶抗沉性
船舶适航性控制 抗沉性
（3）限界线以上的船体结构开口关闭装置 ）
在舱壁甲板以上， 在舱壁甲板以上，要求采取一切合理和可行的措 施限制海水从舱壁甲板以上浸入舱内。 施限制海水从舱壁甲板以上浸入舱内。 舱壁甲板或其上一层甲板都要求是风雨密的， ①舱壁甲板或其上一层甲板都要求是风雨密的，露 天甲板上的所有开口， 天甲板上的所有开口，均设有能迅速关闭的风雨 密关闭装置。 密关闭装置。 在限界线以上外板上的舷窗、舷门、 ②在限界线以上外板上的舷窗、舷门、装货门和装 煤门以及关闭开口的其他装置，应为风雨密的， 煤门以及关闭开口的其他装置，应为风雨密的， 且有足够的强度。 且有足够的强度。 ③在舱壁甲板以上第一层甲板以下处所内的所有舷 应配有有效的内侧舷窗盖， 窗，应配有有效的内侧舷窗盖，且易于关闭成水 密的。 密的。 露天甲板上都设有排水口和流水孔， ④露天甲板上都设有排水口和流水孔，以便在任何 天气情况下能迅速排除露天甲板上的积水。 天气情况下能迅速排除露天甲板上的积水。
情感目标：
（1）良好的职业道德；
（2）团队的合作精神； （3）面对船体破损情形不畏艰险；
3
任务介绍
1、船舶在大海中航行，偶尔会遭遇狂风巨 浪，海面固体漂浮物，与他船碰撞和擦底， 触礁等情况，这些都有可能使船体破损， 若不及时采取措施，可能会对船舶，人命 和财产安全构成威胁，严重时会导致沉船 事故。 2、若是船舶遇险导致船舱破损，我们该如何 应对？船舱进水如何判断？船舶抵抗能力 如何？如何正确选用堵漏器材对船体破损 部位进行堵漏？这些都是我们在该任务中 需要训练的目标。
7
船舶适航性控制 抗沉性
二、计算抗沉性的两种方法
1、增加重量法 、 2、损失浮力法（固定排水量法） 损失浮力法（固定排水量法）
海上货物运输 第06章 破舱浮性和稳性
船舶破舱进水类型图
W
L
4、渗透率（Permeability） 、渗透率（ ）
4.1 体积渗透率
破舱处所的实际进水体积与理论进水体积之比 v µ= v0 某一舱室或处所在限界线以下的理论体积能被水浸 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率。 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率。 船舶破损进水后船舶不沉所允许的最大进水量， 船舶破损进水后船舶不沉所允许的最大进水量，与 破舱前船舶的初始水线位置、 破舱前船舶的初始水线位置、舱室内各种设备所占 据的体积、装载货物种类的不同有关。 据的体积、装载货物种类的不同有关。 界限线：在船侧由舱壁甲板上表面以下至少76mm处 界限线：在船侧由舱壁甲板上表面以下至少 处 所划定的线。 所划定的线。
重量增加法的基本思路 重增法是将破舱进水视为增加船舶载 重。由于增加载重的重心不一定在船舶 的漂心上， 的漂心上，所以船舶除平行下沉外还会 发生纵倾和横倾，形成新的水线面； 发生纵倾和横倾，形成新的水线面；新 的水线面可能高于破损处， 的水线面可能高于破损处，则该破损处 的进水量将增加，于是又形成新的水线 的进水量将增加，于是又形成新的水线 依次类推，经过一段时间后， 面，依次类推，经过一段时间后，舱内 水面与舷外水面一致， 水面与舷外水面一致，破损处的进水量 不再发生变化。 不再发生变化。
船舶在一舱或数舱进水后仍能保持一定的浮 态和稳性的性能称为抗沉性。 态和稳性的性能称为抗沉性。
2、破舱浮性和破舱稳性的计算方法 、
重量增加法（ 重量增加法（Added weight method） ） 将进水量处理为载重，是船员熟知的方法。 将进水量处理为载重，是船员熟知的方法。 浮力损失法（ 浮力损失法（Lost buoyance method） ） 将破舱处所处理为与舷外水相连而失去浮力， 将破舱处所处理为与舷外水相连而失去浮力， 是造（ 船师习用之法。 是造（验）船师习用之法。
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。
第九章抗沉性
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。
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。
货运12 船舶抗沉性
第四节 《船舶破损控制手册》简介
二、船舶破损控制手册 5.如果破损控制手册中包括分舱和破舱稳性的分析结 果，应提供另外的指南，以确保参考这些信息的船上 高级船员意识到，包括这些分析结果仅为评估船舶相 关的残余稳性时提供帮助。 6.指南应采用与分舱和破舱稳性分析相同的衡准，并 明确指出分舱和破舱稳性分析中假定的船舶装载的初 始状态、破损的范围和位置、渗透率，可能与船舶的 实际破损情况没有关系。
l lp l FF 实际
l实际——任一实际舱的长度；
F——分舱因数。
第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准
• 分舱因数 . 00 F 0 . 5 当1 船舶任一舱破舱后不致沉没， 为一舱不沉制船舶；
. 5 F 0 . 33 当 0 船舶任意像邻两舱破舱后不 致沉没，为二舱不沉制船舶；
. 33 F 0 . 25 当 0 船舶任意像邻三舱破舱后不 致沉没，为三舱不沉制船舶；
第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准
3.剩余浮性和破舱稳性衡准 国际航行单体客船 船舶破损后以及不对称浸水情况下经采取平衡措施后，其 最终状态应如下： （1） 在对称浸水情况下，当采用固定排水量法计算时，应 至少有0.05m 的正值剩余初稳性高度；
• 抗沉性要求： 军用舰船﹥民用船舶 客船﹥货船 远洋船﹥沿海船 海船﹥河船
第一节 抗沉性基本概念
一、进水舱的分类
1.第一类舱：舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满 整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面；双层 底和顶盖在水线以下的舱柜属于这种情况。 2.第二类舱：进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相 连通，有自由液面；为调整船舶的浮态而灌水的舱以及船 体破洞已被堵塞但水还没有抽干的舱室都属于这种情况。 3.第三类舱：舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相 通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。这种船体 破损较为普遍，也是最典型的情况。
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》。
船舶静力学概论 第六章 破舱稳性
T v AW
2）浮心高度变化
zB
v
(T
T
2
z)
3）新的初稳心高
G1M1
GM
v
[T
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 2
T
z]
GML近似不变
4）横倾角：
tan
py
( p)G1M1
5）纵倾角：
tan p(x xF ) ( p)G1M L1
6）首尾吃水增量：
TF
TA
[
L 2
xF
]
p(x xF ) ( p)G1M
进水前船舶各参数为：T 、T 、 、GM 、GM L 、A 、x
F
A
W
F
进水体积 v ，重心在 (x,y,z)处，进水面积 a ，形心
在(xa,ya) 处,进水后损失了浮力 wv ，需增加吃水来补偿。
1）平均吃水的增量：
T v AW a
2）剩余水线面面积（AW-a）的漂心 F’：
xF
AW xF AW
式计算船舱进水后的浮态和稳性。有两种处理方法：
1、增加重量法：把破舱后进入船内的水看成是增加的 液体载荷；
2、损失浮力法：把破舱后的进水区域看成是不属于船 的，即该部分浮力已损失，并由增加吃水来补偿。
这两种方法的计算所得的最后结果完全一致，但算出的 稳心高不同。
一、第一类舱室
可用增加重量法或损失浮力法进行计算.
8）横倾角： 9）纵倾角：
tan v( y yF )
GM 1
tan v(x xF )
GM L1
10）首尾吃水增量：
TF
[L 2
xF ] tan
TA
[
L 2
第二节 四、船舶抗沉性与堵漏 五、船舶适航性控制设备
(5)舱壁支撑
船体破损进水后，水位越高压力 越大，水密横舱壁的强度有可能承受 不了水压力的作用。因此需要在邻舱 舱壁处用垫木、垫板、木楔、支柱等 加以支撑，支撑点约在水位的1／2—1／3高度处。
2013-7-24 第二节 船舶的主有量度 16
• 4。排水 • 1)船舱破损进水量估算 • (1)水线以下破洞的进水量
2013-7-24 第二节 船舶的主有量度 9
7)分舱载重线标志和船存资料
SOLAS公约和我国“法规”规定客船必须满足抗沉性要求有： (1)要求客船和客货船的 两舷勘划经核准的分舱载重线 标志，如图1-35所示， 分舱载 重线从下到上 有C1、C2等，C1为客船分舱载 重线，C2为交替运载客货分舱 载重线。 (2)凡对有抗沉性要求的 船舶，船上应备有船舶分舱和 破舱稳性计算书，供船长掌握 船舶分舱情况。 (3)船舶破损控制图。为了 指导高级船员，在驾驶室内应 有固定显示或可随时使用的控制图。
2013-7-24
第二节 船舶的主有量度
7
•
• • • •
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。用分舱因数F表示为： 一舱制船：1．0≥F>0．5； 二舱制船：0．5≥F>0．33； 三舱制船：0．33≥F>0．25。 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 2013-7-24 8 第二节 船舶的主有量度 比小船高，军舰抗沉性要求比民用船高。
2013-7-24 第二节 船舶的主有量度 4
第五章__抗_沉_性
抗沉性研究的问题: 抗沉性研究的问题:
船舶在一舱或数舱进水后浮态及稳性的计算;从 保证船舶抗沉性要求出发,计算分舱的极限长度,即 可浸长度.
§5-1 进水舱的分类及渗透率
一,进水舱的分类
1.第一类舱:舱的顶部位于水线以下,船体破损后 第一类舱:舱的顶部位于水线以下, 第一类舱 海水灌满整个舱室,但舱顶未破损, 海水灌满整个舱室,但舱顶未破损,因此舱内没 有自由液面; 有自由液面;双层底和顶盖在水线以下的舱柜属 于这种情况. 于这种情况. 2.第二类舱:进水舱未被灌满,舱内的水与船外的 第二类舱: 第二类舱 进水舱未被灌满, 海水不相连通,有自由液面;为调整船舶的浮态 海水不相连通,有自由液面; 而灌水的舱以及船体破洞已被堵塞但水还没有抽 干的舱室都属于这种情况. 干的舱室都属于这种情况. 3.第三类舱:舱的顶盖在水线以上,舱内的水与船 第三类舱: 第三类舱 舱的顶盖在水线以上, 外海水相通, 外海水相通,因此舱内水面与船外海水保持同一 水平面.这种船体破损较为普遍, 水平面.这种船体破损较为普遍,也是最典型的 情况. 情况.
L1 W W1 xF x C z L
δd
x L/2
C y L/2
船 原 于 线 处 排 量 , 尾 水 dF及 A 舶 浮 水 WL , 水 为 首 吃 为 d ( 均 水 d) 横 性 为 , 稳 高 GML, 平 吃 为 , 稳 高 GM 纵 性 为 水 线 面 A , 漂 纵 坐 为 F, 进 舱 体 为 , 面 积W 心 向 标 x 设 水 的 积 v 其 重 在 (x, y, z)处 进 舱 自 液 对 其 身 纵 心 c , 水 内 由 面 于 本 的 向 主 和 向 轴 惯 矩 别 ix和 y. 轴 横 主 的 性 分 为 i
抗沉性
2、计算步骤及计算公式
(1)平均吃水的增量
v d Aw a
( xF , y F ) (2)剩余水线面面积的漂心位置F′
A x axa xF w F Aw a
yF
ay a Aw a w
(3)剩余水线面面积（Aw-a）对通过其漂心F′的横向及纵向惯性距
I T I T (i x ay a ) ( Aw a) y F
i y GM L P P
tg
tg
Py ( P )G1 M 1
P( x x F ) ( P )G1 M L1
(6）由纵倾引起的首尾吃水变化
d F ( x F )
d A ( x F )
L 2
L 2
P( x x F ) ( P)G1 M L1
第五章 抗沉性
本章重点
1 、船舶在一舱或数舱进水后浮态及稳性 ( 破舱稳性 Impaired stability)的计算。 2、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。
● 抗沉性定义：指船舶在一舱或数舱破损进水 后仍能保持一定浮性和稳性。 ● 在船舶设计阶段，需要考虑抗沉性问题，抗 沉性是用水密舱壁将船体分隔成适当数量的 舱室来保证的，要求一舱或数舱进水后，船 舶的下沉不超过规定的极限位置，并保持一 定的稳性。
P( x x F ) ( P)G1 M L1
（7）船舶最后的首尾吃水
' dF d F d d F
' dA d A d d A
三、第三类舱室
这类舱室舱内的水面与船外海水保持在同一水平面上，其进水量需 由最后水线来确定，而最后水线位置又与进水量有关。
救助船舶的抗沉性与稳定性
救助船舶的抗沉性与稳定性在广袤无垠的大海上，救助船舶就如同守护生命的天使，肩负着拯救遇险船只和人员的重任。
而救助船舶自身的抗沉性与稳定性，是保障其能够在恶劣海况下顺利完成救援任务的关键因素。
首先，我们来谈谈抗沉性。
抗沉性简单来说，就是船舶在遭受破损进水的情况下，保持不沉没的能力。
对于救助船舶而言，这一性能至关重要。
想象一下，在波涛汹涌的海面上，救助船舶如果自身抗沉能力不足，一旦遭遇碰撞或者其他意外导致船体破损进水，那么不仅无法完成救援任务，自身还可能陷入沉没的危险，给救援行动带来极大的阻碍。
为了提高救助船舶的抗沉性，船舶设计师们采取了一系列的措施。
从船体结构设计上，采用水密隔舱就是一个重要手段。
将船体内部划分成多个相互独立的水密隔舱，一旦某个隔舱进水，其他隔舱仍然能够保持水密，从而限制进水的范围，增加船舶的浮力储备。
此外，合理的排水系统设计也是必不可少的。
高效的排水设备能够迅速将进入船舱的海水排出，减少船舶的载重，延缓下沉的速度。
救助船舶的材料选择也对其抗沉性有着重要影响。
高强度、耐海水腐蚀的材料能够增强船体的坚固程度，降低破损的可能性。
同时，在船舶建造过程中，严格的质量控制和检测程序能够确保船体结构的完整性和密封性，减少潜在的漏水隐患。
说完抗沉性，我们再来聊聊稳定性。
稳定性指的是船舶在受到外力作用时，保持平衡和不发生倾覆的能力。
救助船舶在执行任务时，往往会面临各种复杂的海况和外力干扰，如风浪、水流、被救助船只的拖拽等，因此良好的稳定性是其安全运行的重要保障。
船舶的重心和浮心位置是影响稳定性的关键因素。
重心越低、浮心越高，船舶的稳定性就越好。
为了实现这一目标，设计师们会在船舶的布局和设备安装上进行精心规划。
将重物放置在较低的位置，合理分布船舶上的设备和货物，以降低重心。
同时，通过优化船体形状，增加船宽、增大干舷等方式，提高浮心的位置。
另外，船舶的稳性储备也是评估稳定性的重要指标。
这包括初稳性高度、大倾角稳性等参数。
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。
船舶静力学第5章抗沉性
船舶静力学第五章 抗沉性
二、可浸长度计算原理
船舶静力学第五章 抗沉性
上式即为可浸长度的基本公式
第五章小结
一、主要内容 1、进水舱的分类及渗透率 2、舱室进水后船舶浮态及稳性的计算 3、可浸长度的计算 二、基本要求 1、掌握进水舱的分类及渗透率等基本概念； 2、掌握三类舱室进水后船舶浮态及稳性的计
§5-1 进水舱的分类及渗透率
一、进水舱的分类
1、第一类舱室：舱顶部位于水线以下，舱内 没有自由液面； 2、第二类舱室：进水舱未被灌满，舱内的水 和海水不相连通，有自由液面； 3、第二类舱室：舱顶部位于水线以下，舱内 的水和海水相连通，保持同一平面。
船舶静力学第五章 抗沉性
二、计算抗沉性的两种方法
§5-3 可浸长度的计算
一、安全界限线
规范规定：船舶在破损后至少应有76mm的干舷。 在船舶俯视图上，舱壁甲板边线以下76mm处的 一条曲线（与甲板边线平行）称为安全界限线 （简称界限线）。
界限线各点的切线表示所容许的最高破舱水线 （或称极限破舱水线）
船舶静力学第五章 抗沉性
船舱的最大许可长度称为可浸长度，它表示进 水后船舶的极限破舱水线刚好与界限线相切。 船舱在船长方向的位置不同，其可浸长度也不 相同。
1、增加重量法 2、损失浮力法（固定排水量法）
三、渗透率
船舱内实际进水的体积V1与空舱的型体积V 的比值，称为体积渗透率。
船舶静力学第五章 抗沉性
§5-2 舱室进水后浮态和稳性的计算
一、第一类舱室
应用增加重量法计算，可直接应用第3章中的 有关结论，（没有自由液面）。
船舶静力学第五章 抗沉性
船舶静力学第五章 抗沉性
船舶静力学第五章 抗沉性
三、第三类舱室
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张 远 双
为普遍的典型情况。
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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
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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”。
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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：
L 2
ix p T (T z GM ) 1 p 2 p
注意
第一、 二类舱用增 加重量法计 算，计算过 程有什么不 同的？
张 远 双
2018/9/22
4、纵倾引起的首、尾吃水变化量 TF、 TA
1）复原力矩、横倾角、纵倾角、船舶的首尾吃水等（即回复 力矩和浮态）是完全一致的。
张 远 双
2）但由于两种方法计算时所对应的排水量不同，它们的稳性
高（横稳性高和纵横性高）是不同的。
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船 舶 性 能 计 算
二、第一类舱的计算（增加重量法）
1、平均吃水变化量 T
T
p p p (cm) (m) (m) TPC 100TPC AW
L 2
TA ( xF ) tan
5、最终的首尾吃水 TF ' 、TA '
TF ' TF T TF
TA ' TA T TA
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船 舶 性 能 计 算
三、第二类舱的计算（增加重量法）
1、平均吃水变化量 T
T
p p p (cm) (m) (m) TPC 100TPC AW
注意复习和回顾。
3、横、纵倾角 、
tan
张 远 双
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4、纵倾引起的首、尾吃水变化量 TF、 TA
TF ( xF ) tan
L 2
py ( p)G1M1
tan
p( x xF ) p ( x xF ) ( p)G1M L1 GM L
2、新的稳性高 G M 和 G M 1 1 1 L1
设进水量为小载荷p吨， 其形心位置为（x，y，z）； 第一类舱进的水无自由液面。 直接利用前面所学 的小载荷装卸相关知识！
p T G1M1 GM (T z GM ) p 2
G1M L1 GM L
p T (T z GM L ) GM L p 2 p
2、新的稳性高 G M 和 G M 1 1 1 L1
G1M1 GM
iy p T G1M L1 GM L (T z GM L ) 1 p 2 p
3、横、纵倾角 、
tan py ( p)G1M1
tan p( x xF ) p ( x xF ) ( p)G1M L1 GM L
V
（体积）渗透率的大小视舱室用途及装载情况而定，我国《海
V1 V
船法定检验技术规则》中有明确的规定。
处所 渗透率μV
张 远 双
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起居设备占用的处所
机器占用的处所 货物、煤、物料储藏专用处所 供装载液体的处所
0.95
O.85 O.60 0或0.95（视何者导致较严重的后果而定）
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船 舶 性 能 计 算
2、舱室进水后船的浮态及稳性计算（课外了解）
一、抗沉性的计算方法
舱室进水后船舶浮态及稳性的计算一般称为破舱浮态和稳性计算， 计算方法常分为两大类：
1、增加重量法
把破舱进的水看成是进水舱增加的液体载荷。船的重量和重心位 置、排水量和浮心位置均发生了改变。
2、损失浮力法
张 远 双
把破舱后的进水区域看成不属于船，即该部分的浮力已经损失， 损失的浮力借增加吃水来补偿。对整个船舶来说，重量和重心位置不 变、排水量不变，但排水体积的形状发生了改变，即浮心位置改变， 此方法也称为固定排水量法。
船 舶 性 能 计 算
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
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张 远 双
2018/9/22
船 舶 性 能 计 算
二、进水舱的分类
进水舱按其进水情 整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面。 双层底和顶盖在水线以下的舱柜等属于这种情况。 2、第二类舱：进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相 联通，有自由液面。 为调整船舶浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵塞但水还没有 抽干的舱室属于这类情况。 3、第三类舱：舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相 通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。这是船体破舱中最