第二章船舶

样吃水Ti下的浮心竖向坐标为： Z B Ti SOEF / i
（3）通过排水体积曲线上任一点E的切线与OZ
tan 轴夹角的正切值等于该点处的水线面面积： d / dz Aw
Z
▽ ▽k △ k
▽/ △
思考：如何求不同吃水下的排水体积？
5、漂心和浮心纵向坐标曲线 XF漂心的纵向坐标：离基平面Z处水线面面积AW的形
课后练习
拓展思考：
1、以下图片中的字母表示什么含义？
第二节 船舶重心位置、 排水体积计算
第二节 船舶重心位置、排水体积计算 一、船舶的重心？
=
W
=
W
ww2 w4 1 w 3 d1
D d2 d3 d4
W x D =w1 x d1 + w2 x d2 + w3 x d3 + w4 x d4
一、船舶的重心 船舶重心位置由各个部分质量的形心（重心位置 所确定。令船舶重心的坐标为 X G , YG , ZG ，
心（漂心）纵向坐标。
Z XF
XB
0
▽= ▽=2X9X0.6X40.59=438.37m3 zB=Mxoy/ ▽ zB=1.52m
半宽水线图 x
Aw
Cvp= ▽/AML
Cvp= 438.37/264.06/2.4=0.69
2、水线面面积曲线
总结水线面面积曲线特征：
水线面面积曲线，反映了船舶排水体积沿吃水
方向的分布情况，具体下列特征：
AM4=0.6X2X
AM5=0.6X2X AM6=0.6X2X
(10.63-1.68)=10.74m2
(4.58-0.86)=4.46m2 (0-0)=0m2
1、横剖面面积曲线
一、浮性曲线：（总结横剖面面积曲线的特征）
它反映了船舶排水体积沿船长方向的分布情况，具有下列特征:
（1）曲线所包围的面积
等于船舶在该吃水下的排水体积：
注意：该浮态可以用吃水T和 表示。
纵倾
纵倾的平衡方程：
W YG YB 0 X X ( Z Z ) tan G G B B
注意：该浮态可以用吃水T和 表示。
任意状态
纵倾的平衡方程：
W X B X G ( Z G Z B ) tan Y Y ( Z Z ) tan G G B B
dTaft dTrim F dTfwd
_ .
Trim = dTaft - dTfwd
船舶浮态总共分为四种： 正浮
横倾
船舶浮态
纵倾
任意 状态
正浮
正浮的平衡方程：
W XG X B Y Y 0 B G
注意：该浮态可以用吃水T表示。
横倾
横倾的平衡方程：
W XG X B Y Y ( Z Z ) tan G G B B
《船舶原理》
第二章 浮性
教学目的和要求 本章开始介绍船舶的六大主要性能。主要阐述 船舶的浮性的特点及其应用。 教学重点 1. 船舶平衡条件及浮态 2. 浮性曲线及其特征 3. 水域密度改变时船舶浮态的变化 教学难点 船舶排水体积及浮心位置计算 教学时数 8学时
第二章 浮性 •第一节
浮性及载重线概述
第一节 浮性及 载重线概述
第一节 浮性及载重线概述
一、平衡条件（两个） 1、大小：W
记忆两个密度：
淡水 1t/m 3 海水 1.025t/m
3
2、方向和作用点：重心G和浮心B在同一铅垂线上。
二、船舶的浮态
有倾斜么？如何
倾斜？
_ .
此时倾斜么？如
何倾斜？
w _ .
拓展思考：
1、如何计算以下分段的重量和重心？
第三节 浮性曲线 及其特征
第三节 浮性曲线及其特征 一、浮性曲线
船舶在营运过程中的装载情况是变动的，吃 水当然也随之变化，利用变上限积分的方法，可 以计算不同吃水时的各站 横剖面面积及其形心的位置， 水线面面积及其漂心的位置， 船舶排水体积及其浮心的位置，这些计算结 构所绘制的曲线统称为浮性曲线。 见P42 1-8条曲线
0
AM0=0.6X2X AM1=0.6X2X AM2=0.6X2X AM3=0.6X2X (0-0)=0
y
0 1 2 3 4 5 6 x
(6.51-1.16)=6.42m2 (11.95-1.74)=12.26m2 (14.26-1.90)=14.84m2
▽= ▽=2X9X0.6X40.59=438.37m3 xB=Myoz/ ▽ xB=-1.00m Cp= ▽/AML Cp= 438.37/14.84/54=0.55
AW0=9X2X AW600=9X2X AW1200=9X2X AW1800=9X2X AW2400=9X2X (0-0)=0m2 (7.29-0)=131.22m2 (12.05-0)=216.9m2 (13.92-0)=250.56m2 (14.67-0)=264.06m2
y
Z 2400WL 1800WL 1200WL 600WL 0WL
当 T 等于1cm时排水量的变化量为每厘米吃水吨数，所以：
TPC
Aw
100
已知TPC值，当船舶的载重量变化为P（P应小于10%的排水量）时， 其吃水的变化为 ：
P T (m ) 100TPC
3、每厘米吃水吨数（TPC）曲线
AW0=9X2X AW600=9X2X AW1200=9X2X AW1800=9X2X AW2400=9X2X
可以计算的数值：
（1）水线面面积：Aw
（2）排水体积：
2
Hale Waihona Puke Baidu

T
1 2 1 2
ydx
0
Awdz
（3）排水体积对基平面静矩： Mxoy
Mxoy （4）浮心竖向坐标： B Z

T
0
zAwdz
2、纵向计算系统：
可以计算的数值：
（1）横剖面面积：
As 2 ydz
L 2 L 2
1、民用船舶的典型排水量 （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。 （2）满载排水量：系指在船舶上装载预先规定的 设计载荷的排水量。
2、军用船舶的典型排水量
（1）空载排水量
（2）标准排水量 （3）正常排水量 （4）满载排水量 （5）最大排水量
三、船舶排水体积及浮心位置计算 1、竖向计算系统 已知各站处不同吃水时的半宽值yi，则先计算 不同吃水时的水线面面积，然后沿吃水积分。
船舶重心位置、排水体积计算
•第二节
•第三节 •第四节 •第五节
浮性曲线及其特征
船舶纵倾时的浮性 水域密度改变时船舶浮态的变化
第二章 浮性
浮性是船舶在装载一定载荷情况下仍能浮于 一定水面位置的能力，它是船舶的基本性能之 一。
本章将分别叙述船舶在静水中的平衡条件、
各种浮态以及船舶在各种浮态下排水体积和浮 心位置的计算等。
3.80
3.36 1.71 0.00 14.67 0.00 14.67 4.00 58.68
14.26
10.63 4.58 0.00 47.93
1.90
1.68 0.86 0.00 7.34
12.36
8.95 3.73 0.00 40.60 0.00
0.00
1.00 2.00 3.00
0.00
8.95 7.45 0.00 -4.51 0.00 -4.51
0.00 0.00 0.00 0.49 0.00 2.00 0.00 1.56 3.11 0.00 2.14 3.36 0.00 2.32 3.48
总值 0.00 6.51 11.95
修正值 0.00 1.16 1.74
修正后 总值 0.00 5.35 10.21
距船中 *1/9 -3.00 -2.00 -1.00
乘积 0.00 -10.70 -10.21
3
4 5 6 总值 修正值
0.00 3.02
0.00 1.17 0.00 0.61 0.00 0.00 0.00 7.29 0.00 0.00
3.66
2.74 0.98 0.00 12.05 0.00 12.05 2.00 24.10
3.78
3.36 1.28 0.00 13.92 0.00 13.92 3.00 41.76
军用船舶往往要求100%。
主甲板
TF
Z C F T S W WNA
各字母的含义： ZC：中华…检验局 TF：热带淡水 F：淡水（fresh） T：热带（Tropical） S：夏季（summer） W：冬季（winter） WNA：北大西洋冬季
作业：
1、船舶的有哪几种浮态，各个浮态平衡方程 式？各个浮态用哪几个参数表示？（注意要画 图） 2、储备浮力的定义？ 3：P36 2-8 4、图上出现的字母的含义: SB?PS？ TF?F?T?S?W?
注意：该浮态可以用吃水T和 表示。
三、储备浮力及载重线标记
储备浮力定义：是指水线以上船舶主体水密部分
的体积所能产生的浮力。
储备浮力的表示方法：储备浮力通常用满载排水
量的百分比表示，其大小应当根据船舶类型、航
行区域以及载运货物的种类而定，内河驳船约为
其满载排水量的10% ～15%，海船20% ～25%，而
各个部分重心坐标为
xi , yi , zi ，则：
XG
Wixi
i 1 n
n
Wi
i 1
, YG
Wiyi
i 1 n
n
Wi
i 1
, ZG
Wizi
i 1 n
n
Wi
i 1
二、船舶的典型排水量 由于船舶的装载情况多变，为便于考察船舶在不 同装载情况下的航海性能，提出典型排水量这一 概念。
(0-0)=0m2 (7.29-0)=131.22m2 (12.05-0)=216.9m2 (13.92-0)=250.56m2 (14.67-0)=264.06m2
Z
TPC
Aw
100
2400WL
2.64
Aw=264.06
0
TPC
4、排水体积曲线
总结排水体积曲线特征：
由于排水体积曲线是水线面面积曲线的积分曲 线，所以具有下列特征： （1） 排水体积曲线与o 轴所围的面积OEF等 于排水体积 对基平面的静矩：Z B SOEF / i （2） 排水体积曲线与OZ轴所围的面积OEA等 于排水体积 对吃水Ti=OA的水平面的静矩。这
修正后总值 0.00 7.29 距基线 1/0.6 乘积 0.00 1.00 0.00 7.29
47.93
7.34
40.60
131.83
29.34
102.49
习题讲解：例2-1 计算过程： 解答：
54 站距： L 9m 6 2.4 水线间距： T= 0.6m 4 排水体积： 2 9 0.6 40.59 438.37m3 102.49 Z 0.6 1.52m 浮心竖向坐标： B 40.59 4.52 浮心纵向坐标： B X 9 1.00m 40.59 Y 浮心横向坐标： B 0
（1）曲线所包围的面积等于船舶在该吃水下
的排水体积：

T
0
Awdz
（2）曲线所包围面积的形心的竖向坐标，即
为浮心的竖向坐标： Z B zAwdz / Awdz
0 0
T
T
（3）曲线所包围的面积与长方形ABCO面积之
Cvp /( AwT ) 比，即为船舶的竖向棱形系数：
3、每厘米吃水吨数（TPC）曲线 TPC特征如下：
二、浮性曲线的特征 一、浮性曲线 1、横剖面面积曲线 2、水线面面积曲线 3、每厘米吃水吨数（TPC）曲线 4、排水体积曲线 5、漂心和浮心纵向坐标曲线
6、浮心竖向坐标曲线
1、横剖面面积曲线
横剖面面积曲线
z 3 2 1 0 6 54 2400wl
1800wl 1200wl 600wl
As/AM
横剖面图
（2）曲线所包围的面积

L 2 L 2
Asdx
等于船舶在该吃水下的排水体积： X B （3）曲线所包围的面积与长方形ABCD
L 2 L 2
xAsdx /
L 2 L 2
Asdx
C 面积之比，即为船舶的棱形系数： p /( AM L)
2、水线面面积曲线
2400WL 1800WL 1200WL 600WL 0WL 0 1 2 3 4 5 6
T
0
（2）排水体积：

Asdx
L 2 L 2
MYOZ Myoz （4）浮心纵向坐标： X B
（3）排水体积对船中静矩：
xAsdx
习题讲解：例2-1 某船长54m，吃水2.4m，各半宽值均列于表2-2， 计算该船排水体积及浮心位置。
水线半宽 站号 0 1 2
0wl 600wl 1200wl 1800wl 2400wl