第三章 船舶航行性能

第三章船舶航行性能学习目标知识目标1、能理解船舶航海性能的含义；2、

能理解船舶主尺度比对船舶性能的影响；3、

能简单叙述船舶的浮性、稳性、快速性、耐波性、操纵性所包含的主要内容。能力目标1、能读懂船舶载重线标志；2、能描述船舶稳性的意义；3、

能描述船舶操纵性的含义。第一节概述

各种船舶从事运输生产或执行特定任务时，

经常航行于汹涛骇浪的海洋或激流险滩的江河里，它们之所以能顺利的完成预定的任务，在于船舶本身具有一些特定的性能，我们称之为船舶航海性能或航行性能。它包括：

（1）浮性——在一定的装载情况下，船舶在水中具有正常浮态漂浮能力。

（2）稳性——船舶在外力（或外力矩）的作用下偏离原平衡位置时，当外力（矩）消除后船舶回复到原平衡位置的能力。

（3）抗沉性——当船舶破舱淹水后保持浮性和稳性不致沉没和倾覆的能力。（4）快速性——船舶主机功率一定是所能达到最高航速或者在一定的航速要求下船舶消耗最小功率的性能。（5）耐波性——船舶在波浪里具有缓和的摇摆性能。（6）操纵性——船舶保持航向和改变航向的能力。

船舶的航行性能与其主尺度比和船型系数密切相关

（1）L/B——此值对船舶的快速性有较大影响，一般说来，L/B

越大，表示船越瘦长，其在水中航行时的阻力就越小。高速船 L/B

值比低速船高。（2）B/T——此值影响船舶稳性，此比值越大，其初稳性越好。（3）D/T——此值影响船舶的大倾角稳性和抗沉性，比值越大，干舷就越大，船舶就具有

更多的储备浮力及更强的回复到原平衡位置的能力，抗沉性和大倾角稳性就有两家。

（4）L/T——与船舶的操纵性有密切关系。通常认为，比值大，船舶保持航向稳定的能力

强，航向稳定性好；比值小，则变化航向的能力强，船舶的回转性和应舵性能好。（5）L/D——该值关系到船体的结构强度，此值超过某个限度时，对船体的强度不利。此外，水线面系数 CW

主要影响船舶的稳性，对快速性也有某些影响；纵向棱形系数 C P

与船舶的快速性有相当密切的关系。第二节船舶吨位和水尺图

船舶吨位是用来表示船舶的大小和运输能力的，它分为容积吨位和重量吨位两种。

一、容积吨位 3 容积吨位是以容积来表示船舶的大小。国际间统一以每 2.83m （或 100 立方英尺）作为一个容积吨位。

容积吨位又可分为总吨位和净吨位两种。 1、总吨位

凡船上四面封闭的空间减去驾驶室、双底层、公共用得舱室等所占去的容积，如以立方米为单位则除以 2.83，如以立方英尺为单位则除以

100，所得的结果即为该船的总吨位。总吨位的用途为：

（1）表明该船舶大小及作为一国或一船公司拥有船舶的数量；

（2）计算造船费用、船舶保险费用；（3）作为海事赔偿费计算值基准等。

2、净吨位

从总吨位中减去不能运送客货的吨位（如机舱、锅炉舱、船员舱室等），即为净吨位。净吨位是作为实际营运使用的吨位。净吨位的用途为：

（1）计算各种税收的基准；（2）计算停泊及拖带等费用；

（3）计算过运河的费用等。

在船舶登记及丈量证书内，都明确的记载总吨位和净吨位。二、重量吨位

它是一种以重量的大小来表示船舶的运输能力的，以“吨”计算。

常用的重量吨位有排水量和载重量两种。 1、排水量

排水量是指船舶所排开同体积水的重量，即整个船的重量。它因载货的多少而不同，故排水量又分为：

（1）空船排水量：是指船舶出厂时空船的排水量，它包括船体、机器、锅炉、设备、船员及行李等的重量。

（2）满载排水量：是指船舶满载时，即吃水达到某一规定载重线时的排水量，它包括空船排水量、燃料、淡水、货物及船舶常熟的总重量。

（3）实际排水量：只装一部分货物时的排水量。

排水量是一个可变的数，通常说明一条船的排水量是满载的排水量。 2、载重量（1）总载重量：船舶根据载重线标志规定，所能装在最大限度的重量，即：

总载重量满载排水量-空船排水量货物重量燃料、淡水河供应品的重量船舶常数（2）净载重量：表示船舶所能转载最大限度的货物重量，即：

净载重量总载重量-燃料、淡水及其他供应品的重量-船舶常数

载重量是判断船舶生产能力的主要指标之一。

对船员来说，合理的计算每一个航次的燃料、淡水和物料储存量，减少不必要的储藏物品和货舱脚底，就能增加加载重量。三、水尺图表示吃水的标记叫做水尺。它刻画在首和尾左右两侧的船壳板上（大船还在船中的左右舷标明水尺）。我们一看水尺就知道船底离开水面的距离。水尺标注目前通用的有公制和英制两种，一般以阿拉伯字和罗马字表示。如以公制标记时，每个数字高

10cm，字与字的间隔也是 10cm。英制的写法是每字高 6 英尺，间隔也是 6

英尺（图 3-1）。图 3-1 水尺图水尺字母图

读取吃水时，看水面与字相切的位置。例如水面刚在“0.4”字体的下边缘时，则吃水是0.4m，当水淹没“0.4”字体的一半时，则吃水是

0.45m，当水面刚淹没“0.4”字体的上边缘时，则吃水是 0.5m。第三节浮性

船舶在一定装在情况下漂浮于水面一定平衡位置的能力就是浮性。

当船舶浮于一定水平位置时，首先受到地球引力的作用，这就是重力

P，它的方向是垂直向下的，作用点通过船的重心

G。其次，船体浸水表面的每一部分都受到水的压力，如图

3-2所示。这些压力都是垂直于船体表面的，其大小和深度成正比。从图中可以看出，水压力的水平分力互相抵消，垂直分力则形成一个垂直向上的合力，

此合力就是支持船舶漂浮于水面一定位置的浮力。图 3-2 船体所受水压力

根据阿基米德定律，物体在水中所受到的浮力大小等于物体所排开水的重量。因此，船舶所受到的浮力就等于船舶所排开水的重量（通常称为排水量），可写成

（3-1）式中：——浮力、船舶排水量，t；——船的排水体积， m 3 ；

——水的密度，淡水为 1.000 t / m 3 ；海水的为1.025t / m 3 。

根据上节所述，排水体积与船的长度 L、宽度 B、吃水 T 和方形系数 C B

有如下关系： C B LBT式中：L、B、T 的单位是 m。故排水量与主尺度的关系为C B LBT （3-2）浮力垂直向上，作用域排水体积的形心 C 点，称 C 点为浮心。

综上所述，船舶漂浮于上面一定位置时，它受两个作用力：一个是作用于重心 G 点并垂直向下的重力 P；另一个是作用于浮心 C

而垂直向上的浮力。船舶漂浮于水面一定位置及不下沉也不上浮表示它处在了平衡状态。很显然，它必然是：（1）重力 P 和浮力的大小相等，方向相反，即 P C B LBT （2）重心 G 和浮心 C 在同一垂直线上，如图 3-3 所示。图 3-3

船舶浮于水面的平衡条件

当船内载重减少时，重力小于浮力，船舶必然上浮，待浮力减小到与重力重新相等