船舶吃水差解析

应该指出，对于专用船舶，如液体 散货船、固体散货船、集装箱船等，其 压载能力一般都能满足上述最小吃水要 求；对于万吨级货船，因其空船排水量 约占夏季满载排水量的25%－35%，故 为保证船舶吃水要求得到满足，全船压 载水及航次储备总和应达到夏季满载排 水量的25％左右方可；对于5000 － 7000吨级的远洋尾机型船，因压载舱容 量偏小，有时难以达到要求，工作中如 果发现船舶状态偏离衡准值过大，则应 引起警惕，谨慎驾驶。


2．对船舶吃水差的要求 船舶航行中适当的尾倾值应根据具体船舶 的不同装载状态确定。实践经验表明，万吨级 货船适度吃水差为：满载时尾倾0.3—0.5m； 半载时尾倾0.6—0. 8m；空载时尾倾0.9— 1.9m;对于速度较高的船舶，出港前静态时允 许稍有首倾，航行时由于舷外水的压强相对降 低，可使船舶处于一定尾倾。大吨位船舶满载 进出港口或通过浅水区时因水深限制而要求平 吃水，以免搁浅，并有利于多装货物。 船舶空载时的吃水差要求，一般都以螺旋 桨具有足够的浸水深度为前提。因此，空船时 船舶须具有较大的尾倾值，以保证螺旋桨的推 进效率和舵的反应效率。
近年来，国际上已研究出在营运条件下允许 的最小首吃水及最小平均吃水的要求。上海船 舶运输研究所在分析了IMO浮态衡准后，建议 我国远洋航行船舶的最小首吃水d F min及最小 平均吃水dMmin应满足以下要求： （1）当LBP≤150m时， d F min≥0.025 LBP dMmin ≥0.02 LBP+2 （ 2）当LBP ＞150m时， d F min≥0.012 LBP+2 dMmin ≥0.02 LBP+2 式中： LBP_—船舶垂线间长，m。
三、对船舶吃水及吃水差的要求 1．吃水差产生的原因 吃水差是船舶纵倾的一种表现。船舶之所 以发生纵倾，是因为正浮时船舶受到一纵倾力 矩（Moment toChange Trim）作用。而纵倾 力矩是由于船舶重力纵向分布作用点与正浮时 的浮力作用点不在同一条垂线而产生的。如图 所示，当船舶的重心G1与正浮状态下浮力作用 点B0不在同一条与基线相垂直的垂线上时，船 舶的平衡条件就会遭到破坏。此时，重力和浮 力构成一个力偶矩（纵倾力矩），使船舶绕漂 心的纵倾轴转动，从而产生纵倾角。同时，纵 倾角的出现将使水下船体形状发生变化，浮心 由B0移至B1；当B1与G1在一条与新水线相垂直 的垂线上时，则船舶达到新的平衡，于是产生 了吃水差。

由于船舶纵倾（或吃水差）状态不 同，其水线下流线型船体形状会有明显 的差别，从而直接影响船舶的阻力、稳 性和船体受力等，因此，船舶在一定船 速和排水量状态下．通过不断调整船 舶纵倾，就必然能找到船舶的最佳纵倾 状态。在该状态下，兼顾满足船舶稳性 和纵强度要求的条件下船舶所受的阻力 最小，或同样主机功率下船速最快。目 前，不少船舶的资料中已提供有经船模 试验后绘制的船帕最佳纵倾曲线图谱。
第二节 吃水差及首尾吃水计算

一、吃水差计算原理 若改变每厘米吃水差的船舶纵向复 原力矩为MTC 。则按复原力矩 (100×t×MTC )等于倾侧力矩（MT)即能 求得船舶吃水差的计算公式： 100×t×MTC= MT

二、吃水差与首尾吃水的基本计算方法

三、适合少量载荷变动时吃水差与首尾 吃水的计算方法 P70和P71公式 四、吃水差的调整 如果在计划装载或实际装载中发现船 舶的吃水差不符合要求时，就必须进行 调整。调整方法有以下两种： 1．货物纵向移动

二、吃水差对船舶的影响 吃水差主要影响船舶的操纵性、快速性和 耐波性。对于船舶稳性、船体纵向受力状况、 通过浅水区时允许的船舶最大排水量及部分港 口使费的支出等也有影响。船舶吃水差的大小 直接影响螺旋桨和舵的人水深度，对操纵性和 航速有直接的影响。船舶尾倾过大，会使操纵 性能变差，易偏离航向，船首部底板易受波浪 拍击而导致损坏，同时还不利于驾驶台的的缭 望；船舶首倾过大，因螺旋桨和舵的人水深度 减小，从而导致航速降低，航向稳定性变差， 首部甲板易上浪，而且船舶纵摇时，螺旋桨和 舵叶易露出水面，主机负荷不均匀，造成飞车， 影响主机的正常运转。

教学内容： 学时 对船舶吃水差的要求 吃水差与首尾吃水的计算与调整 2 吃水差与首尾吃水计算图表 2

第一节吃水差基本概念及要求 第二节吃水差及首尾吃水计算 第三节吃水差图表及应用

第一节 吃水差基本概念及要求

一、吃水差基本概念 船舶首吃水与尾吃水相差的数值叫吃水差 （Trim），用符Байду номын сангаасt表示。其计算公式如下： t＝dF一dA（m） 式中： dF —首吃水(Fore draft )，m； dA —尾吃水（Aft draft )，m。 当船舶首、尾吃水相等即吃水差t等于零时， 称为平吃水（Even Keel）；当首吃水大于尾 吃水时，称作首倾(Trim by bead )，俗称拱头； 当尾吃水大于首吃水时．称作尾倾(Trim by stern),俗称尾沉。需要注意的是，有些国家 （如日本、德国等）习惯将吃水差定义为t = dA一dF，以避免船舶在航行中通常处于尾倾状 态的吃水差出现负值。
6．某轮抵某港锚地时，满载吃水为dF=8.50m ， dA=9.50m ，该港允许最大吃水为 8.00m 。已 知该轮此时的 Xf = -1.70m ， MTC=230 × 9.81Kn.m/cm ， TPC=26t/cm ， Lbp = 140m 。 问至少在 NO2 货舱（ X2 = 31m ）和 NO4 货 舱（ X4 = -11m ）处各驳多少吨货，方能达到 8.00m 平吃水进港？ 7．某轮满载到达某锚地,dF=8.30m,dA=9.10m此 时MTC=9.81×223.5Kn.m/cm ,TPC=25.5t/cm ， Xf = -5.4m ，欲调平吃水进港，问应在中后 55m 处驳卸多少吨？驳卸后平均吃水为多少？ （ Lbp = 148m ）。

2．选择适当舱位加减载荷
营运船舶经常通过选择合适舱位打入或排出压载 水的方法来调整吃水差。一般其调整量多数在少量载 荷范围内与式（5-18)基本相同，先设将加减的载荷重 心置于过漂心轴上的任一位置．此时船舶的吃水差保 待不变．然后再从该位置将载荷移至其实际装载处。
五、保证适当吃水差的经验方法 为了在确定全船各舱配货重量时就能兼顾 到满足适当吃水差的要求，减少装货完毕后需 要大幅度调整吃水差的情况出现，广大船员在 实践中总结出了不少经验，归纳如下： 1.按经验得出的各舱配货重量的合适比例 配货。各舱配货重量占全船装货总重量的合适 比例，随船舶的机舱位置、货舱和液体舱的大 小及布置等的不同而变化。对于同一船舶，其 合适比例也随船舶排水量的不同而变化。即使 对于同一船舶在相同排水量下，兼顾纵强度要 求的保证适当吃水差的各舱配货重量合适比例 也有多种方案可以通过计算或由长期积累的船 舶积载数据获得。

第三节

吃水差图表及应用
用公式一计算吃水差比较麻烦。实 际工作中，为简化计算，船舶资料中常 配备不同形式的计算图表，以方便驾驶 员使用。但无论何种形式的图表，其设 计原理都相同。




作业： 1.计划向船长 150m 的船上装载 150t 货物， 已知船舶漂心在中后 4.6m 处， TPC=24.8t/cm ， MTC=9.81 × 209KN.m/cm ， 并设这些数据在装载后不变，试求： • 货物装载在漂心前 40m 处时，船舶前后吃水 各变化多少？ •为使尾吃水不变，该货物应装在离漂心几米处？ 2.某轮装货到 dF = 7.2m ， dA = 8.2m ，尚 留有 200t 货物拟装在 NO1 和 NO5 舱，问两 舱应各装多少吨才能使吃水差为 -0.7m ？ （已知 d m = 7.7m 时，查得 MTC=9.81 × 200KN.M/cm ， Xf =0 ，且 NO1 和 NO5 舱舱 容中心距中距离为 X1=+ 50m,X5= -50m ）。

8 ．某轮满载排水量为 19000t 船长 160m ， 经计算得垂向总力矩为 146300(9.81KN.m) ， 纵向总力矩中前为 23200(9.81KN.m) ，中后 为 27340(9.81KN.m) ，求该轮的 GM 和首尾 吃水？（满载吃水为 8.80m ， KM= 8.00m ， MTC=240(9.81KN.m/cm),Xb= -2.0m,Xf =-2.0 ， 现需提高该轮的初稳性高度和将计算所得之吃 水差调整为尾倾 ( -0.4m ) ，试问： （ 1 ）如将 400t 甲板货移至大舱内，该货 原来的重心高度为 14m ，移到舱内的重心高 度为 5m ，求新的初稳性高度？ （ 2 ）假定调整 1 舱货至 5 舱，移动距离 为 85m ，问需移多少吨才能达到要求的吃水 差？
第四章 船舶吃水差

船舶吃水差是表示船舶浮态的一个 重要指标，它的大小主要取决于船舶的 装载情况。吃水差对船舶的快速性、适 航性和操纵性具有重大的影响。为保证 船舶运输安全，要求船舶具有适度的吃 水差和前、后吃水。
教学目标及基本要求： 了解吃水差对船舶航海性能影响；熟 练计算不同装载情况下的吃水差及调整； 学会使用吃水差图表。 重点： 对吃水差的要求，吃水差与首尾吃水 的计算和调整方法。 难点： 吃水差调整的计算。

3.Q 轮空船吃水为 dF=2.4m,dA=3.6m ， 为进坞修理，允许的最大尾吃水值为 3.40m ，为此应在首尖舱打入多少吨压 载水方能达到目的？（ 令 Xf =+ 1.0m ， TPC=20t/cm,MTC=9.81 × 130kn.m/cm ） 4.Q 轮装货结束前观测首吃水dF=8.1m ， dA=7.6m 尚有 150t 货拟装于 NO5 二层 舱（ Xp= -55.55m ），问货物全部装船 后能否尾倾？

3. 空船航行的吃水要求 船舶在空载时，为了节约能源总力图 减少压载重量，但考虑到过小吃水会影 响船舶的稳性，不利于安全航行，故空 载航行的船舶必须进行合理压载。一般 认为，空载船舶压载航行时，至少应达 到夏季满载吃水的50%以上，冬季航行 时因风浪较大，应使其达到夏季满载吃 水的55％—60%。


5 ．某轮船长 158m 满载矿石抵达长江口外的 绿华山驳载锚地，当时船舶排水量为 35000t ， dF = 9.70m ， dA = 10.08m ，决定驳载后于 次日乘中浚高潮过铜沙浅滩进口。已知次日中 浚高潮潮高为 3.15m ，铜沙浅滩基准水深为 7.00m ，过浅滩时要求富裕水深为 0.70m ， 铜沙浅滩处海水比重为 1.010 ，绿华山锚地 海水比重为 1.025,MTC=9.81 × 400Kn.m/cm ， Xf = -5.0m ，今欲在 NO2 舱（重心距中 40m ） 和 NO6 舱（重心距中 -45m ）开舱驳卸，问 各舱应驳卸多少吨方可调平吃水安全通过浅滩？ （ 设 TPC =45t/cm ）。

2.按舱容比例配货，但首尾舱内留出一定量 的机动货载供临装货结束前作调整吃水差之用。 通常选择对船舶吃水差调整效果明显的首尾货 舱留出机动货载。由于需要兼顾满足其他要求， 因此在首尾舱条件不具备时．也可以选择远离 船中的其他货舱留出机动货载供吃水差调整之 用。对动机货载一般要求同时满足： 1）货载重量既应控制在船舶纵强度的容许 范围内，又能满足调整吃水差的要求，通常取 船舶夏季满载排水量的1 ％ - 2％左右； 2）所选货载应当与拟定调整舱室内的货物 相容。