船舶吃水差的概念与基本计算

第一节船舶吃水差的概念与基本计算

一、吃水差概述

1. 吃水差(trim)概念

当t = 0时，称为平吃水(Even keel)；

t = d F－d A当t > 0时，称为首倾(Trim by head)；

当t < 0时，称为尾倾(Trim by stern)。

2. 吃水差对船舶航海性能的影响

快速性操纵性耐波性等

首倾时轻载时螺旋桨沉深比下

降，影响推进效率。

轻载时舵叶可能露

出水面，影响舵效。

满载时船首容易上浪。

过大尾倾时轻载时球鼻首露出水面

过多，船舶阻力增大。

水下转船动力点后

移，回转性变差。

轻载时船首盲区增大，

船首易遭海浪拍击。

3. 适当吃水差的范围

1)载货状态下，对万吨级货轮：

满载时：t = -0.3～-0.5 m

半载时：t = -0.6～-0.8 m

轻载时：t = -0.9～-1.9 m

2)空载航行时：

◎一般要求

dm ≥ 50%d s（冬季航行dm ≥ 55%d s）

I/D ≥0.65～0.75

| t | ＜2.5%L bp

其中：d s——船舶夏季满载吃水(m)；

I ——螺旋桨轴心至水面高度(m);

D ——螺旋桨直径(m)。

◎推荐值

当L bp≤ 150m时

d Fmin≥ 0.025L bp( m )

d mmin ≥ 0.02L bp + 2 ( m )

当L bp > 150m 时

d Fmin ≥ 0.012L bp + 2 ( m ) d mmin ≥ 0.02L bp + 2 ( m ) 二、吃水差产生的原因

1. 纵向上，船舶装载后总重心与正浮时的浮心不共垂线，即g b x x ≠

2. g x 的求法 合力矩定理 ()

i i g P x x ∑⋅=

∆

三、吃水差的基本计算 1. 纵向小倾角静稳性

理论证明，船舶在小角度纵倾时，其纵倾轴为过初始水线面漂心的横轴，在排水量一定时，纵倾前后相临两浮力作用线的交点L M 为定点，L M 称为纵稳心。

sin tan RL L L L BP

t M GM GM GM L ϕϕ=∆⋅⋅≈∆⋅⋅=∆⋅⋅

2. 每厘米纵倾力矩MTC ：吃水差改变1cm 所需要的纵倾力矩，可由资料查得。 或：船舶吃水差改变1cm 时，船舶本身所具有的纵向复原力矩。 令1t cm =，则0.01100L

RL L L BP BP BP

BM t M GM BM MTC L L L ∆⋅≈∆⋅⋅≈∆⋅⋅== 3. 吃水差的计算

()100100100g b i i b T

x x Px x M t MTC MTC MTC

∆-∑-∆⋅=

==⋅⋅⋅

显然，g b x x ≠时，船舶将存在一定的吃水差。 4. 首尾吃水的计算 由图可得：

2BP

f F m BP

L x d d t L -=+⨯

2BP

f

A m BP

L x d d t L +=-⨯

当0f x =，即漂心在船中时：

2

F m t

d d =+， 2A m t d d =-

5. 注意事项

1) t 的成因是重心和浮心不共垂线形成的力矩()g b x x ∆-，不是f x ； 2) g b f x x x 、、及t 的正负。 四、例题

1. 某轮装载后排水量△=12000t ，平均吃水d m =7.50m ，船长L BP =150m ，b x =－1.35m ，MTC=9.81×200.0 KN.m/cm ，f x =－0.85m ，经计算得纵向重量力矩船中前为9.81×158200KN.m ，船中后为9.81×174000KN.m ，则该轮出港时的首吃水和尾吃水各为 m 。

2. 某船原首吃水为11.94m ，漂心距中距离为－0.20m ，两柱间长为131.3m ，吃水差改变量为

3.0m ，则该轮新的首吃水为 m 。

第二节 吃水差和首尾吃水的计算与调整

一、载荷移动对吃水差和首尾吃水的的影响及计算 1. 设载荷重量为，由1x 移动到2x 位置：

21()[()]

100100i i i i i P x P x x t MTC MTC

δ∑⋅∑-=

=⋅⋅

'

'

22BP

f

F F F F BP BP

f

A A A A BP

L x d d d d t

L L x d d d d t

L δδδδ-=+=+⨯+=+=-⨯

2. 注意事项

1)载荷前移，t δ为正值，首倾增加(或尾倾减小)，F d 增加A d 减小； 2)载荷后移，t δ为负值，首倾减小(或尾倾增加)，F d 减小A d 增加。 二、载荷增减对吃水差和首尾吃水的的影响及计算 1. 少量载荷增减

1)[()]100i Pi f P x x t MTC

δ∑⋅-=

⋅

''21002100BP

f

F F F F BP BP

f

A A A A BP L x P d d d d t L TPC

L x P

d d d d t L TPC

δδδδ-=+=+⨯+

⋅+=+=-⨯+

⋅