船舶概论(二)技校

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§4-5.稳性
船舶稳性与航行安全有密切的关系， 为防止倾覆，首先要求船舶具有足够的 稳性。同时，稳性过大又会引起船舶剧 烈横摇，使人晕船，影响航海仪器的使 用等。因此，营运中应保证船舶具有适 度的稳性。稳性的大小与船体几何形状 有关，这是船舶设计建造问题。但是， 船舶稳性的大小也与载荷垂向分布状况 有关，这是在配积载工作中所要解决的 问题。
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• 2．不稳定平衡状态 如图3-1 c）所示，横稳心M的位置位于船 舶重心点G的下方。船舶受倾侧力矩作用离开 平衡位置后，浮力作用线在内侧，重力作用线 在外侧，重力和浮力构成的力偶矩WR 为负值， 即倾覆力矩，该倾覆力矩使船舶继续倾斜。此 时，船舶所处的平衡状态称为不稳定平衡状态 （Un-stable）。 • 3．随遇平衡状态 如图3-lb)所示，横稳心M的位置与船舶重 心点G的位置重合。船舶受倾侧力矩作用离 开平衡位置后，重力作用线与浮力作用线在同 一条垂直线上，重力和浮力不构成力偶矩，复 原力矩MR为零。此时，船舶所处的平衡状态 为随遇平衡状态。
船舶概论
第二讲 广船技校---焊接培训班
第四章 船舶形状与航行性能
船体是一个狭长的几何体——左右对称，其形状与性能有 密切的联系 。因此本章分为两大部分：船体的总体要素、船 舶的技术性能。
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§4-1 船舶主要尺度及船型系数
一、船体尺度
船体主尺度，尺度比和船型系数反映船体大小及肥瘦程度 1）主尺度： 总长（LOA） 船长 L 垂线间长（LPP） 设计水线长（LWL）
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§4-2. 船体型线图
三 个 互 相 垂 直 的 基 准 投 影 面
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中线面
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设计水线面
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中站面

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纵剖线图——与中线面平行的辅助平面与 船体型表面的截交线，投 影到中线 面 上——真实型状，在其他两个投影面上 为直线。
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§4-2. 船体型线图
横剖线图——与中站面平行的辅助平面与船体线表面的截交线， 投影到中站面上，由于船体左右对称，故只表示一半，习惯 上右边绘首部，左边绘尾部——真实形状，在其他投影面为 直线。
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•
由此可见，处于不稳定平衡状态的船舶， 在倾覆力矩作用下使船舶继续倾斜，最终导致 船舶发生倾覆；处于随遇平衡状态的船舶受外 力矩作用发生倾斜，当外力矩消失后，船舶因 复原力矩为零，不可能回至原平衡位置，且当 较长时间受到外力矩作用时，船舶的横倾角将 在一定范围内不断增大，最终仍有可能导致船 舶倾覆；只有处于稳定平衡状态的船舶，才具 有一定的抵抗外力矩能力，且当外力矩消失后， 在正的复原力矩作用下，使其自动回到原来的 平衡位置。因此，要保证船舶的安全，使船舶 具有一定的抵御风浪的能力，必须使船舶处于 稳定平衡状态，即保证船舶具有一定的稳性。
• 一、船舶稳性概念及分类 船舶稳性（Stability），是指船舶受外 力作用发生倾斜，当外力消失后能够回到 原来平衡位置的能力。（The ability of Return to the Upright when Slightly Inclined) 。
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• (1)按倾斜方向的不同可分为： 横 稳 性 （ Transverse Stability) 和 纵 稳 性 （Longitudinal Stability）。 • (2)按倾斜角度的大小可分为： 初 稳 性 （ Initial Stability) 和 大 倾 角 稳 性 (Stability at Large of In-clination）：） • (3)按作用力性质的不同可分为： 静 稳 性 （ Statical Stability) 和 动 稳 性 （Dynamical Stability）。 • (4)按船舱破损与否可分为： 完整稳性（Intact Stability)和破舱稳性 （Damaged Stability）。
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如果增加载货，重力增大 船舶就会下沉，使吃水增加， 浮力也就增大，直到浮力和 重力又相等，船舶就达到新 的平衡位置；同样，若重力 减少，船舶上浮，也会到达 另一新的平衡点。
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•
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。
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§4-1 船舶主要尺度及船型系数
一般习惯所指的船长是垂线间长Lpp
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§4-1 船舶主要尺度及船型系数
型宽 B ——船长中点处宽度 型深 D ——甲板边线最低点处高度。 吃水 d ——设计水线到龙骨基线垂直高度。 干舷 F ——船舷最低处至水面的垂向距离。
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§4-1 船舶主要尺度及船型系数
2）尺度比： 尺度比与后面将面介绍的船舶航行性能有密切 的关系。主要有： 长宽比 ——与快速性有关，值越大，船越细长、 阻力小。 宽度吃水比——稳性，快速性有关。 型深吃水比——稳性，抗沉性及内容积有关。 船长吃水比——回转性、值越小，越灵活。 船长型深比——总强度有关，越小强度越好。
B P m M
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§4-1 船舶主要尺度及船型系数
（5）垂向棱形系数 ——表示排水体积沿吃水方向分布情况。 综合上述内容：主尺度——反映船舶的大小 船型系数——反映水下部分形状 线型图——最完整地表示出船体的实际形状 另外，其外形特征体现船舶外形的美感和实 用性。
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§4-2. 船体型线图
三 个 互 相 垂 直 的 基 准 投 影 面
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§4-2. 船体型线图
一、船体型线图 船体是一个具有双重曲度（不可展开曲面）的复杂的流线 体。其表面形状通常是一个复杂的光顺曲面。故用专门的线 型图表示： 型线图是在三个互相垂直的投影面上，用船体型表面的截 交线、投影线、外轮廊线来表示船体外形的图样。 三个互相垂直的基准投影面为： 中线面（V）——纵向投影（将船分成左右两部分） 设计水线面（H）——水平面（将船分成上下两部分） 中站面（W）——横剖面（将船分成前后两段）
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§4-5.稳性
船舶在海上航行时，因受到风压力、 波浪冲击力等外力作用，使船体产生运 动。其中最主要的一种运动形式，就是 船舶的横摇，如果横摇幅度超过一定限 度，就可能导致船舶倾覆。因此，所有 船舶必须具有一种能抵抗风、浪等外力 作用，保证不致倾覆的能力，这就是本 节所要讨论的船舶稳性。
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§4-5.稳性
船舶重力，通常用W表示，它经过船舶重 量的中心，也叫重心（G），其方向垂直向下， 船舶重心G的位置是随货物移动而改变；船舶 浮力，通常用B表示，它经过船舶水下体积的 几何中心，也叫浮心（C），其方向垂直向上， 船舶浮心C的位置是随水线下船体体积的变化 而变化，如图所示。
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船舶重力（W） 和浮力（B）大小 相等、方向相反且 重力与浮力又是作 用在同一铅垂线上， 这时船舶就平衡漂 浮在水面上。
wp
影响快速性。
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§4-1 船舶主要尺度及船型系数
A （2）船剖面系数 C Bd 中横剖面水下部分面积与Bxd的 比——反映中横剖面的丰满度，大型 低速船Cm接近1，快速小型船Cm较小。
m M
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§4-1 船舶主要尺度及船型系数
（
C 3）方形系数 B LBd
水线以下排水体积与LBd长方体积之比。 ——表示水下部分丰满程度，大小与排水量直接有关，也称 为排水量系数。 方形趸船CB接近于1，驳船>货船>客船 低速船>高速船 C C （4）棱形系数 A L C ——反映排水体积沿船长方向分布情况 CP越大——AM ——排水体积分布均匀，船体水下部分首 尾较肥胖。 CP越小——Am ——排水体积集中于中部，首尾比较尖瘦 对快速性影响较大。也可看出Cm , CB , CP相互关联。
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§ 4-2. 船体型线图
半宽水线图——与设计水线平行的辅助平面与船体型表 面的截交线，投影 到设计水线面上，左右对称，故 只画一半半宽水线图 ———真实形状，在另外两个 投影面上为直线。
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§ 4-3. 船舶航行性能概述
1、浮 性：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。 2、稳 性：船舶受外力作用离开平衡位置倾 斜而不致倾覆，当外力消除后仍能回复到 原来平衡位置的能力。 3、抗沉性：船舶遭受海损事故而使舱室进水， 但仍能保持一定的浮性和稳性而不致沉没 或倾覆的能力。
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§ 4-3. 船舶航行性能概述
• 5．适航性：或称耐波性，船舶在风浪海况下航行 时具有和缓与微小的摇摆能力。船舶的横摇、纵 摇及升沉等运动统称为船舶摇摆，研究耐波性的 目的在于掌握船舶摇摆等规律，采取措施以减缓 及预报船舶摇摆等性能。 • 6．操纵性：船舶在航行中保持运动状态的能力 （即航向稳定性），或者根据需要迅速改变运动 状态的能力（即回转性）。它的研究对象包括两 个方面：一个方面是船舶本身对操纵性能的影响， 另一个方面是保证操纵性的设备——舵。
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§ 4-4. 浮性
为什么一张钢板会沉入水底，而钢板 制成的船舶却能够漂浮水面上？
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§ 4-4. 浮性
如果物体在水中受到的浮力＞重力，物体上浮 如果物体在水中受到的浮力＜重力，物体下沉 如果物体在水中受到的浮力＝重力，物体平衡
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§4-4.浮性
1、船舶浮性 ——船舶在一定装载情况下，漂浮于水面保持平衡 的能力： 浮在水面的条件： 当重力=浮力时，物体浮在水中某一深度。 钢的比重是水的7.8倍，故实心的钢块受到的浮力只有 重力的1/7.8。由于船舶是用钢材建成的空心的，水 密的，形成很大空间，船舶只要部分浸入水中，排 开水的重量——浮力就和整个船的重量相等了—— 船舶浮在水面。 浮力大小与排水量，装载量有关。 另外，为了避免海损，还需要有储备浮力。 26
A右倾
B左倾
C 侧面图
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• 4、任意状态 是指既有横倾又有纵横倾的状态。
A
C
B
D
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