第五章抗沉性

1、 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 1 1、船舶在一艙或數(shù)艙進(jìn)水后浮態(tài)及穩(wěn)性、船舶在一艙或數(shù)艙進(jìn)水后浮態(tài)及穩(wěn)性( (破艙穩(wěn)性破艙穩(wěn)性- -Impaired stability)Impaired stability)的計算。的計算。 2 2、從保證船舶抗沉性的要求出發(fā)，計算分艙的極、從保證船舶抗沉性的要求出發(fā)，計算分艙的極限長度即可浸長度的計算。限長度即可浸長度的計算。 抗沉性定義：指船舶在一艙或數(shù)艙破損進(jìn)水后仍能保持一定浮性和穩(wěn)性。 在船舶設(shè)計階段，需要考慮抗沉性問題，抗沉性是用水密艙壁將船體分隔成適當(dāng)數(shù)量的艙室來保證的，要求一艙或數(shù)艙進(jìn)水后，船舶的下沉不超過規(guī)定的極限位置，并保持一定的穩(wěn)性。 各類船舶的抗沉

2、性要求是不同的： 軍艦客船貨船 一、進(jìn)水艙的分類一、進(jìn)水艙的分類在抗沉性計算中，根據(jù)船艙進(jìn)水情況，可將船艙分為下列三類： 第一類艙：艙的頂部位于水線以下，船體破損后海水灌滿整個艙室，但艙頂未破損，因此艙內(nèi)沒有自由液面。 雙層底、頂蓋在水線以下的艙柜屬于這種情況。 第二類艙：進(jìn)水艙未被灌滿，艙內(nèi)的水與船外的海水不相聯(lián)通,有自由液面。 為調(diào)整船舶浮態(tài)而灌水的艙以及船體破洞已被堵塞注水但水沒有抽干的艙室都屬于這類情況。 第三類艙：艙的頂蓋在水線以上，艙內(nèi)的水與船外海水相通，因此艙內(nèi)水面與船外海水保持同一水平面。 這在船體破損時較為普遍，也是最典型的情況。 船艙破損進(jìn)水后，如進(jìn)水量不超過排水量的101

3、5%則可以應(yīng)用初穩(wěn)性公式來計算船艙進(jìn)水后的浮態(tài)和穩(wěn)性，誤差較小?；痉椒ㄓ袃煞N：（1 1）增加重量法增加重量法： 把破損后進(jìn)入船內(nèi)的水看成是增加的液體重量。把破損后進(jìn)入船內(nèi)的水看成是增加的液體重量。（2 2）損失浮力法損失浮力法： 把破艙后的進(jìn)水區(qū)域看成不屬于船的，即該部分的把破艙后的進(jìn)水區(qū)域看成不屬于船的，即該部分的 浮力已經(jīng)損失，損失的浮力借增加吃水來補(bǔ)償。浮力已經(jīng)損失，損失的浮力借增加吃水來補(bǔ)償。 這樣對整個船舶來說，其排水量不變，故此法這樣對整個船舶來說，其排水量不變，故此法 又稱為固定排水量法。又稱為固定排水量法。 兩種方法思路不同，但計算結(jié)果是一致的，（復(fù)原力矩，橫傾角，縱傾角，船

4、舶首尾吃水）是完全一致，但穩(wěn)性高數(shù)值是不同的，這是因為穩(wěn)性高是對應(yīng)于一定排水量的緣故。 體積滲透率 大小視艙室用途及裝載情況而定。大小視艙室用途及裝載情況而定。 P170 表表5-1 面積滲透率 一般來說 通常所謂的滲透率指體積滲透率通常所謂的滲透率指體積滲透率au空艙面積實際進(jìn)水面積1aauavu空艙的型體積艙內(nèi)實際進(jìn)水的體積vvuv1vuau表5-1 處 所 滲透率起居設(shè)備占用處所 0.95機(jī)器占用處所 0.85貨物、煤或物料儲藏專用處所 0.60供裝載液體的處所 0或0.95（視何者導(dǎo)致較嚴(yán)重的后果而定）一、第一類艙室一、第一類艙室 1、計算方法、計算方法 增加重量法增加重量法2、計算步

5、驟及計算公式、計算步驟及計算公式wAPd（1 1）平均吃水的增量）平均吃水的增量 （2 2）新的橫穩(wěn)性高）新的橫穩(wěn)性高)2(11GMzddPPGMMG （3 3）新的縱穩(wěn)性高公式）新的縱穩(wěn)性高公式LLGMPMG11 （4 4）橫傾角正切）橫傾角正切11)(MGPPytg （5 5）縱傾角正切）縱傾角正切11)()(LFMGPxxPtg 11)()()2(LFFFMGPxxPxLd11)()()2(LFFAMGPxxPxLd(6(6）由縱傾引起的首尾吃水變化）由縱傾引起的首尾吃水變化FFFddddAAAdddd（7 7）船舶最后的首尾吃水）船舶最后的首尾吃水二、第二類艙室二、第二類艙室wAPd（

6、1 1）平均吃水的增量）平均吃水的增量 （2 2）新的橫穩(wěn)性高）新的橫穩(wěn)性高 （3 3）新的縱穩(wěn)性高公式）新的縱穩(wěn)性高公式PiGMPMGyLL11 （4 4）橫傾角正切）橫傾角正切11)(MGPPytg （5 5）縱傾角正切）縱傾角正切11)()(LFMGPxxPtg 11)()()2(LFFFMGPxxPxLd11)()()2(LFFAMGPxxPxLd(6(6）由縱傾引起的首尾吃水變化）由縱傾引起的首尾吃水變化FFFddddAAAdddd（7 7）船舶最后的首尾吃水）船舶最后的首尾吃水PwiGMzddPPGMMGx)2(11三、第三類艙室 這類艙室艙內(nèi)的水面與船外海水保持在同一水平面上，其

7、進(jìn)水量需這類艙室艙內(nèi)的水面與船外海水保持在同一水平面上，其進(jìn)水量需由最后水線來確定，而最后水線位置又與進(jìn)水量有關(guān)。由最后水線來確定，而最后水線位置又與進(jìn)水量有關(guān)。1、計算方法、計算方法 損失浮力法損失浮力法2、計算步驟及計算公式、計算步驟及計算公式 (1)(1)平均吃水的增量平均吃水的增量aAvdw),(FFyxaAaxxAxwaFwFwaAayywaF(2)(2)剩余水線面面積的漂心位置剩余水線面面積的漂心位置FF 22)()(FwaxTTyaAayiII22)()(FFwFayLLxxaAxxaiII(3)(3)剩余水線面面積（剩余水線面面積（Aw-aAw-a）對通過其漂心）對通過其漂心F

8、F的橫向及縱向慣性距的橫向及縱向慣性距)(FBxxvx)(FByyvy)2(ddzvzB(4)(4)浮心位置的變化浮心位置的變化LLLIIBMTTIIBM(5)(5)橫橫, ,縱穩(wěn)心半徑的變化縱穩(wěn)心半徑的變化 BMzGMBLBLBMzGM(6)(6)橫橫, ,縱穩(wěn)性高的變化縱穩(wěn)性高的變化GMGMGM1LLLGMGMGM1(7)(7)新的橫新的橫, ,縱穩(wěn)性高縱穩(wěn)性高 (8)(8)橫傾角正切橫傾角正切1)(GMyyvtgF (9)(9)縱傾角正切縱傾角正切 1)(LFGMxxvtg1)()2(LFFFGMxxvxLd1)()2(LFFAGMxxvxLd(10)(10)由于縱傾引起的首由于縱傾引起

9、的首, ,尾吃水變化尾吃水變化FFFddddAAAdddd(11)(11)船舶最后的首尾吃水船舶最后的首尾吃水 （1 1）等值艙的進(jìn)水體積；）等值艙的進(jìn)水體積；（2 2）等值艙的重心位置；）等值艙的重心位置；對于第三類艙室，還需算出：對于第三類艙室，還需算出：（3 3）等值艙在原來水線處的損失面面積；）等值艙在原來水線處的損失面面積；（4 4）等值艙損失水線面面積的形心坐標(biāo)。）等值艙損失水線面面積的形心坐標(biāo)。 我國海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則規(guī)定：民船的下沉極限是在艙壁甲板上表面的邊線以下76mm處，也就是說，船舶在破損后至少應(yīng)有76mm的干舷。 在船舶側(cè)視圖上，船壁甲板邊線以下76mm處的一條曲線（

10、與甲板邊線平行）稱為安全限界線（簡稱限界線）。限界線上各點(diǎn)的切線表示所允許的最高破艙水線（或稱極限破艙水線）。破艙前：水線WL、排水體積 、浮心縱向坐標(biāo) ；破艙后：水線W1L1、排水體積 1 、浮心縱向坐標(biāo) ；破艙的進(jìn)水體積 ，形心縱向坐標(biāo)為 。 則： 令： 為極限破艙水線以下排水體積 1對中橫剖面的體積靜矩， 計算水線WL以下排水體積 對中橫剖面的體積靜矩。 可浸長度的計算問題并歸結(jié)為：在已知船艙的進(jìn)水體積，形心縱向坐標(biāo)的情況下 求出船艙的長度和位置。BxBx1vixiv1iixvxxBB11BxMBxM1（1）繪制極限破艙水線；）繪制極限破艙水線；（2）計算進(jìn)水體積）計算進(jìn)水體積 及形心縱向坐標(biāo)為及形心縱向坐標(biāo)為ivivix