第六节对船舶稳性的要求 1.某船舶的宽深比为1.8，稳性衡准数为1.2，按我国法定规则的规定，该船的极限静倾角均可适当减小（）。 A．0.8° B．1.5° C．3° D．0° 2.我国《船舶与海上设施法定检验规则》对船舶稳性的要求应（）。 A．开航时必须满足 B．航行途中必须满足 C．到港时必须满足 D．整个航程必须满足 3.根据《船舶与海上设施法定检验规则》，对国内航行普通货船完整稳性的基本要求，均应为（）后的数值。 A．进行摇摆试验 B．经自由液面修正 C．计及横摇角影响 D．加一稳性安全系数 4.稳性衡准数是（）的指标。 A．动稳性 B．初稳性 C．大倾角静稳性 D．纵稳性 5.极限静倾角是（）的指标。 A．动稳性 B．初稳性 C．大倾角静稳性 D．纵稳性 是（）的指标。 6.GZ 30o A．动稳性 B．初稳性 C．大倾角静稳性 D．纵稳性 7.GM是（）的指标。 A．动稳性 B．初稳性 C．大倾角静稳性
D．纵稳性 8.当风压倾侧力矩等于最小倾覆力矩时，稳性衡准数（）。 A．等于1 B．大于1 C．小于1 D．以上均有可能 9.《IMO稳性规则》中规定：船舶受稳定横风作用时的风压倾侧力矩可用公式 M W =P W A W Z W 来计算，其中Z W 是指（）。 A．A W 的中心至水下侧面积中心的垂直距离 B．A W 的中心至船舶水线的垂直距离 C．A W 的中心至船舶吃水的一半处的垂直距离 D．A或C 10.当风压倾侧力矩小于最小倾覆力矩时，稳性衡准数（）。 A．等于1 B．大于1 C．小于1 D．以上均有可能 11.根据《船舶与海上设施法定检验规则》对船舶完整稳性的要求，国内航行的普通货船，在各种装载状态下的稳性衡准数应（）。 A．小于1 B．大于1 C．等于1 D．B+C 12.某船舶的宽深比为2.4，稳性衡准数为1.5，按我国法定规则的规定，该船的极限静倾角均可适当减小（）。 A．5° B．4° C．3° D．2° 13.我国《船舶与海上设施法定检验规则》对下列（）船舶既提出基本稳性衡准要求，又提出特殊衡准要求。 ①散粮船；②集装箱船；③杂货船；④拖轮；⑤油轮；⑥冷藏船；⑦矿石专用船。A．①②③④⑤⑥⑦ B．①②④⑤⑥ C．①②④⑥ D．①②④ 14.我国《海船法定检验技术规则》对国内航行船舶完整稳性的基本要求共有（）
旋回圈：全速，满舵，重心； 90°降速25%~50%、65%； 旋回圈：进距、横距：纵/横向、90°；进距小航向稳定性好； 旋回初径：横向、180°、3~6备船长； 旋回直径：定长旋回、重心圆直径、0.9~1.2倍旋回初径； 滞距：操舵到进入旋回的滞后距离； 反移量：重心在旋回初始反向横移距离、一个罗经点最大；船尾甩开； 漂角：船首尾线上重心点的线速度与船首尾面的交角；船宽、速度大、漂角大、旋回直径小、旋回性能好； 转心：船舶自转中心；无横移速度、无漂角；首柱后1/3~1/5船长；旋回性能越好，漂角越大，转心偏前；后退时靠近船尾； 旋回橫倾：先内后外、先同侧后异侧、急舵大角、斜航阻力 90°； 旋回时间：360°、与排水量相关、6min，超大型船大一倍； 超大型船：漂角大、回旋性好，降速快，进距大、时间长，航向不稳定； 旋回圈大小：肥大旋回圈小、船首部水下面积大（船型、吃水差：首倾减小，尾倾增加，越肥大，影响越大0.8~10%，0.6~3%）、舵角大、操舵时间短、舵面积大（舵面积、吃水）、旋回圈小； 橫倾：一般船速范围内低舷侧阻力大，高舷侧旋回圈小； 螺旋桨转动方向：右旋单车，左旋回初径小； 浅水：阻力大，漂角小，舵力小，旋回圈大； 顶风，顶流，污底：旋回圈小；顺风，顺流：增大旋回圈； 舵效：K/T K/T大舵效好，K/T小舵效不好； 减小伴流（降低船速），加大排出流（提高车速），提高滑失比（降低桨的进速，增加桨的转速和螺距）；舵角大，舵效好；舵速大，舵效好；排水大，吃水深，舵效差；尾倾，舵效好，首倾，舵效差； 橫倾，一般船速范围内低舷侧阻力大 舵机，越快越好； 迎风、顶流偏转舵效好，顺风、顺流偏转舵效差； 满载，高速首迎风；空船，低速尾迎风；浅水，舵效差； 舵力转船力矩：舵中心到船舶重心的距离*作用在舵上的垂直压力 静航向稳定性：重心仍在原航向。 不稳定：斜航。首倾 动航向稳定性： 稳定：正舵，外力偏转，稳定于新航向；
《2008年国际完整稳性规则》引言和A部分 目录 引言 1 宗旨 2 定义 A部分－强制性衡准 第1章总则 1.1 适用范围 1.2 波浪中的动态稳性现象 第2章－总体衡准 2.1 总则 2.2 关于复原力臂曲线特性的衡准 2.3 强风和横摇衡准(气候衡准) 第3章－某些类型船舶的特殊衡准 3.1 客船 3.2 5,000载重吨及以上的油船 3.3 载运木材甲板货的货船 3.4 散装运输谷物的货船 3.5 高速船
引言 1 宗旨 1.1 本规则旨在提出强制性和建议性的稳性衡准及其他确保安全操作船舶的措施，最大限度地降低对这些船舶、船上人员以及环境构成的风险。本引言和规则的A部分涉及强制性衡准，B部分包含建议和附加的导则。 1.2 除非另行说明，本规则载有适用于长度为24 m及以上的以下类型船舶和其他海上运载工具： .1 货船； .2 运输木材甲板货物的货船； .3 客船； .4 渔船； .5 特种用途船舶； .6 近海供应船； .7 移动式近海钻井装置； .8 平底船；及 .9 甲板上装载集装箱的货船和集装箱船。 1.3 主管机关可以对新颖设计的船舶或本规则未作规定的船舶做出设计方面的补充要求。 2 定义 就本规则而言，下述定义适用。所用术语如未在本规则中定义，则经修订的《1974年安全公约》中的定义适用。 2.1 主管机关系指船舶有权悬挂其国旗的国家的政府。 2.2 客船系指经修正的《1974年安全公约》第I/2条所定义的载运12名以上旅客的船舶。 2.3 货船系指除客船、军事船舶和运兵船、非机动船、原始方式建造的木船、渔船和移动式近海钻井装置以外的任何船舶。 2.4 油船系指主要为了在其货物处所散装油类而建造或改造的船舶，包括混装船和《防污公约》附则II中定义化学品船(当其载运的货物全部或部分为散装油类时)。 2.4.1 混装船系指设计成既可散装运输油类又可散装运输固体货物的船舶 2.4.2 原油船系指从事原油运输的油船。
船舶操纵知识点196
船舶操纵 1.满载船舶满舵旋回时的最大反移量约为船长的1%左右，船尾约为船长的1/5至1/10 2. 船舶满舵旋回过程中，当转向角达到约1个罗经点左右时，反移量最大 3. 一般商船满舵旋回中，重心G处的漂角一般约在3°～15° 4. 船舶前进旋回过程中，转心位置约位于首柱后1/3~1/5船长处 5. 万吨船全速满舵旋回一周所用时间约需6分钟 6. 船舶全速满舵旋回一周所用时间与排水量有关，超大型船需时约比万吨船几乎增加1倍 7. 船舶尾倾，且尾倾每增加1%时，Dt/L将增加10%左右 8. 船舶从静止状态起动主机前进直至达到常速，满载船的航进距离约为船长的 20倍，轻载时约为满载时的1/2~2/3 9. 排水量为1万吨的船舶，其减速常数为4分钟
大时，多的背流面容易出现空泡现象 32. 舵的背面吸入空气会产生涡流，降低舵效 33. 一般舵角为32~35度时的舵效最好 34. 当出链长度与水深之比为2.5时，拖锚制动时锚的抓力约为水中锚重的1.6倍 35. 当出链长度与水深之比为2.5时，拖锚制动时锚的抓力约为锚重的1.4倍 36. 一般情况下，万吨以下重载船拖锚制动时，出链长度应控制在2.5倍水深左右 37. 霍尔锚的抓力系数和链的抓力系数一般分别取为：3-5， 0.75-1.5 38. 满载万吨轮2kn余速拖单锚，淌航距离约为1.0倍船长 39. 满载万吨轮2kn余速拖双锚，淌航距离约为0.5倍船长 40. 满载万吨轮1.5kn余速拖单锚，淌航距离约为0.5倍船长 41. 满载万吨轮3kn余速拖双单锚，淌航距离约为1.0倍船长 42. 拖锚淌航距离计算：S=0.0135（△vk2/Pa） 43. 均匀底质中锚抓底后，若出链长度足够，则抓力随拖动距离将发生变化：一般拖动约5-6倍
第二章船舶操作基本知识 船舶操纵是指船舶驾驶人员根据船舶操纵性能和客观环境因素，正确地控制船舶以保持或改变船舶的运动状态，以达到船舶运行安全的目的。 船舶操纵是通过车、舵并借助锚、缆和拖船来实现的。要完成操纵任务，除保证所有操纵设备处于正常良好的技术状态外，操纵人员必须掌握船舶操纵性能(惯性和旋回性等)及对客观环境（风、流、水域的范围等）的正确估计。 第一节车的作用 推动船舶向前运动的工具叫船舶推进器，推进器的种类很多，目前常见的有明轮、喷水器推进器螺旋桨、平旋推进器、侧推器等。因为螺旋桨结构简单、性能可靠且推进效率高，所以被广泛应用于海上运输船舶。 一、螺旋桨的构造
1、螺旋桨的材料和组成 螺旋桨常用铸锰黄铜、青铜和不锈钢制作。现在也有采用玻璃制作的。 螺旋桨有桨叶和浆毂两部分组成，连接尾轴上。 （1）桨叶，一般为三片和四片，个别也有五片甚至六片的，低速船采用宽叶，高速船采用窄叶。 （2）桨毂，多数浆毂与桨叶铸成一体。浆毂中心又圆锥形空，用以套在尾轴后部。 （3）整流帽 （4）尾轴 2、螺旋桨的配置 一般海船都采用单螺旋桨，叫单车船。也有部分船舶（客船和军舰）采用双螺旋桨，叫双车船。 单桨船的螺旋桨通常是右旋转式的。右旋是指船舶在前进时，从船尾向船首看，螺旋桨在顺车时沿顺时针方向转动的称为右旋，沿逆时针方向转动的称为左旋。目前，大多数商船均采用右旋式。 双桨船的螺旋桨按其旋转方向可分为外旋式和内旋式两，对于双桨船，往舷外方向转动的称为外旋，反之称内旋。通常采用外旋，以防止水上浮物卷入而卡住桨叶。进车时，左舷螺旋桨左转，右舷螺旋桨右转，则称为外旋式；反之，称为内旋式。 二、推力、阻力和功率 1、船舶推力
第10卷 第7期 中 国 水 运 Vol.10 No.7 2010年 7月 China Water Transport July 2010 收稿日期：2010-05-03 作者简介：孙永煜（1971-），男，烟台海员职业中等专业学校工程师。 干散货船稳性安全探析 孙永煜 （烟台海员职业中等专业学校，山东 烟台 264000） 摘 要：近年来，因为稳性问题导致多艘干散货船发生事故，对此，笔者分析了船舶稳性的要求，研究了即将强制实施的IMSBC Code，结合自己的经验提出了应对措施。 关键词：船舶稳性；易流态化；安全；平舱 中图分类号：U698 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2010）07-0004-02 一、前言 自上世纪七八十年代以来，干散货船得到了迅猛发展，据Drewry 统计，目前干散货船队规模已达到4.5亿载重吨左右。虽然近几年国际航运市场低迷，船队运力闲置情况较严重，但据辛浦森航运咨询有限公司(SSY)研究中心主管John Kearsey 预测，依靠中国和印度等新兴市场的贸易大幅增加和发达国家经济的缓慢复苏，2010年的干散货海运贸易仍将呈现超过8%的增幅。的确，今年第一季度全球干散货船队运力规模净增长1,700万吨，而且还有持续上升的趋势。 干散货船兴盛的背后，也让我们看到了一些不谐现象：刚刚过去的4月份，一艘由辽宁锦州驶往江苏常熟的“上源9”货轮在大连海域沉没，事故原因就是满载炼钢铁矿砂的干散货船“上源9”因货物位置发生偏移，船员调整压载舱过程中，造成船偏向另一侧，从而导致沉船；3月份，满载黄沙的“豫信货2699”轮在38°23′N，118°33′E 遇险沉没…… 海损事故的不断发生，让我们不得不深思干散货船的安全问题。从今年刚发生的这几起案例来看，稳性是造成事故的主要元凶。我们再看看前几年发生的干散货船海难事故，看看在港外沉没但却仅有一人生还的“铭扬洲178”轮，也会同样感觉到稳性是影响散货船安全的重要原因。 二、船舶稳性要求 船舶稳性是指受外力矩作用，船舶发生倾侧而不致倾覆，当外力矩作用消失后，仍能回复到原平衡位置的能力。船舶的稳性可分为静稳性、动稳性、初稳性和大倾角稳性、完整稳性和破损稳性，营运中的船舶必须满足船舶稳性要求。鉴于稳性对船舶安全的重要性，IMO 海上安全委员会（MSC）第85次会议于2008年12月4日通过了MSC.267（85）决议——《通过<2008年国际完整稳性规则>》，根据随后通过的1974年海上人命安全公约（SOLAS）修正案，《2008年国际完整稳性规则》（简称《2008年IS 规则》）的引言和A 部分规定成为强制性要求，将于2010年7月1日正式生效。 《2008年IS 规则》的篇章结构为： 前言（Premeale）——回顾； 引言（Introduction）——目的与定义； PART A——强制性的衡准； PARTB——适用于某些类型船舶的建议和附加指南。 《2008年IS 规则》PART A 部分第二章对船长为24m 及以上的货船和客船提出了稳性最低衡准要求，第三章对某些其他类型船舶也提出了特殊衡准要求。对于干散货船装运谷物时，由于谷物的特性对船舶稳性的不利影响，除应满足对所有货船的稳性要求外，还应满足： 经自由液面修正后的初稳性高度应大于或等于0.30m。 由于谷物移动而引起的船舶横倾角应小于或等于12度，1994年1月1日以后建造的船舶应同时满足横倾角小于或等于12度及甲板边缘浸水角。 船舶剩余动稳性值应大于或等于0.075m.rad。 上述衡准要求是满足稳性安全的最低限，一般的，各海运公司为确保航运安全，在IMO 规定的最低限值的基础上，还会提出自己的强制要求。 三、干散货船稳性安全 理论上，船舶满足了《2008年IS 规则》，就能保证稳性安全，但是，从大量的海损事故看，干散货船事故往往是出发时能够满足稳性要求，而在航却发生了问题。2005年12月21日，满载陶土的“铭扬洲178”沉没，事后调查时没有获得散装陶土得到有效平舱处理的证据，经分析，散装陶土在船舶过度横摇时产生移位，从而导致在航船舶倾斜丧失稳性而发生事故。一般说来，在航干散货船极易因货物流态化或平舱不当、货物移位而影响稳性。 1．货物流态化影响船舶稳性 易流态化货物（Cargoes which may liquefy），在《国际海运固体散货安全操作规则》（IMSBC Code）中归为A 类散货，该类货物一般由较细颗粒状的混合物构成，包括精矿、煤粉或类似物理性质的货物。这类货物在海运时的潜在危险是：当它们的含水量超过其“适运水分限量”（TML—Transportable Moisture Limit）时，由于大量含水，在航行中因船舶的颠簸、振动，其水分逐渐渗出，表面形成可流动状态。表层流态化的货物在风浪中摇摆时会流向一舷，而船回摇时却不能完全流回，如此反复，将会使船舶逐渐倾斜
第三章特殊情况下船舶操纵 第一节大风浪中航行前的准备工作 1.同一河段风、流作用方向相反时，风浪大。风、流作用力方向相同时，风浪小；并以主 流区浪最大，缓流区浪小；下风岸浪大，上风岸浪小；宽阔河段浪大，狭窄河段浪小； 转潮前后一段时间内浪大。 2.船舶在大风浪中航行，产生严重摇摆（包括横摇、纵摇、垂荡运动的复合运动），面且 造成拍底、甲板上浪、尾淹、螺旋桨空转等危害。 3.大风浪来临前保证船舶水密的措施，应包括：检查各水密门是否良好，不使用的一律关 闭拴紧；天窗和舷窗都要盖好，并旋紧铁盖；检查甲板开口封闭的水密性，必要时进行加固；将通风口关闭；锚链管盖好。 4.排水畅通包括：排水管系、泵、阀状态良好；污水沟畅通；甲板排水孔应畅通。 5.绑牢活动物件包括：（1）起吊设备、锚设备以及一切未固定的甲板物件就系固和绑扎。 （2）散装货物应平舱。（3）水舱、燃油舱应尽可能注满或抽空，减少自由液面。（4）舱内和甲板的重件货物。（5）配载时详细计算稳性，满足风浪中的航行要求。 6.在吃水差方面，既要防止螺旋桨空转，又要减轻拍底，一般以适当艉纵倾较为理想。 第二节大风浪中的操船措施 7.船舶在波浪中的横摇周期与船宽成正比，与初稳性高度的平方根成反比。 8.减轻横摇的措施：调整船舶的横摇周期、改变航向和速度以调节波浪的遭遇周期。如果 船舶正横受浪时，且横摇周期与波浪周期相等，此时改变船速对波浪遭遇周期无影响，只有改变航向才能取得减轻横摇的效果。 9.船速越高，垂荡越激烈。 10.船首干舷越低，船速越大，波高越强，甲板上浪也越厉害。 11.为了减轻空转现象和防止桨叶等受损，应保持桨叶浸入水中20%-30%的螺旋桨直径，当 出现空转时，可及时调整航向和速度以减轻船舶摇荡。 12.船舶在大风浪中顶浪航行，可通过下列措施减轻拍底、甲板上浪：降低航速、偏浪航行、 改顶浪航行为顺浪航行、正确变换车速（交替运用快慢车）。 13.船速越快，波浪对船首的冲击力就越大；船首的面积越大（如U型首），波浪的冲击力 越大；方形系数、棱形系数越大，冲击力越大。 14.船舶顺浪航行时，由于波浪与船舶相对速度小，可以大大减弱波浪对船体的冲击。 15.当航速小于波浪传播速度时，将形成尾淹现象；当航速等于波浪传播速度时，则船尾冲 漂（不易保持航向）；一般采取调整航速的措施，使航速稍大于波浪的传播速度，既能避免尾淹，又能保持舵效。 16.偏浪航行是船舶的主航向与风浪的方向成20-40度的夹角，斜着波浪传播的方向前进的 方法。
(单选题)1: ()系指对舱内散装谷物经一切必要的和合理的平舱,即将谷物自由表面整平以便使甲板和舱口盖下方的所有空间尽可能装满,并将谷物装载到可能的最高水平面的任何货舱。A: 经分舱的满载舱 B: 经平舱的满载舱 C: 未经平舱的满载舱 D: 部分装载舱 正确答案: (单选题)2: 《2008年国际完整稳性规则》生效时间为()。 A: 2008年7月1日 B: 2009年7月1日 C: 2010年7月1日 D: 2011年7月1日 正确答案: (单选题)3: 一般通过合理的()布置来满足船舶的浮态与完整稳性及破舱稳性的要求。 A: 空间 B: 平面 C: 分舱 D: 平舱 正确答案: (单选题)4: 根据油船的破舱稳性衡准,油船在浸水的最后阶段,不对称浸水所产生的横倾角不得超过()。 A: 10° B: 15° C: 20° D: 25° 正确答案: (单选题)5: 《MARPOL73/78公约》附则Ⅳ为()。 A: 防止油类污染规则 B: 控制散装有毒液体物质污染规则 C: 防止船舶生活污水污染规则 D: 防止船舶造成空气污染规则 正确答案: (单选题)6: 集装箱船所核算的各种装载情况经自由液面修正后的初稳性高度GM均应不小于()。 A: 0.2m B: 0.3m C: 0.4m D: 0.5m 正确答案:
(单选题)7: ()是指船舶未受破损时受到外力作用发生倾斜而不致倾覆,当外力的作用消失后,它仍能回复到原来平衡位置的能力。 A: 破舱稳性 B: 完整稳性 C: 破损稳性 D: 完全稳性 正确答案: (单选题)8: 污油水舱(或一组污油水舱)的布置,应有留存洗舱后所产生的污油水、残油和污油压载水残余物所必需的容量,此总容量不得小于船舶载油容量的()。 A: 1% B: 2% C: 3% D: 5% 正确答案: (单选题)9: 计算集装箱船的稳性时,每只集装箱重心垂向位置应取在集装箱高度的()处。A: 1/2 B: 1/3 C: 1/4 D: 1/5 正确答案: (单选题)10: 海洋环境污染中有35%的污染是船舶造成的,而造成污染危害最严重的是()。A: 客船 B: 散装货船 C: 渔船 D: 大型油轮 正确答案: (多选题)11: 货船典型载况包括()。 A: 满载出港 B: 满载到港 C: 压载出港 D: 压载到港 正确答案: (多选题)12: 船舶与海洋平台造成的污染来源包括()。 A: 轮机设备 B: 货物 C: 船员及乘客 D: 压载水 正确答案:
第一节 稳性的基本概念 一、稳性概述 1. 概念：船舶稳性(Stability)是指船舶受外力作用发生倾斜，当外力消失后能够自行 回复到原来平衡位置的能力。 2. 船舶具有稳性的原因 1)造成船舶离开原来平衡位置的是倾斜力矩，它产生的原因有：风和浪的作用、 船上货物的移动、旅客集中于一舷、拖船的急牵、火炮的发射以及船舶回转等，其大小取决于这些外界条件。 2)使船舶回复到原来平衡位置的是复原力矩，其大小取决于排水量、重心和浮心 的相对位置等因素。 S M G Z =?? (9.81)kN m ? 式中: G Z ：复原力臂，也称稳性力臂，重力和浮力作用线之间的距离。 ◎船舶是否具有稳性，取决于倾斜后重力和浮力的位置关系，而排水量一定时， 船舶浮心的变化规律是固定的(静水力资料)，因此重心的位置是主观因素。 3. 横稳心(Metacenter)M ： 船舶微倾前后浮力作用线的交点，其距基线的高度KM 可从船舶资料中查取。 4. 船舶的平衡状态 1)稳定平衡：G 在M 之下，倾斜后重力和浮力形成稳性力矩。 2)不稳定平衡：G 在M 之上，倾斜后重力和浮力形成倾覆力矩。 3)随遇平衡：G 与M 重合，倾斜后重力和浮力作用在同一垂线上，不产生力矩。 如下图所示
例如： 1)圆锥在桌面上的不同放置方法； 2)悬挂的圆盘 5. 船舶具有稳性的条件：初始状态为稳定平衡，这只是稳性的第一层含义；仅仅具 有稳性是不够的，还应有足够大的回复能力，使船舶不致倾覆，这是稳性的另一层含义。 6. 稳性大小和船舶航行的关系 1)稳性过大，船舶摇摆剧烈，造成人员不适、航海仪器使用不便、船体结构容易 受损、舱内货物容易移位以致危及船舶安全。 2)稳性过小，船舶抗倾覆能力较差，容易出现较大的倾角，回复缓慢，船舶长时 间斜置于水面，航行不力。 二、稳性的分类 1. 按船舶倾斜方向分为：横稳性、纵稳性 2. 按倾角大小分为：初稳性、大倾角稳性 3. 按作用力矩的性质分为：静稳性、动稳性 4. 按船舱是否进水分为：完整稳性、破舱稳性 三、初稳性 1. 初稳性假定条件： 1)船舶微倾前后水线面的交线过原水线面的漂心F； 2)浮心移动轨迹为圆弧段，圆心为定点M(稳心)，半径为BM(稳心半径)。2．初稳性的基本计算 初稳性方程式：M R = ??GM?sinθ GM = KM - KG
第一章船舶操纵基础理论 通过本章的学习，要求学员概念理解正确，定义描述准确，对船舶操纵性能够正确评估，并具有测定船舶操纵性能的知识。 根据船舶操纵理论，操纵性能包括： 1）机动性（旋回性能和变速运动性能） 2）稳定性（航向稳定性） 第一节船舶操纵运动方程为了定量地描述船舶的操纵运动，我们引入船舶操纵运动方程，用数学方法来讨论船舶的运动问题。 一、船舶操纵运动坐标系 1．固定坐标系Ox0y0z0 其原点为O，坐标分别为x0，y0，z0，由于我们仅讨论水面上的船舶运动，因此，该坐标系固定于地球表面。 作用于船舶重心的合外力在x0，y0轴上的投影分别为X0和Y0 对z0轴的合外力矩为N
2． 运动坐标系Gxyz 其原点为点G （船舶重心），坐标分别为x ，y ，z ，该坐标系固定于船上。 这主要是为了研究船舶操纵性的方便而建立的坐标系。 x ，y ，两个坐标方向的运动速度分别为u 和v ，所受的外力分别为X 和Y ， 对z 轴的转动角速度为r ，z 轴的外力矩为N 。 二、 运动方程的建立 根据牛顿关于质心运动的动量定理和动量矩定理，船舶在水面的平面运动可由下列方程描述： y 0
?????===? Z og o og o I N y m Y x m X 该式一般很难直接解出。为了方便，将其转化为运动坐标系表示，这样可以使问题大为简化。经过转换，得： ?? ???=+=-=r I N ur v m Y vr u m X Z )()( 该方程看似复杂，但各函数和变量都与固定坐标系没有关系，因此，可以使问题大为简化。 三、 水动力和水动力矩的求解 对于上述方程中的水动力和水动力矩可表示为： ?? ???===),,,,,,(),,,,,,(),,,,,,(δδδr v u r v u f N r v u r v u f Y r v u r v u f X N Y X
?船在狭窄航道转向前，如果不在本船的新航向距离前转舵，就无法顺利进入新航向。 ?船舶旋回中出现的外倾角较大而危及船舶安全时，应逐步降速，逐步减小所用舵角。 ?旋回初径可用来估算掉头水域， ?按规范规定，主、辅操舵装置的布置应满足当其中一套发生故障时应不致引起另一套也失效。 ?自一舷35°转至另一舷30°的时间不超过28S. ?按照规定，当舵杆直径大于120mm 时，其主操舵装置应为动力操纵。 ?主操舵装置和舵杆应设计成在最大后退速度时不致损坏。 ?辅助操舵装置应有足够强度和足以在可驾驶的航速下操纵船舶，并能在紧急时迅速投入 工作。 ?辅助操舵装置自一舷15°转至另一舷15°，所需时间不超过60S. ?辅助操舵装置在满足操舵要求情况下，当舵柄处的舵杆直径大于230mm时，操舵装置应为 动力操作。 ?人力操舵装置只有当其操作力在正常情况下不超过160N 时方允许装船使用。 ?主、辅操舵装置出现故障应能在驾驶台发出声光警报。 ?主、辅操舵装置动力设备的布置应能满足能从驾驶室使其投入工作。 ?船舶可不设辅助操舵装置的条件是主操舵装置必须具有两台或几台相同的动力设备。 ?一万总吨以上七万总吨以下主操舵装置应设置两台或者两台以上相同的动力设备。 ?发生单项故障导致丧失操舵能力时，应能在45S内重新获得操舵能力。 ?若舵机制造厂欲使其符合国际海事组织相应的验收准则，则应提供相应的资料经CCs认可。 ?手柄控制系统与随动控制系统的主要区别是无舵角反馈装置。 ?应急舵的特点是1，无舵角反馈装置。2手柄直接控制舵机。 ?应急舵的基本工作原理是用控制开关直接控制继电器或其他相应装置来起动舵机工作。 ?应急舵的操作地点是在1，驾驶台2舵机房。 ?自动操舵仪一般都有随动操舵、自动操舵、应急操舵三种操舵方式。 ?舵设备的试验首先进行的是系泊试验，然后是航行试验。在这期间进行转舵周期试验。 ?舵机每套电动机组至少连续工作30min. ?舵叶空气气密试验，在满足压力条件下最长保持15分钟，并外涂肥皂水进行渗漏检查。而后 进行舵叶变形和渗漏检查。密性试验后，通常在舵叶内灌入沥青。 ?气密试验压力2.94X104Pa。 ?密性试验常用压水或空气气密试验。复板舵（流线型）密性试验有灌水或空气气密试验。?舵叶制造完毕首先进行密性试验。密性试验前对水密焊缝处不得涂漆或敷设材料及水泥。 ?舵杆销工作轴颈锈斑点不超过直径1%，非工作轴颈允许减少量7%。 ?液压操舵系统每隔12个月对整个系统进行一次清洗除锈清垢工作。 ?每季度对舵设备进行全面检查和保养。 ?每六个月检查备用操舵装置活络部分，除锈，涂油，润滑并做转换操作。 ?开行前1小时对舵，但是开行前12小时之内应由船员对操舵装置进行校核和试验。 ?锚链的制造方法分别有铸钢锚链，电焊锚链，锻造锚链。 ?海船广泛使用焊接锚链，电焊锚链品质最好工艺简单成本低。 ?锚链公称抗拉强度可分为AM1、AM2、AM3三级 ?衡量锚链强度的标准链环是普通链环。 ?锚链节与节之间常用连接链环连接。我国27.5米，英国15拓。 ?链环大小用链环直径d表示，普通有档链环长度6d. ?锚链转环安装在锚端链节和末端链节。环栓应朝向中间链节。 ?配套使用的链环还有加大链环+无档链环。
附件1 ： 《特种用途船安全规则》2008版与前SPS规则（见《船舶与海上设施法定检验规则》（2008）国际航行篇第4A分册）的主要内容对比 章节主要变化 1、第7章标题“爆炸品的贮存”改为“危险品” 2、第11章增加新的一章“保安” 3、前言1、新增第1条的内容 2、删除原第5条有关对近岸航程的放宽要求 3、新增第8条的内容 4、第1章，第1.2条适用范围1、增加“适用于所有在2008年5月13日或以后发证” 2、增加“不适用于符合MODU规则的船” 3、增加“不适用于用以运输和装载不在船上工作的工业人员的船舶。” 5、第1章，第1.3条定义1、删除近岸航程的定义 2、1.3.12款增加脚注，对“非机械推进”和“客船”进行 说明 6、第1章，第1.7.4条删除原“提示”的内容 7、第2章1、完整稳性标准改为“应满足《2007年完整稳性规则》B 部分第2.5节的规定”； 2、原2.2至2.8的要求删除，由现在2.2至2.5条替代。 8、第3章第3.2条中“200名”改为“240名” 9、第4章第4.2和4.3条中的“50名”改为“60名” 10、第5章第5.2条中“200名”改为“240名” 11、第6章第6.1至6.3条中的“200名”改为“240名”，“50名” 改为“60名” 12、第7章整体修改，全面引进IMDG规则 13、第8章1、第8.2至8.4条中的“50名”改为“60名” 2、第8.3条的要求有较大变化 14、第9章删除原9.2条 15、第11章新增内容
附件2： 特种用途船舶安全规则（2008） 目录 第1章 通则 第2章 稳性与分舱 第3章 机械装置 第4章 电气装置 第5章 周期性无人值班机器处所 第6章 防火 第7章 危险品 第8章 救生设备 第9章 无线电通信 第10章 航行安全 第11章 保安 附件特种用途船舶安全证书格式
第二节船舶初稳性 1．在舱容曲线上可以（）。 A．由货物容积查取货面距基线高度 B．由货面距基线高度查容积中心高度 C．由货物容积直接查取容积中心高度 D．以上均可 2．某轮空船排水量为2000t，空船重心高度为5.5m；船舶载荷重量为8000t，其重心高度为3.50m；查得船舶初稳心距基线高度KM为4.70 m。该轮的初稳性高度GM为（）m。 A．0.8 B．1.2 C．1.5 D．1.82 3．当货舱装满时，通常按货物实际重心求得的GM比按舱容中心求得的GM（）。A．大 B．小 C．相等 D．以上均有可能 4．当货舱装满时，通常按货物实际重心距基线高度比舱容中心距基线高度（）。A．大 B．小 C．相等 D．以上均有可能 5．某轮某两个航次No.1货舱分别装满货物A、B，积载因数分别为S.F A 、S.F B ，该 舱的重心高度分别为Z A 、Z B ，则（）。 A．Z A ＜Z B B．Z A ＞Z B C．Z A =Z B D．关系无法确定 6．某轮某底舱货舱容积为2710m3，双层底高1.48m，舱高7.32m，计划配装两种货物：下层焦宝石1000t（S.F=0.74m3 /t），上层花生果500t（S.F=3.28m3 /t），则两种货物的重心高度分别为（）m。 A．2.48；4.15 B．2.48；5.70 C．2.00；4.53 D．1.85；4.21 7．某轮某底舱货舱容积为2710 m3，双层底高1.48m，舱高7.32m，计划配装两种
货物：下层焦宝石1000t（S.F=0.74 m3/t），上层花生果500t（S.F=3.28 m3/t），则该舱的重心高度为（）m。 A．2.78 B．3.12 C．3.55 D．5.96 8．在船舶的重心处装载部分货物，则（）将可能改变。 A．KB B．KG C．KM D．A和C 9．某货舱下层、上层分别装有重心距基线高为2.04m和4.18m的两种货物，它们的重量分别是2630t和367t，双层底高1.1m，则该舱重心高度为（）。 A．2.06m B．2.14m C．2.30m D．2.49m 10．在估算各类货物的重心高度时，对于首尾部位的货舱，货物的重心可取为货堆高度的（）。 A．40% B．50% C．54%～58% D．75%～80% 11．对于近长方形货舱，舱容曲线为（），容积中心高度曲线为（）。A．直线；直线 B．直线；曲线 C．曲线；直线 D．曲线；曲线 12．船舶重心距基线高度KG随船舶排水量的减小而（）。 A．增大 B．减小 C．不变 D．变化趋势不定 13．舱容曲线的垂向坐标为（）, 横坐标为（）。 A．货面距基线高度；舱容和容积中心高度 B．舱容和容积中心高度；货面距基线高度 C．舱容；货面距基线高度和容积中心高度 D．以上均不对
附则３ 关于国际海事组织文件包括的所有船舶的完整稳性规则 说明与要求 1 本附则是国际海事组织第18届大会1993年11月4日通过的A.749(18)决议的附件。 2 本附则中“动力支承船”的有关规定已被《国际高速船安全规则》所替代。详见本法规第4篇附则2《际高速船安全规则》。 3 船舶的完整稳性还应符合本法规总则与第1篇的适用规定。 349
第1章一般规定 1.1 宗旨 关于国际海事组织文件包括的所有类型船舶的完整稳性规则(以下简称本规则)旨在提出稳性衡准及其他为确保所有船舶的安全操作而采取的措施，使之最大限度地减少对船舶、船上人员和环境的危害。 1.2 适用范围 1.2.1 除非另有说明，本规则中的完整稳性衡准适用于长度为24m及以上的下列类型船舶和其他海上运输工具: ——货船； ——装载木材甲板货的货船； ——装载散装谷物的货船； ——客船； ——渔船； ——特种用途船； ——近海供应船； ——海上移动式钻井平台； ——方驳； ——动力支承船； ——集装箱船。 1.2.2 沿海国家可对新型设计的船舶或未包含在本规则内的船舶的设计方面制定附加要求。 1.3 定义 下列定义适用于本规则。对过去常用的术语但在本规则中未定义的，如在1974 SOLAS公约中所定义的，亦适用于本规则。 1.3.1 主管机关：系指船旗国政府。 1.3.2 客船：系指经修改的1974 SOLAS公约第Ⅰ／2条中规定的载客超过12人的船舶。 1.3.3 货船：系指非客船的任何船舶。 1.3.4渔船：系指用于捕捞鱼类、鲸鱼、海豹、海象或其他海洋生物资源的船舶。 1.3.5 特种用途船：系指国际海事组织《特种用途船舶安全规则》(A.534(13)决议案)1.3.3中规定的因其特殊用途载有12名以上特种人员(包括可不超过12名乘客)的机动自航船舶(从事科研、探险和测量的船舶；用于培训海员的船；不从事捕捞作业的鲸鱼或鱼类加工船舶；不从事捕捞作业的其他海洋生物资源加工船或其设计特点和运行方式类似上述的其他船舶，根据主管机关的意见可列入此类范围)。 1.3.6 近海供应船：系指主要从事运送物品、材料和设备至近海设施上，并在船前部设计有居住处所和桥楼、在船后部有为在海上装卸货物的露天装货甲板的船舶。 1.3.7海上移动式钻井平台(MODU)或平台：系指能够为勘探或开采诸如液态或气态碳氢化合物、 硫或盐等海床之下的资源而从事钻井作业的海上建筑物： .1柱稳式平台：系指用立柱将主甲板连接到水下壳体或沉箱上的平台； .2浮式平台：系指有单体或多体结构船型或驳船型排水船体、用于漂浮状态下作业的平台； .3自升式平台：系指有活动桩腿能够将其壳体升至海面以上的平台。 1.3.8动力支承船(DSC)：系指能够在水面或超出水面航行的船舶，其具有的特性与适用现行国际公约，特别是SOLAS公约和LL载重线公约的普通排水量船舶大不相同，以致要采取其他措施来获得同等安 350
船舶初稳性高度计算 船舶初稳性高度计算 1.船舶装载后的初稳性高度GM： GM=KM--KG {KM--为船舶横稳心距基线高度（米） KG--为船舶装载后重心距基线高（米） KM--可由船舶资料静水曲线图按平均吃水查得} 2.舶装载后重心距基线高KG: KG=( DZg+∑PiZi) /Δ { D--空船重量（吨）;查船舶资料得； Zg--空船重心距基线高度（米）；查船舶资料得； Pi--包括船舶常数，货物总重量，船员及供应品，备品，油水重量（吨）；Zi--载荷Pi的重心高度（米）； ?--船舶排水量（吨）；} 3.自由液面的影响δGMf : δGMf=∑ρix/Δ {ρ—舱内液体的密度（克/立方米） ix---液舱内自由液面对液面中心轴的面积横矩（M4）} 4.经自由液面修正后的初稳心高度GoM: GoM=KM--KG--δGMf 5.船舶横摇周期T?: T?=0.58f√(B+4KG)/GoM {0.58为常数； f—可由B/d查出； B—船舶型宽； d—船舶装载吃水；}
6.例题：某船装载货物后Δ=18500吨，全船垂向重量力矩∑PiZi= 143375吨.米，现有1号燃油舱自由液面对液面中心轴的面积横矩∑ρix= 58.7四次方米。淡水舱自由液面对液面中心轴的面积横矩∑ρix= 491.1四次方米。两舱均未装满，其中燃油密度ρ=0.97克/立方厘米。试计算经自由液面修正后的初稳性高度GoM（根据Δ查得KM=8.58米）。 解：1）求KG KG=( DZg+∑PiZi) /Δ=143375/18500=7.75米 2）计算自由液面影响的减小值δGMf : δGMf=∑ρix/Δ=(0.97*58.7+1.0*491.1)/18500 =0.03米 3）计算 GoM: GoM=KM—KG--δGMf =8.58-7.75-0.03 =0.80米
第一章船舶操纵性能 1.与船舶排水量成正比，与相应的 2.船舶由静止状态进车，达到相应稳定航速的时间与船舶排水量成正比，与相应的稳定 的船速的成正比，与螺旋桨推力成反比。 3.船舶由静止状态启动主机，到达到常速，满载船的航进距离约为船长的20倍，轻载约 为满载的1/2---2/3。 4.船停船距离（冲程）/冲时：船在前进中下令停止主机至船对水停住的滑行距离和时间。 5.实测停车距离（冲程）/冲时：船在前进中下令停止主机至船对水余速将至2节时或对 水速度降低到保持舵效的最低速度的滑行距离和时间。 6.停车冲程与船速的平方成正比，与排水量成正比。 7.航行船舶停车后速度变化：呈非线性变化，开始时速度下降快，而后下降慢，至终为0 8.影响冲程大小的因素与：排水量、初速度、船舶阻力、污底和浅水有关。 9.减速常数是指船舶停车后船速每递减一半所需的时间，减速常数随排水量的不同而不 同，一般万吨船约为4Min. 10.倒车距离（冲程）/冲时：船在前进中下令倒车至船对水停住移动时的滑行距离和时间。 11.倒车停止性能：从发令开始至船对水停止移动的这段时间所前进的距离。 12.实测倒车距离（冲程）/冲时：船在前进中下令倒车至船对水停住时的滑行距离和时间。 13.倒车停船距离：万吨级6-8L, 5万吨8-10L，10万吨10-13L，15-20万吨级13-16L 14.航行中船舶下令倒车后，速度的变化是主机倒车转速达到最大时下降快。 15.船舶航行中进行倒车，通常在关闭油门后，等船速降至全速的60%-70%,转速降至额定 转速的25%-35%，停止主机在进行倒车启动。 16.全速倒车后，右旋螺旋桨船，向右偏转，航向变化可能超过90度，压载状态较满载状 态右偏量更大。左满舵比右满舵旋回圈小。
目录 第一章船舶操纵性能 第一节船舶旋回性 （三副：船舶旋回性和舵效） 第二节航向稳定性和保向性 （三副：船舶航向稳定性） 第三节船舶的变速运动性能 （三副：船速与冲程） 第四节船舶操纵性试验基本知识 第五节IMO船舶操纵性衡准适用的船舶和基本内容 第一章船舶操纵性能 第一节船舶旋回性 大副知识点1：船舶旋回运动三阶段 【典型考题】 1．直航船操一定舵角后，其转舵阶段的______。 A．横移速度较小，横移加速度较小 B．横移速度较小，横移加速度较大 C．横移速度较大，横移加速度较大 D．横移速度较大，横移加速度较小 参考答案：B 解析：第一阶段亦称转舵阶段，船舶从开始转舵起至转至规定舵角止一般约8-15s，横移加速度v 和旋回角加速度r 均较大，旋回角加速度在此阶段可达最大值。由于船舶运动惯
性的原因，船舶重心G 基本上沿原航向滑进，横移速度v 和转向角速度r 变化绝对值不大。 2．船舶操舵后，在转舵阶段将______。 A ．出现速度降低、向转舵一侧横倾现象 B ．出现速度降低、向转舵相反一侧横倾现象 C ．出现速度增大、向转舵一侧横倾现象 D ．出现速度增大、向转舵相反一侧横倾现象 参考答案：A 解析：在舵力转船力矩M δ的作用下，船首有向操舵一侧回转的趋势，重心则有向操舵相反方向的微量横移，与此同时，船舶因舵力位置比重心位置低而出现少量内倾。因此，该阶段也称为横移内倾阶段。 3．直航船操一定舵角后，其过渡阶段的______。 A ．转向角速度为变量，角加速度为常量 B ．转向角速度为常量，角加速度为变量 C ．转向角速度为变量，角加速度为变量 D ．转向角速度为常量，角加速度为常量 参考答案：C 解析：第二阶段亦称过度阶段，诸指标均为变量。该阶段中，船舶的旋回角速度、横移速度和漂角均逐步增大，水动力F w 的作用方向由第一阶段来自正前方，逐渐改变为来自船首外舷方向。由于水动力F W 作用点较重心更靠近船首，因而产生水动力转船力矩M δ，方向与舵力转船力矩MJ 一致，使船舶加速旋回；与此同时，随着旋回角速度的不断提高，又会产生不断增大的船舶旋回阻矩，从而使旋回角速度不断降低，角速度的增加受到限制。 【点评1】阶段中船舶的运动特点是： 1）船舶降速明显。其首要因素是船舶斜航时水动力F w 的纵向分力F wx 的增加，如图（a ），其次是舵力P n 的纵向分力P nx ，旋回运动产生的离心力Q 的纵向分力Q x 以及旋回中推进效率的下降。 2）由反向横移变成向操舵一侧正向横移。原因是船舶在旋回中，随着漂角β的增大，水动 力F w 不断增大，而舵力却有所下降，以致F W 的横向分力大于P n 的横向分力。 3）船舶出现外倾并逐渐增大。其原因是舵力横向分力P ny 、水动力横向分力F wy 以及旋回中产生的离心力的横向分力Q y 作用于船舶垂直方向的不同位置，构成了力矩，从而使船舶由初始阶段的内倾变为外倾。如图（b ）所示。 【相关考题】 4．直航船操一定舵角后，其过渡阶段的______。 A ．横移速度为变量，横移加速度为常量 B ．横移速度为常量，横移加速度为变量 .C ．横移速度为变量，横移加速度为变量 D ．横移速度为常量，横移加速度为常量 参考答案：C 解析：见本知识点点评1
对船舶稳性的要求 一、IMO对普通货船的稳性要求 1、船舶在各种装载情况下的初稳性高度GM≥0.15m 2、横倾角在0~30°之间静稳性曲线下的面积≥0.055m 3、在0~40°(或小于40°的进水角θf)之间静稳性曲线下的面积不小于0.09m?rad. 4、30°~40°(或小于40°的θf)之间静稳性曲线下的面积≥0.03m?rad. 5、θ≥30°处的复原力臂不小于0.02m. 6、最大复原力臂对应的角度最好大于30°，至少不少于25° 7、满足天气蘅准数的要求 二、我国“海船稳性规范”对普通货船的稳性衡准数要求 1、经自由液面修正后的GM≥0.15m 2、θ＝30°或θf处的GZ≥0.20m 3、Gzmax对应的角度θmax≥30°或当静稳性曲线有两个峰值时，第一个峰值对应的角度不小于25° 4、稳性消失角θv不小于55°，即θv≥55° 5、船舶在各种装载状态下的稳性衡准数不小于1，如图所示，即Mhmin/Mw≥1；Mhmi n的求取要经过横摇角θi和进水角θf的修正；Mw为风压力矩Mw=ρw?Aw?Zw，ρw－风压，Aw－横风受风面积，Zw－吃水一半到Aw中心的垂直距离 (1) 求取Mhmin时经过横倾角θi的修正 MR P K M L 静N 稳Mhmin θ 性O θdmax θi
H MR θi Mhmin 动 A 稳 性θ O θdmax 57°.3 (2) 求取Mhmin时经过横倾角θf的修正(如果曲线在θf处中断) MR P K M 静N 稳Mhmin θ性O θf θi H
MR θi Mhmin 动 A 稳 性θ O θf 57°.3 三、散粮船，油船，集装箱船的GM≥0.30m，且散粮船的静倾角不能大于12° 四、木材船的GM≥0.10m