船舶稳性和吃水差计算
Ship stability and trim calculations
1.总则General rules
保证船舶稳性和强度在任何时候都保持在船级社认可的稳性计算书规定范围内，防止因受载不当，产生应力集中造成船体结构永久性变形或损伤。Ensure stability and strength of the ship at all times to maintain stability within stability calculations approved by the classification societies in order to prevent due to load improperly resulting in stress concentration which will cause the ship structure permanent deformation or subversion.
2.适用范围Sphere of application
公司所属和代管船舶的稳性、强度要求
To satisfy the requirement of company owned and managed ships stability and strength
3.责任Responsibility
3.1.大副根据本船《装载手册》或《稳性计算手册》等法定装载资料，负责合理配载或对
相关部门提供的预配方案进行核算，确保船舶稳性及强度处于安全允许值范围。Based on the ship "loading manual" or "stability calculations manual" and other legal loading information, the chief officer is responsible for making reasonable stowage plan or adjust accounts of the pre plan from relevant departments to ensure stability and strength of the ship in a safe range of allowed values.
3.2.船长负责审批大副确认的配载方案和稳性计算。
The captain is responsible for checking and approving the stowage plan and stability calculation that has been confirmed by chief officer.
4.实施步骤Implementation steps
4.1.每次装货前，大副必须对相关部门提供的预配方案仔细核算，报船长审核签字后才可
实施。
Every time before loading, the chief officer should carefully adjust accounts of the pre stowage plan from the relevant department and transfer it to captain, the stowage plan should be implemented after captain reviewing and signing.
4.2.船舶装货前后大副应认真进行船舶稳性及强度计算校核，包括装货前的预算和装货后
的船舶局部强度和应力状况的核算，货品发生变化后，要重新进行计算。计算时充分考虑自由液面，油水消耗，污水变化及甲板结冰等对船舶稳性产生的影响，确保船舶在离港、航行、抵港的过程中均满足要求。
Every time before loading, the chief officer should carefully calculate and check the ship’s stability and strength, including calculation before loading and the partial strength and stress condition of the ship after loading, if cargos changes, the stability and strength should be re-calculated. When calculating, should fully consider the free surface, water and oil consumption, sewage and water ice on deck and other changes on the impact of ship stability, to ensure that the ship departure, navigating and arriving at port in the process can meet the requirements.
4.3.开航前，大副应完成初稳性高度和强度的计算。稳性计算结果应满足：
Before departure, the chief officer should complete the calculations of height of initial stability and strength. Stability calculation results should be satisfied as below:
hc - ⊿h > hL
式中：hc：计算的初稳性高度The calculating height of initial stability
⊿h：自由液面修正值Free surface correction value
hL：临界初稳性高度The critical height of initial stability
船舶静水力弯矩和剪力以及局部强度不得超过允许值。
Hydrostatic moment of force, shear force and partial strength of the ship can not to exceed the allowable values.
4.4.大副要将每航次的稳性计算资料包括积载图留存，并将稳性计算中的重要内容摘录记
在航海日志中，报船长审核确认签字。
The chief officer should preserve such documents including stability calculation information and stowage plan, and records the important contents of the stability calculation into the log, which shall be reported to captain to verify and sign.
4.5.船舶航行中，值班驾驶员应经常测定船体的摇摆周期，核算初稳性高度值，一旦出现
摇摆周期超长或摇摆复原过缓等稳性不良状态时，船长应迅速采取改善稳性的各种有效措施，确保航行安全。
During navigation, the officers on duty should always determine the oscillation cycle of the hull, account the height of initial stability, once they stated poor stability such as the rolling period too long or rolling recovery too slow, the captain should take various effective measures to improve the stability to ensure safety navigation.
4.6.船舶在装卸货箱期间和压载水排、注期间，也应保证具有足够的稳性和满足强度的要
求。
During the loading and unloading and ballasting and deballasting water, the ship should be sufficient to ensure stability and meet the strength requirements.
船舶原理公式汇总 第一章 船型系数： 水线面系数C WP =A W /LB 中横剖面系数C M =A M /Bd 方形系数C B =排水体积/LBd 菱形系数C P =排水体积/A M L=排水体积/C M BdL=C B /CM 垂向菱形系数C VP =排水体积\A W d=排水体积/C WP LBd=C B /C WP 排水体积符号▽ 尺度比： 长宽比L/B ：与船的快速性有关 船宽吃水比B/d:与船的稳性、快速性和航向稳定性有关 型深吃水比D/d ：与船的稳性、抗沉性、船体的坚固性以及船体的容积有关 船长吃水比L/d ：与船的回转性有关，比值越小，船越短小，回转越灵活 梯形法：A=?b a ydx A=l ?b ydx 0 =l(∑=n i yi 0 -(y 0+y 3)/2)注(y 0+y n )/2为首尾修正项 辛氏法：一法，A=1/3l(y 1+4y 2+y 3)二法，A=3l/8(y 1+3y 2+3y 3+y 4) 计算漂心X F =M oy /A W =? -2/2 /L L xydx /? -2 /2 /l l ydx 其中A W =2L δ∑yi ' M oy =2(L δ)2∑kiyi '所以X f =L δ∑kiyi '/∑yi ' 计算横剖面面积型心的垂向坐标Z a =M oy /A s =?d zydz 0 /?d ydz 0 其中横剖面面积As=2?d ydz 0 Moy=2?d zydz 0 又可以表达为As=2d δ∑yi '(注意首位修正) Moy=2(l δ)2∑kiyi '所以可以表达为za=d δ∑kiyi '/∑yi ' 第二章 浮心的计算dM yoz =x F A w d z dM xoy =zA w d z x F 为A w 的漂心纵向坐标 排水体积对中站面yoz 的静距M yoz =?d xfAwdz 0 浮心纵向坐标x B =M yoz /▽=? d xfAwdz 0 /?d Awdz 0 同理可以得排水体积对基平面xoy 的静距和浮心垂向坐标Mxoy=?d zAwdz 0 Zb=Mxoy/▽=?d zAwdz 0/?d Awdz 0 同理根据横剖面计算排水体积和浮心位置 dM yoz =x F A s d x dM xoy =z a A s d x 浮心纵向坐标Myoz=? -2/2 /l l xAsdx X B =Myoz/▽=? -2 /2 /l l xAsdx /? -2 /2 /l l Asdx
一、概述 本船为航行于内河B级航区的一条旅游船。现按照中华人民共和国海事局《内河船舶法定检验技术规则》（2004）第六篇对本船舶进行完整稳性计算。 二、主要参数 总长L OA13.40 m 垂线间长L PP13.00 m 型宽 B 3.10 m 型深 D 1.40 m 吃水 d 0.900 m 排水量?17.460 t 航区内河B航区 三、典型计算工况 1、空载出港 2、满载到港
五、受风面积A及中心高度Z 六、旅客集中一弦倾侧力矩L K L K=1 ? 1? n 5lb =0.030 m n lb =1.400<2.5，取 n lb =1.400 式中：C—系数，C=0.013lb N =0.009<0.013，取C=0.013 n—各活动处所的相当载客人数，按下式计算并取整数 n=N S bl=28.000 S—全船供乘客活动的总面积，m2，按下式计算： S=bl=20.000 m2 b—乘客可移动的横向最大距离，b=2.000 m； l—乘客可移动的横向最大距离，b=2.000 m。 七、全速回航倾侧力矩L V L V=0.045V m2 S KG?a2+a3F r d KN?m 式中：Fr—船边付氏数，F r=m 9.81L ； Ls—所核算状态下的船舶水线长，m； d—所核算状态下的船舶型吃水，m； ?—所核算状态下的船舶型排水量，m2； KG—所核算状态下的船舶重心至基线的垂向高，m； Vm—船舶最大航速，m/s；
a3—修正系数，按下式计算； a3=25F r?9 当a3<0，取a3=0；当a3>1时，取a3=1； a2—修正系数，按下式计算； a2=0.9(4.0?Bs/d) 当Bs/d<3.5时，取Bs/d=3.5；当Bs/d>4.0时，取Bs/d=4.0；
第四章保证船舶具有适当的吃水差模拟题 2011-3-13第一节航行船舶对吃水差和吃水的要求 1.船舶纵倾后浮心向（）移动。 A．船中 B．中前 C．中后 D．倾斜方向 2.根据经验，万吨级货船在满载时适宜的吃水差为尾倾（）m。 A．～ B．～ C．～ D．～ 3.从最佳纵倾的角度确定吃水差，目的是使船舶的（）。 A．所受阻力最小 B．装货量最大 C．燃油消耗率最小 D．吃水最合适 4.某万吨货轮某航次轻载出港时吃水差t=-0.5m，则根据经验将会对船舶产生（）影响。 A．航速减低 B．舵效变差 C．操纵性变差 D．A、B、C均有可能 5.某万吨货船某航次满载出港时吃水差t=-2.3m，则根据经验将会对船舶产生（）影响。 A．船首部底板易受波浪拍击 B．甲板上浪 C．操纵性变差 D．A和C均有可能 6.某万吨货轮某航次半载出港时吃水差t=-0.7m，则根据经验将会对船舶产生（）影响。 A．提高航速 B．提高船舶舵效 C．减少甲板上浪
D．A、B、C均有可能 7.普通船舶首倾航行时，可能会产生下述（）影响。 A．首部甲板易上浪，强度易受损 B．出现飞车现象 C．船舶操纵困难，航速降低 D．A、B、C均有可能 8.按我国定义，船舶吃水差是指船舶（）。 A．首尾吃水之差 B．装货前后吃水差 C．满载与空载吃水之差 D．左右舷吃水之差 9.船舶在空载航行时必须进行压载的原因是（）。 A．稳性较差 B．受风面积大，影响航速 C．螺旋桨的推进效率低 D．A、B、C均是 10.当泊位水深受限时,船舶出港时的吃水差应为（）。 A．正值 B．负值 C．0 D．以上均可 11.当船舶装载后其重心纵坐标与正浮时浮心纵坐标不同时,船舶将会（）。A．横倾 B．正浮 C．纵倾 D．任意倾斜 12.船舶纵倾后（）。 A．重心与浮心共垂线 B．漂心与重心共垂线 C．重心不与正浮时漂心共垂线 D．重心不与浮心共垂线 13.吃水差产生的原因是（）。 A．船舶装载后重心不与浮心共垂线 B．船舶装载后漂心不与重心共垂线 C．船舶装载后重心不与正浮时漂心共垂线 D．船舶装载后重心不与正浮时浮心共垂线
第四章船舶稳性 （一）课程导入 （二）新授课 第一节、稳性的基本概念 船舶平衡的3种状态： 1．船舶的平衡状态 船舶漂浮于水面上，其重力为W，浮力为△，G为船舶重心，B为船舶初始位置的浮心。在某一性质的外力矩作用下船舶发生倾斜，由于倾斜后水线下排水体积的几何形状改变，浮心由B移至B1点，当外力矩消失后船舶能否恢复到初始平衡位置，取决于它处在何种平衡状态（下图）。 （1）稳定平衡。如图（a）所示，船舶倾斜后在重力W和浮力△作用下产生一稳性力矩，在此力矩作用下，船舶将会恢复到初始平衡位置，称该种船舶初始平衡状态为稳定平衡状态。 （2）随遇平衡。如图2-1所示，船舶倾斜后重力W和浮力△仍然作用在同一垂线上而不产生力矩，因而船舶不能恢复到初始平衡位置，则称该种船舶初始平衡状态为随遇平衡状态。 （3）不稳定平衡。如图2-1（c）所示，船舶倾斜后重力W和浮力△作用下产生一倾覆力矩，在此力矩作用下船舶将继续倾斜，称称该种船舶初始平衡状态为不稳定平衡状态。 2．船舶平衡状态的判别 为对船舶的平衡状态进行判别，将船舶正浮时浮力作用线和倾斜后浮力作用线的交点定义为稳心，以M表示。由于船舶倾斜后的浮心位置或浮力作用线与船舶吃水（或排水量）、船舶倾角有关，稳心位置也随船舶吃水（或排水量）、船舶倾角不同而变化。 进一步分析表明，船舶处于何种平衡状态与重心G和稳心M的相对位置有关。船舶稳定平衡时，重心G位于稳心M之下；船舶不稳定平衡时，重心G位于稳心M
之上；船舶随遇平衡时，重心G 和稳心M 重合。因此，为了使船舶在受到一外力矩作用下具有一定的复原能力从而保证船舶安全，船舶重心必须在相应倾角时的稳心之下。 处于稳定平衡状态的船舶，其复原能力的大小取决于倾斜后产生的稳性力矩或复原力矩s M 的大小。由图（a ）可见，该稳性力矩大小为 s M GZ =?? 式中：GZ ──静稳性力臂 （m ），是船舶重心G 至倾斜后浮力作用线的垂直距离，通常简称作稳性力臂或复原力臂。 船舶稳性的分类： 船舶在外力矩作用下偏离其初始平衡位置而倾斜，当外力矩消失后船体能自行恢复到初始平衡状态的能力称为船舶稳性。 船舶稳性通常可按以下方法分类： 1．按船舶倾斜方向分类。可分为横稳性和纵稳性。横稳性指船舶绕纵向轴（x 轴）横倾时的稳性，纵稳性指船舶绕横向轴（y 轴）纵倾时的稳性。由于纵稳性力矩远大于横稳性力矩，故实际营运中不可能因纵稳性不足而导致船舶倾覆。 2．按倾角大小分类。可分为初稳性和大倾角稳性。初稳性（小倾角稳性）指船舶微倾时所具有的稳性，微倾在实际营运中将倾斜角扩大至10°～15°；大倾角稳性指当倾角大于10°～15°时的稳性。 3．按作用力矩的性质分类。可分为静稳性和动稳性。静稳性指船舶在倾斜过程中不计及角加速度和惯性矩时的稳性；动稳性指船舶在倾斜过程中计及角加速度和惯性矩时的稳性。 4．按船舱是否进水分类。可分成完整稳性和破舱稳性。船体在完整状态时的稳性称为完整稳性，而船体破舱进水后所具有的稳性则称为破舱稳性。 第一节 船舶初稳性 船舶初稳性的基本标准： 理论证明：船舶在微倾条件下，倾斜轴过初始水线面的面积中心即初始漂心F ；过初始漂心F 微倾后船舶排水体积不变；当排水量一定时，船舶的稳心M 点为一定点。船舶初稳性是以上述结论为前提进行研究和表述的。 船舶在小倾角条件下，稳性力矩M s 和稳性力臂GZ 可表示为 M s ＝ΔGM sin θ GZ ＝GM sin θ 式中：GM ───船舶重心与稳心间的垂直距离，称为初稳性高度（m ）； θ───船舶横倾角（°）。 由上式可见，在排水量及倾角一定情况下，静稳性力矩大小取决于重心和稳心的相对位置，即取决于GM 大小。当M 点在G 点之上，GM 为正值，此时船舶具有稳性力矩并与GM 值成正比；当M 点在G 点之下，GM 为负值，此时船舶具有倾覆力矩亦与GM 值成正比；当M 点和G 点重合，GM 为零，此时稳性力矩为零。 由此分析可知，GM 可以作为衡量船舶初稳性大小的基本标志。欲使船舶具有稳性，必须使GM ＞0。 初稳性高度GM 的计算： 1．由装载排水量查取横稳心距基线高度KM ；
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
第四章船舶稳性 第一节船舶稳性的基本概念 （一）船舶平衡的3种状态 1、稳定平衡 >0 G点在M点之下，GM>0，M R 2、随遇平衡 G点与M点重合，GM=0，M =0 R 3、不稳定平衡 <0 G点在M点之上，GM<0，M R （二）稳性的定义 船舶稳性是指船舶受给定的外力作用后发生倾侧而不致倾覆，当外力消失后仍能回复到原来的平衡位置的能力。 （三）稳性分类 分类方法: 按倾斜方向、倾角大小、倾斜力矩性质、船舱是否进水 ┏破舱稳性 稳性┫┏初稳性(小倾角稳性) ┃┏横稳性┫┏静稳性 ┗完整稳性┫┗大倾角稳性┫ ┗纵稳性┗动稳性 其中，倾角小于等于10－15度称为小倾角，否则称为大倾角。倾斜力矩性质指静力或动力，或者说有无角速度、角加速度。
第二节船舶初稳性（1） （一）船舶初稳性的基本标志 1．稳心M 与稳心距基线高度KM 船舶小倾角横倾前、后其浮力作用线交点称为横稳心，简称稳心。 稳心M距基线的垂向坐标称为稳心距基线高度。 2．初稳性的衡准指标 稳心M至重心G的垂距称为初稳性高度GM。 初稳性高度GM是衡准船舶是否具有初稳性的指标。初稳性高度大于零，即船舶重心在稳心之下，船舶就有初稳性。 3．初稳性中的假设(对于任一给定的吃水或排水量) （1）小倾角横倾(微倾)； （2）在微倾过程中稳心M和重心G的位置固定不变； （3）在微倾过程中浮心B的移动轨迹是一段以稳心为圆心的圆弧； （4）在微倾过程中倾斜轴过漂心。 （二）初稳性高度GM的表达式 GM=KB+BM-KG=KM-KG
第二节 船舶初稳性（2） （三） 初稳性高度的求取 1、 KM 可在静水力曲线图、静水力参数表或载重表中查取。 2、 KG 的计算 式中，P i —— 组成船舶总重量（含空船重量等）的第i 项载荷，t Z i —— 载荷P i 的重心距基线高度，m 3、Z i 确定 （1）舱容曲线图表查取法 船舶资料中通常有各个货舱和液舱的舱容曲线图或数据表，利用舱容曲线图表，可方便确定舱内散货或液货的重心高度Z i ，方法如下： i ）对于匀质散货或液货，已知货堆表面距基线高度，在图中左纵轴上对应点做水平线交舱容中心距基线高度曲线得B 点，过B 点做垂线交上横轴得C 点，对应值即为该舱货物重心距基线高度Z i 。 ii ）对于积载因素相近、合理积载的件杂货，根据所装货物的体积，在下横轴找到相应点向上做垂线，交舱容曲线得A 点，过A 点做水平线交舱容中心距基线高度曲线得B 点，过B 点向上做垂线交上横轴得C 点，对应值即为该舱货物重心距基线高度Z i 。 ) 2.3()m (Z P KG i i ? *∑ =
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 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 ??=???≈???=??? 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 -=+?
船舶稳性和吃水差计算 Ship stability and trim calculations 1.总则General rules 保证船舶稳性和强度在任何时候都保持在船级社认可的稳性计算书规定范围内，防止因受载不当，产生应力集中造成船体结构永久性变形或损伤。Ensure stability and strength of the ship at all times to maintain stability within stability calculations approved by the classification societies in order to prevent due to load improperly resulting in stress concentration which will cause the ship structure permanent deformation or subversion. 2.适用范围Sphere of application 公司所属和代管船舶的稳性、强度要求 To satisfy the requirement of company owned and managed ships stability and strength 3.责任Responsibility 3.1.大副根据本船《装载手册》或《稳性计算手册》等法定装载资料，负责合理配载或对 相关部门提供的预配方案进行核算，确保船舶稳性及强度处于安全允许值范围。Based on the ship "loading manual" or "stability calculations manual" and other legal loading information, the chief officer is responsible for making reasonable stowage plan or adjust accounts of the pre plan from relevant departments to ensure stability and strength of the ship in a safe range of allowed values. 3.2.船长负责审批大副确认的配载方案和稳性计算。 The captain is responsible for checking and approving the stowage plan and stability calculation that has been confirmed by chief officer. 4.实施步骤Implementation steps 4.1.每次装货前，大副必须对相关部门提供的预配方案仔细核算，报船长审核签字后才可 实施。 Every time before loading, the chief officer should carefully adjust accounts of the pre stowage plan from the relevant department and transfer it to captain, the stowage plan should be implemented after captain reviewing and signing. 4.2.船舶装货前后大副应认真进行船舶稳性及强度计算校核，包括装货前的预算和装货后 的船舶局部强度和应力状况的核算，货品发生变化后，要重新进行计算。计算时充分考虑自由液面，油水消耗，污水变化及甲板结冰等对船舶稳性产生的影响，确保船舶在离港、航行、抵港的过程中均满足要求。 Every time before loading, the chief officer should carefully calculate and check the ship’s stability and strength, including calculation before loading and the partial strength and stress condition of the ship after loading, if cargos changes, the stability and strength should be re-calculated. When calculating, should fully consider the free surface, water and oil consumption, sewage and water ice on deck and other changes on the impact of ship stability, to ensure that the ship departure, navigating and arriving at port in the process can meet the requirements. 4.3.开航前，大副应完成初稳性高度和强度的计算。稳性计算结果应满足： Before departure, the chief officer should complete the calculations of height of initial stability and strength. Stability calculation results should be satisfied as below: hc - ⊿h > hL 式中：hc：计算的初稳性高度The calculating height of initial stability ⊿h：自由液面修正值Free surface correction value hL：临界初稳性高度The critical height of initial stability 船舶静水力弯矩和剪力以及局部强度不得超过允许值。 Hydrostatic moment of force, shear force and partial strength of the ship can not to exceed the allowable values. 4.4.大副要将每航次的稳性计算资料包括积载图留存，并将稳性计算中的重要内容摘录记 在航海日志中，报船长审核确认签字。 The chief officer should preserve such documents including stability calculation information and stowage plan, and records the important contents of the stability calculation into the log, which shall be reported to captain to verify and sign.
第五章、船舶吃水差（145） 第一节、航行船舶对吃水差及吃水的要求（37） 1、船舶纵倾后浮心向（）移动。 A．船中B．中前C．中后D．倾斜方向 2、根据经验，万吨级货船在满载时适宜的吃水差为尾倾（）m。 A．2.0～2.5 B．0.9～1.9 C．0.6～0.8 D．0.3～0.5 3、从最佳纵倾的角度确定吃水差，目的是使船舶的（）。 A．所受阻力最小B．装货量最大C．燃油消耗率最小D．吃水最合适 4、某万吨货轮某航次轻载出港时吃水差t=-0.5m，则根据经验将会对船舶产生（）影响。 A．航速减低B．舵效变差C．操纵性变差D．A、B、C均有可能 5、某万吨货船某航次满载出港时吃水差t=-2.3m，则根据经验将会对船舶产生（）影响。 A．船首部底板易受波浪拍击B．甲板上浪C．操纵性变差D．A和C均有可能 6、某万吨货轮某航次半载出港时吃水差t=-0.7m，则根据经验将会对船舶产生（）影响。 A．提高航速B．提高船舶舵效C．减少甲板上浪D．A、B、C均有可能7、普通船舶首倾航行时，可能会产生下述（）影响。 A．首部甲板易上浪，强度易受损B．出现飞车现象
C．船舶操纵困难，航速降低D．A、B、C均有可能 8、按我国定义，船舶吃水差是指船舶（）。 A．首尾吃水之差B．装货前后吃水差C．满载与空载吃水之差D．左右舷吃水之差 9、船舶在空载航行时必须进行压载的原因是（）。 A．稳性较差B．受风面积大，影响航速C．螺旋桨的推进效率低D．A、 B、C均是 10、当泊位水深受限时,船舶出港时的吃水差应为（）。 A．正值B．负值C．0 D．以上均可 11、当船舶装载后其重心纵坐标与正浮时浮心纵坐标不同时,船舶将会（）。A．横倾B．正浮C．纵倾D．任意倾斜 12、船舶纵倾后（）。 A．重心与浮心共垂线B．漂心与重心共垂线 C．重心不与正浮时漂心共垂线D．重心不与浮心共垂线 13、吃水差产生的原因是（）。 A．船舶装载后重心不与浮心共垂线B．船舶装载后漂心不与重心共垂线 C．船舶装载后重心不与正浮时漂心共垂线D．船舶装载后重心不与正浮时浮心共垂线 14、当船舶的尾吃水等于首吃水时称为（）。 A．首倾B．尾倾C．拱头D．平吃水 15、当船舶的首吃水大于尾吃水时，我国通常定义为（）。
梯形法则辛氏法则： 1. 已知某船半宽水线值为 y0，y1，------ y9，y10，等间距为Δl ， 分别写出用梯形法和辛卜生法计算此时的水线面的面积Aw 计算式。 Aw=2A 梯形法则： 辛氏法则： 2.已知某船的水线面面积为 Aw1，Aw2，Aw3，Aw4，Aw5等水线面间距为Δd ，写出用梯形法和辛卜生法计算此时的排水体积 V 的计算式。 吃水差改变： 3. 某船在淡水中的吃水为7.10m ，排水量为12000t ，在淡水中的TPC 为17.5t/cm 。进入海水后，船的吃水为多少m ？如果要保持船在海水中的吃水不变，应该装货多少t ？船在海水中的TPC 为18t/cm ，海水的密度为1.025t/m3，淡水的密度为1.01t/m3 4. 船舶的重量为6700t ，重心位置xg=2.55m ，zg=7.26n 。现有重量 50t ，从xp=12.45m ，zp=2.05m 处移动到Xp=-10.85m ，Zp=6.75m ，求该重量移动后船舶 的重心位置 少量装卸和自由液面修正和倾角： 5.某船的排水量为16000t ，吃水为8.50m ，GM = 0.85m 。船在开航时，燃油 柜为满柜。船在航行了一段时间之后，消耗燃油400t ，消耗的油的重心距基 ) 2 (00 n n i i y y y l A +- =∑=) 4(3 13211y y y l A ++= ) 33(8 343211y y y y l A +++= ) 2 (0 n n i n Aw Aw Aw d V +- ?=∑=
线高zp = 5m ，yp = 4m 。船的TPC = 24t/cm 。油柜长为5m 、宽为3m 的长 方体，求经自由液面修正后的GM 值是多少？如果船在开航是正浮状态，此 时船的横倾角为多少度？ (矩形k=1/12 直角三角形k=1/36 等腰三角形k=1/48 直角梯形k=1/36 ) 6.某船的排水量为14000t ，吃水为8.80 m ，GM = 0.85mY 。船在到达中途港之 后，用船上的吊从码头起吊货重150t 的大件，挂点距基线高40m ，挂点距船舷的水平距离为9m ，船宽为22m 。船的TPC = 23t/cm 。求吊起货后船的 横倾角θ多少？ 7.已知某船d F =7.4m ，d A=8.2m ，d m=7.8，L=147m 。今将100t 自第一压载舱（中心在船中前53.92）抽到第三压载舱（中心在船中后32.18m ），试求调整后的首尾吃水和吃水差？ P +?=?1TPC P d e 100212 1= = δ) (1 1GM Z e d P GM M G p --++??+ =3 b k i x =) (1 1GM Z e d GM M G p --+? + =
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
1．船舶稳性 船舶稳性是指船舶受给定的外力作用后发生倾侧而不致倾覆，当外力消失后仍能回复到原来的平衡位置的能力。 2．稳性分类 分类方法: 按船体状态、倾斜方向、倾角大小、*倾斜力矩性质 ┏破舱稳性 稳性┫┏初稳性(小倾角稳性) ┃┏横稳性┫┏静稳性 ┗完整稳性┫┗大倾角稳性┫ ┗纵稳性┗动稳性 其中，倾角小于等于10－15度称为小倾角，否则称为大倾角。倾斜力矩性质指静力或动力，或者说有无角速度、角加速度。 3．稳性的重要性 稳性不足会导致船舶倾覆；稳性过大，又会使船舶在风浪中剧烈摇荡，影响船上仪器设备正常工作、船体强度和船员的舒适性、引起船上货物移位和损坏，严重时也会导致船舶倾覆。所以，任何时候都应当保证船舶具有适度的稳性。 3.1 船舶稳性的衡准指标 参考：《海船法定检验技术规则》（1995年修订版） 一．初稳性 1．稳心M 与稳心距基线高度KM 船舶小倾角横倾前、后其浮力作用线交点称为横稳心，简称稳心。 稳心M距基线的垂向坐标称为稳心距基线高度。 2．初稳性的衡准指标 稳心M至重心G的垂距称为初稳性高度GM。 初稳性高度GM是衡准船舶是否具有初稳性的指标。初稳性高度大于零，即船舶重心在稳心之下，船舶就有初稳性。
船舶重心距基线高度KG 、稳心距基线高度KM 、初稳性高度GM 三者之间的关系如图3－1所示。 3．初稳性中的假设(对于任一给定的吃水或排水量) （1）小倾角横倾(微倾)； （2）在微倾过程中稳心M 和重心G 的位置固定不变； （3）在微倾过程中浮心B 的移动轨迹是一段以稳心为圆心的圆弧； （4）在微倾过程中倾斜轴过漂心。 二．初稳性高度基本计算方法（对载荷变化大小无限制） 1．计算式 GM = KM －KG －δGM f （m ） （3.1） 式中，δGM f —— 自由液面对初稳性影响的修正值，m KM —— 稳心距基线高度，m ，可在静水力曲线图表中查取。 2．KG 计算 式中，P i —— 组成船舶总重量（含空船重量等）的第i 项载荷，t Z i —— 载荷P i 的重心距基线高度，m 3．Z i 确定 （1）舱容曲线图表查取法 船舶资料中通常有各个货舱和液舱的舱容曲线图或数据表，利用舱容曲线图表，可方便确定舱内散货或液货的重心高度Z i ，方法如下： i ）对于匀质散货或液货，已知货堆表面距基线高度，在图中左纵轴上对应点做水平线交舱容中心距基线高度曲线得B 点，过B 点做垂线交上横轴得C 点，对应值即为该舱货物重心距基线高度Z i 。 ii ）对于积载因素相近、合理积载的件杂货，根据所装货物的体积，在下横轴找到相应点向上做垂线，交舱容曲线得A 点，过A 点做水平线交舱容中心距基线高度曲线得B 点，过B 点向上做垂线交上横轴得C 点，对应值即为该舱货物重心距基线高度Z i 。 ) 2.3()m (Z P KG i i ?*∑=
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 ??=???≈???=??? 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 -=+?
第四章船舶吃水差 1.船舶的吃水差是指船舶。 A 首尾吃水之差 B 装货前后吃水差 C 满载与空载吃水之差 D 左右舷吃水之差 2.船舶的浮态为纵倾时，则必然是。 A 船舶中前部分和中后部分的重量不相等 B 船舶中前部分和中后部分所受的浮力不相等 C 船舶的重心和正浮时浮心到船中的距离不相等 D 重心和正浮时浮心不在同一垂线上 3.船舶每厘米纵倾力矩MTC 。 A 随吃水的增加而减小 B 随吃水的增加而增大 C 与吃水大小无关 D 与吃水的关系不能确定 4.船舶精确的首吃水应为。 A 从首水尺上读得的吃水值 B 首垂线上水面与基线间的距离 C 首柱上水面与基线间的距离 D 船首的最小吃水 5.船舶精确的尾吃水应为。 A 从尾水尺上读得的吃水值 B 尾垂线上水面与基线间的距离 C 尾柱上水面与基线间的距离 D 船尾的最小吃水 6.船舶有首倾，则精确首吃水一般。 A 小于相应首柱上吃水 B 等于相应首柱上吃水 C 大于相应首柱上吃水 D 与相应首柱上吃水的关系不能确定 7.船舶有首倾，则精确尾吃水一般。 A 小于相应尾柱上吃水 B 等于相应尾柱上吃水 C 大于相应尾柱上吃水 D 与相应尾柱上吃水的关系不能确定 8.船舶有尾倾，则精确首吃水一般。 A 小于相应首柱上吃水 B 等于相应首柱上吃水 C 大于相应首柱上吃水 D 与相应首柱上吃水的关系不能确定 9.船舶有尾倾，则精确尾吃水一般。 A 小于相应尾柱上吃水 B 等于相应尾柱上吃水 C 大于相应尾柱上吃水 D 与相应尾柱上吃水的关系不能确定 10.从最佳纵倾的角度确定吃水差目的是使船舶的。 A 所受阻力最小 B 装货量最大 B 燃油消耗率最小 D 吃水最合适 11.船舶装载后，经计算，漂心在中前，则船舶。 A 首倾 B 尾倾 C 正浮 D 浮态不能确定 12.船舶装载后，经计算，重心在浮心之前，则船舶。 A 首倾 B 尾倾 C 正浮 D 浮态不能确定 13.利用《装载100吨载荷引起首尾吃水变化标尺图》求得首尾吃水改变量时，两者的数值，符号。
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 {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= 四次方米。淡水舱自由液面对液面中心轴的面积横矩∑ρix= 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=*+*/18500 =0.03米 3）计算 GoM: GoM=KM—KG--δGMf =0.80米