抗沉性

船舶六大航行性能和船舶结构性能对船舶安全的影响为了确保船舶在各种条件下的安全和正常航行，要求船舶具有良好的航行性能，这些航行性能包括浮力、稳性、抗沉性、快速性、摇摆性和操作性。

（一）浮性船舶在一定装载情况下的漂浮能力叫做船舶浮性。

船舶是浮体，决定船舶沉浮的力主要是重力和浮力。

其漂浮条件是：重力和浮力大小相等方向相反，而且两力应作用在同一铅垂线上。

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。

2、纵倾状态是指左右吃水相等而首尾吃水不等的情况。

船首吃水大于船尾吃水叫首倾；船尾吃水大于船首吃水叫尾顷。

为保持螺旋桨一定的水深，提高螺旋桨效率，一般未满载的船舶都应有一定的尾顷。

3、横倾状态是指船首尾吃水相等而左右吃水不等的情况，航行中不允许出现横倾状态。

4、任意状态是指既有横倾又有纵倾的状态。

（二）稳性稳性是指船舶在外力矩（如风、浪等）的作用下发生倾斜，当外力矩消除后能自行恢复到原来平衡位置的能力。

船舶稳性，按倾斜方向可分为横稳性和纵稳性；按倾斜角度大小可分为初稳性（倾角100以下）和大倾角稳性；按外力矩性质可分为静稳性和动稳性。

对于船舶来说，发生首尾方向倾覆的可能性极小，所以一般都着重讨论横稳性。

（三）抗沉性抗沉性是指船舶在一个舱或几个舱进水的情况下，仍能保持不致于沉没和倾覆的能力。

为了保证抗沉性，船舶除了具备足够的储备浮力外，一般有效的措施是设置双层底和一定数量的水密舱壁。

一旦发生碰撞或搁浅等致使某一舱进水而失去其浮力时，水密舱壁可将进水尽量限制在较小的范围内，阻止进水向其他舱室漫延，而不致使浮力损失过多。

这样，就能以储备浮力来补偿进水所失去的浮力，保证了船舶的不沉，也为堵漏施救创造了有利条件。

（四）快速性船舶在主机输出功率一定的条件下，尽量提高船速的能力叫船舶快速性。

快速性包含节能和速度两层意义，所以提高船舶快速性也应从这两方面入手，即尽量提高推进器的推力和减小船舶航行的阻力。

在船舶设计中，是通过在船壳内用水密舱 壁分隔船体成适当数量的舱室的方法来满 足船舶的抗沉性要求。
第一节 进水舱的分类及渗透率
一、进水舱的分类
在抗沉性计算中，根据船舱进水情况，可将船舱分为下列 三类
：
1.第一类舱 舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满整个舱室， 但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面。双层底和顶盖在 水线以下的舱柜等属于这种情况。
三、渗透率
船舱内有各种结构构件、设备、机械和货物等，它们在舱 内已占据了一定的空间。因此， 船舱内实际进水的体积 V1 总是小于空舱的型体积V。两者的比值称为体积渗透率
μV :
体积渗透率μV的大小视舱室用途及货物装载情况而定
V1 v V0
各种处所及货物的渗透率
舱室名称 客舱、船员 住室、双层 95% 底、尖舱 蒸汽机舱 柴油机舱 80% 85% 罐装食物 30% 低渗透率货物 面粉(包装) 29% 高渗透率货物 家俱(箱装) 80% 机器(箱装) 85% 车 胎 85% 一般货物 羊肉，羊皮 55.2%
可浸长度的确定系假定进水舱的渗透率μ= 1.0 , 事实上 各进水舱的μ总是小于1.0 的, 故在 “可浸长度曲线图上” 通常还画出实际的可浸长度曲线，并注明μ的具体数值
二、分舱因数及许用舱长
如果船舶货舱的长度等于其长度中点处的可浸长度，则该 舱破损进水后，水线恰与下沉限界线相切。然而不同的船 舶对抗沉性的要求不同，因此在我国《船舶与海上设施法 定检验规则》中采用了一个分舱因数F来决定许用舱长
2.第二类舱 进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相联通，有自 由液面。为调整船舶浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵 塞但水还没有抽干的舱室属于这类情况。 3.第三类舱 舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相通，因此舱 内水面与船外海水保持同一水平面。这是船体破舱中最为 普遍的典型情况，对船的危害也最大。

船舱内实际进水体积 体积渗透率 空舱的型体积

V1 V
体积渗透率μv的大小视舱室用途及装载情况而定， 我国《海船法定检验技术规则》规定的μv的数值加表5-l 所示。
面积渗透率：进水面积a1与空舱面Байду номын сангаасa
船舱内实际进水的面积 面积渗透率 空舱的面积
a1 a a
或
a1 a a
y
x L/2
C L/2
z
W W1
xF
C
L1 d L
—，纵稳性高为GM —L，水线面面积为AW， 吃水为d)，横稳性高为GM
进入该舱的水看成是在C处增加了重量为p＝ωV的液体载荷，进水 舱内自由液面对于其本身的纵向主轴和横向主轴的惯性矩分别为ix
船舶原浮于水线WL处，排水量为△ ，首尾吃水为dF及dA(平均
漂心纵向坐标为xF，进水舱的体积为V，其重心在C(x,y,z)处。可把
及iy 。对于这类舱室,进水后船舶的浮态及稳性按下列步骤进行计算。
舱室进水后船舶的浮态及稳性计算
p 1.平均吃水增量： d wAW wix p d (d z GM ) 2.新的横稳性高： G1M 1 GM p 2 p wiy GM L 3.新的纵稳性高： G1M L1 p p py 4.横倾角正切： tg ( p)G1M 1
p d AW p d G1 M 1 GM (d z GM ) p 2 G1 M L1 GM L p py tg ( p)G 1 M 1
4.横倾角正切
5.纵倾角正切
p ( x xF ) tg ( p )G1M L1
L p ( x xF ) 6.由于纵倾而引起 d F ( xF ) 2 ( p )G1M L1

船舶破舱进水类型图
W
L
4、渗透率（Permeability） 、渗透率（ ）
4.1 体积渗透率
破舱处所的实际进水体积与理论进水体积之比 v µ= v0 某一舱室或处所在限界线以下的理论体积能被水浸 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率。 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率。 船舶破损进水后船舶不沉所允许的最大进水量， 船舶破损进水后船舶不沉所允许的最大进水量，与 破舱前船舶的初始水线位置、 破舱前船舶的初始水线位置、舱室内各种设备所占 据的体积、装载货物种类的不同有关。 据的体积、装载货物种类的不同有关。 界限线：在船侧由舱壁甲板上表面以下至少76mm处 界限线：在船侧由舱壁甲板上表面以下至少 处 所划定的线。 所划定的线。
重量增加法的基本思路 重增法是将破舱进水视为增加船舶载 重。由于增加载重的重心不一定在船舶 的漂心上， 的漂心上，所以船舶除平行下沉外还会 发生纵倾和横倾，形成新的水线面； 发生纵倾和横倾，形成新的水线面；新 的水线面可能高于破损处， 的水线面可能高于破损处，则该破损处 的进水量将增加，于是又形成新的水线 的进水量将增加，于是又形成新的水线 依次类推，经过一段时间后， 面，依次类推，经过一段时间后，舱内 水面与舷外水面一致， 水面与舷外水面一致，破损处的进水量 不再发生变化。 不再发生变化。
船舶在一舱或数舱进水后仍能保持一定的浮 态和稳性的性能称为抗沉性。 态和稳性的性能称为抗沉性。
2、破舱浮性和破舱稳性的计算方法 、
重量增加法（ 重量增加法（Added weight method） ） 将进水量处理为载重，是船员熟知的方法。 将进水量处理为载重，是船员熟知的方法。 浮力损失法（ 浮力损失法（Lost buoyance method） ） 将破舱处所处理为与舷外水相连而失去浮力， 将破舱处所处理为与舷外水相连而失去浮力， 是造（ 船师习用之法。 是造（验）船师习用之法。

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二、船舶部分丧失浮力的控制
• 1、进水量估算
破洞进水与破洞面积、破洞距水面的距离成正比。若进水 舱与大气相通，则进水量可用下式估算：
Q ≈ 4.43µF H − h
• 式中：Q——破洞每秒进水量(m3/s) • µ——流量系数，取0.60～0.75，破口越大，系数取值越大； 若不给值，则µ= 0.6。 • F——破洞面积(m2)； • H——破洞中心至水面的距离(m)； • h——破洞中心至舱内水面的距离(m)(当舱内水位高于破洞 时；若舱内无水或破洞中心高于舱内水面时，h=0)。
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• 4、排水次序的原则 、 • (1)船舶破损有纵横倾时,先排吃水大的一 端舱室的水,后排其它舱室的水. • (2)先排小型裂缝或小破洞舱室的水,后排 大破洞进水舱室的水. • (3)先排自由液面大的舱室的水,后排自由 液面小的舱室的水. • (4)先排机炉舱、舵机舱、弹药库等重要舱 室的进水,后排其它舱室的水. • (5)先排上层舱室的水,后排下层舱室的水.
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（三）船舶分舱和破舱稳性
• 1、船舶分舱：指沿船长方向设置一定水量的 、船舶分舱 抗沉性是通过分舱实现，分舱长 度越小，破损进水量就小。破舱 水密横舱壁,对船舶进行水密分隔,以满足破舱 后应达到一定的稳性。 后对纵向浮态的要求. • 2、破舱稳性：指船体破舱进水达到新的平衡 、破舱稳性： 状态后的稳性.
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• 限界线：是指沿着船舷由舱壁甲板上表面 限界线： 以下至少76 处所绘的线。 以下至少 mm处所绘的线。 处所绘的线 • 舱壁甲板：是横向水密舱壁所达到的最高 舱壁甲板： 一层甲板。 一层甲板。 • 若船舶有任意一个舱破损浸水后，仍能达 若船舶有任意一个舱破损浸水后， 到抗沉性所要求的浮性和稳性， 到抗沉性所要求的浮性和稳性，该船称为 一舱制船舶。 一舱制船舶。 • 若有任意相邻二舱或三舱浸水后船舶不沉， 若有任意相邻二舱或三舱浸水后船舶不沉， 称为二舱制船或三舱制船舶。 称为二舱制船或三舱制船舶。

1:舱顶在水线以下且封闭的。

进水后舱室充满水，进水量不变，无自由液面。

此类侵水对船舶的稳性和浮态影响较小，可作为装载固体质量来处理。

2：舱顶在水线以上，舱内和舱外水不相同，有自由液面，作为增加液体重量来考虑，并考虑自由液面。

3:舱顶在水线以上，破口在舷侧水线附近或以下，进水后舱内和舱外水想通，水面保持一致。

实质是损失了一部分浮力，用逐步逼近增重法来计算进水后的浮态和稳态。

:4：浮态：船体破损侵水后的最终平衡水线沿船舷距甲板上边缘至少要有76mm的干舷高度。

稳性;对称浸水，当采用固定排水量法计算时，最终平衡状态的剩余稳性高度GM》50mm，不对称时可允许横倾角大于7.
5：舱壁甲板：横向水密舱板所能够达到的最高一层的甲板。

限界线;舱壁甲板上表面以下76mm的线。

分舱载重线：决定分舱长度时的载重线。

可浸长度：沿着船长方向以某一点c为中心的舱，在规定的分舱载重线和渗透率的情况下，以C点所做的舱的长度。

许可舱长：考虑到船长和船舶业务性质对抗沉性要求时所允许的实际舱长，称为许可舱长。

渗透率：舱室实际进水量与理论进水量之比。

6：有区别，因为钢材和面粉的渗透率不同。

7：一：实际装载的渗透率的u值大于规定值二是：船舶破舱浸水钱的载重水线低于规定的分舱载重线。

第四节 《船舶破损控制手册》简介
二、船舶破损控制手册 5.如果破损控制手册中包括分舱和破舱稳性的分析结 果，应提供另外的指南，以确保参考这些信息的船上 高级船员意识到，包括这些分析结果仅为评估船舶相 关的残余稳性时提供帮助。 6.指南应采用与分舱和破舱稳性分析相同的衡准，并 明确指出分舱和破舱稳性分析中假定的船舶装载的初 始状态、破损的范围和位置、渗透率，可能与船舶的 实际破损情况没有关系。
l lp l FF 实际
l实际——任一实际舱的长度；
F——分舱因数。
第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准
• 分舱因数 . 00 F 0 . 5 当1 船舶任一舱破舱后不致沉没， 为一舱不沉制船舶；
. 5 F 0 . 33 当 0 船舶任意像邻两舱破舱后不 致沉没，为二舱不沉制船舶；
. 33 F 0 . 25 当 0 船舶任意像邻三舱破舱后不 致沉没，为三舱不沉制船舶；
第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准
3.剩余浮性和破舱稳性衡准 国际航行单体客船 船舶破损后以及不对称浸水情况下经采取平衡措施后，其 最终状态应如下： （1） 在对称浸水情况下，当采用固定排水量法计算时，应 至少有0.05m 的正值剩余初稳性高度；
• 抗沉性要求： 军用舰船﹥民用船舶 客船﹥货船 远洋船﹥沿海船 海船﹥河船
第一节 抗沉性基本概念
一、进水舱的分类
1.第一类舱：舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满 整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面；双层 底和顶盖在水线以下的舱柜属于这种情况。 2.第二类舱：进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相 连通，有自由液面；为调整船舶的浮态而灌水的舱以及船 体破洞已被堵塞但水还没有抽干的舱室都属于这种情况。 3.第三类舱：舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相 通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。这种船体 破损较为普遍，也是最典型的情况。

张 远 双
为普遍的典型情况。
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船 舶 性 能 计 算
三、渗透率
对破损船的浮态和稳性起影响作用的是进水舱的实际进水体积， 而不是进水舱本身的型容积。
船舱内有各种结构、设备、机械和货物等，它们在舱内已占据 了一定的空间。因此，船舱内实际能进水的体积V1总是小于空舱的
型体积V，两者的比值称为（体积）渗透率μV。
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许用舱长和分舱因数等概念
二、能力目标
能用可浸长度曲线解决合理分舱问题
1
船 舶 性 能 计 算
1、进水舱的分类和渗透率
一、抗沉性的概念
所谓抗沉性，船舶遭受海损事故舱室破损进水，仍能保持一定的 浮性和稳性而不致于沉没或倾覆的能力。 抗沉性讨论的是破舱浮性和稳性，以前谈到的浮性和稳性可称为 完整浮性和稳性。 船舶具备抗沉性的主要原因：1、合理分舱（用水密舱壁将船体 分隔成适当数量的舱室，当一舱或数舱进水后，控制进水量，船舶的 下沉和倾斜不超过规定的极限位置）；2、干弦（储备浮力） 在船舶静力学，抗沉性问题包括下列两个方面的内容： 1、破舱浮态和稳性计算：船舶在一舱或数舱进水后浮态及稳性 计算。 2、合理分舱：从保证船舶抗沉性的要求出发，计算分舱的极限 长度，即可浸长度的计算。我们主要学习“合理分舱”。
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船 舶 性 能 计 算
讨论
当船舶破损进水量不超过排水量的10％～15％时，可应用上面 两种方法并依据初稳性公式来计算船舶的破舱浮态和稳性。 1、两种方法均可用于三类进水舱的计算。 但一般来说，第一、二类舱用增加重量法，第三类舱用损失浮 力法计算较为方便。
2、若同一进水舱用上述两种方法计算，所得的最后结果：

第五章抗沉性第一节进水舱分类与渗透率船舶抗沉性又称船舶不沉性,是指船舶在一个舱或几个舱进水的情况下，仍能保持不至于沉没和倾覆的能力。

为了保证抗沉性，船舶除了具备足够的储备浮力外，一般有效的措施是设置双层底和一定数量的水密舱壁。

一旦发生碰撞或搁浅等致使某一舱进水而失去其浮力时，水密舱壁可将进水尽量限制在较小的范围内，阻止进水向其他舱室漫延，而不致使浮力损失过多。

这样，就能以储备浮力来补偿进水所失去的浮力，保证了船舶的不沉，也为堵漏施救创造了有利条件。

对于不同用途、不同大小和不同航区的船舶，抗沉性的要求不同。

它分“一舱制”船、“二舱制”船、“三舱制”船等。

“一舱制”船是指该船上任何一舱破损进水而不致造成沉没的船舶。

一般远洋货船属于“一舱制”船。

“二舱制”船是指该船任何相邻的两个舱破损进水而不致造成沉没的船舶。

“三舱制”船是三舱破损进水而不致造成沉没的船舶。

一般化学品船和液体散装船属于“二舱制”船或“三舱制”船。

对“一舱制”船也不是在任何装载情况下一舱进水都不会沉没，因为按抗沉性原理设计舱室时是按照舱室在平均渗透率下的进水量来计算的。

所谓渗透率是指某舱的进水容积与该舱的舱空的比值。

所以满载钢材的杂货船，货舱进水时其进水量就会较大地超过储备浮力，就不一定保证船舶不沉。

船舶在破损进水后是否会倾覆或沉没，在一定程度上还与船上人员采取的抗沉性措施是否得当有关。

船舶破损进水后的措施有很多，如抽水、灌水、堵漏、加固、抛弃船上载荷、移动载荷或调驳压载水等。

这些措施都是为了保证船舶浮力，有时为了减少船舶倾斜、改善船舶浮态和稳性，常常通过采用灌水或调驳到相应的舱室的办法来达到现代舰船几乎都设有双层底和水密横舱壁，而将整个船体分成几个单独的水密舱室，并在水线以上留有足够的干舷高度，以保持一定的储备浮力。

这样，当某些部分受损进水后，仍可保持一定的浮态和稳性。

第四节《破损控制手册》简介为保证船舶安全，履行SOLAS 公约的要求，本轮编制了《破损控制手册》。

T v AW
2）浮心高度变化
zB
v
(T
T
2
z)
3）新的初稳心高
G1M1
GM
v
[T
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 2
T
z]
GML近似不变
4）横倾角：
tan
py
( p)G1M1
5）纵倾角：
tan p(x xF ) ( p)G1M L1
6）首尾吃水增量：
TF
TA
[
L 2
xF
]
p(x xF ) ( p)G1M
进水前船舶各参数为：T 、T 、 、GM 、GM L 、A 、x
F
A
W
F
进水体积 v ，重心在 (x,y,z)处，进水面积 a ，形心
在(xa,ya) 处,进水后损失了浮力 wv ，需增加吃水来补偿。
1）平均吃水的增量：
T v AW a
2）剩余水线面面积（AW-a）的漂心 F’：
xF
AW xF AW
式计算船舱进水后的浮态和稳性。有两种处理方法：
1、增加重量法：把破舱后进入船内的水看成是增加的 液体载荷；
2、损失浮力法：把破舱后的进水区域看成是不属于船 的，即该部分浮力已损失，并由增加吃水来补偿。
这两种方法的计算所得的最后结果完全一致，但算出的 稳心高不同。
一、第一类舱室
可用增加重量法或损失浮力法进行计算.
8）横倾角： 9）纵倾角：
tan v( y yF )
GM 1
tan v(x xF )
GM L1
10）首尾吃水增量：
TF
[L 2
xF ] tan
TA
[
L 2

与货舱或机舱连通可使用压载水泵排水。
(4)主海水冷却泵或主循环水泵排水 SOLAS公约和我国“法规”规定，机舱内应设一个应急吸口，
如图1—43中的2。
19.11.2020
h
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• 3)排水次序的原则 • (1)船舶破损有纵横倾时，先排吃水大的一端舱室的水，后排
其他舱室的水。
• (2)先排小型裂缝或小破洞舱室的水，后排大破洞进水舱室的
上各点的切线表示所允许的最高破舱水线(或称极限破舱水线)。
• (3)分舱载重线：船体破舱进水后船舶不沉所允许的最大进水量与破舱前船
舶的初始载重水线位置有关。初始载重水线位置较低，则船舶储备浮力就大， 破舱后进水量就可以大一些，因此船舶两水密横舱壁的间距可以长一些。这 种用来决定船舶分舱间距长短的初始载重水线称为分舱载重线。通常用满载 水线作为分舱载重线。
⑤堵漏垫料和填料：有软垫、浸油麻
絮、橡皮等。
⑥堵漏用的工具：有锤子、锯子、电
钻、扳手、钉子、螺丝、铁丝等。
橡皮、黄沙等物料要保持清洁 ；每半
年应检查一次各种堵漏器材 。
(5)舱壁支撑
船体破损进水后，水位越高压力
越大，水密横舱壁的强度有可能承受
不了水压力的作用。因此需要在邻舱
舱壁处用垫木、垫板、木楔、支柱等
2）破舱稳性
船体破舱进水达到新的平衡状态后的稳性称为破舱
稳性。为了保证船舶破舱进水后不致倾覆，要求破舱进
水后的剩余稳性及横倾角满足SOLAS公约和我国“法规”
规定的破舱进水后稳性的要求。
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h
3
• 3)有关名词解释
• (1)舱壁甲板： 指横向水密舱壁所达到的最高一层甲板。
• (2)限界线： 指在舷侧低于舱壁甲板上表面至少76 mm处所绘的线。 限界线

2、计算步骤及计算公式
(1)平均吃水的增量
v d Aw a
( xF , y F ) (2)剩余水线面面积的漂心位置F′
A x axa xF w F Aw a
yF

ay a Aw a w
(3)剩余水线面面积（Aw-a）对通过其漂心F′的横向及纵向惯性距
I T I T (i x ay a ) ( Aw a) y F
i y GM L P P
tg
tg
Py ( P )G1 M 1
P( x x F ) ( P )G1 M L1
(6）由纵倾引起的首尾吃水变化
d F ( x F )
d A ( x F )
L 2
L 2
P( x x F ) ( P)G1 M L1
第五章 抗沉性
本章重点
1 、船舶在一舱或数舱进水后浮态及稳性 ( 破舱稳性 Impaired stability)的计算。 2、从保证船舶抗沉性的要求出发，计算分舱的极 限长度即可浸长度的计算。
● 抗沉性定义：指船舶在一舱或数舱破损进水 后仍能保持一定浮性和稳性。 ● 在船舶设计阶段，需要考虑抗沉性问题，抗 沉性是用水密舱壁将船体分隔成适当数量的 舱室来保证的，要求一舱或数舱进水后，船 舶的下沉不超过规定的极限位置，并保持一 定的稳性。
P( x x F ) ( P)G1 M L1
（7）船舶最后的首尾吃水
' dF d F d d F
' dA d A d d A
三、第三类舱室
这类舱室舱内的水面与船外海水保持在同一水平面上，其进水量需 由最后水线来确定，而最后水线位置又与进水量有关。

1 Pw e 2 100TPC
( yw 0, z w )
Pw Gw M GM (d e z p w GM ) P
Mw M Gw G WwLw WL 牛牛文档分享五、横向不对称进水
1. 大量进水 ( yw , z w )
w Pw
四、横向对称进水 ( yw 0, zw )
1. 大量进水
w Pw
KGw KG Pw z pw w
2. 少量进水 inf
Mw M Gw G WwLw WL
GwAS 客船抗沉性性衡准
1）普通货船 SOLAS 1974
达到的残存概率 要求的残存概率
AR
A pisi
R (0.002 0.0009 Ls )1 / 3
三、逐步逼近的总量增加法求纵向浮态
①
第一次近似计算
P1 W1 L1 P2 W2 L2
Pn 0时
②
③ ④
第二次近似计算
……….. 第n次近似计算
P Pi
Pn Wn Ln
注意
WnLn P3 P2
W2L2
W1L按少量装卸处理
一、进水类型和计算方法
① ②
舱柜顶部封闭，整个舱室充满水，例双层底； 增加固体载荷
深舱进水，舱内与舷外水不相通，水未充满整个舱室；
例如船舶破损已被堵住，但舱内水没有被抽干； 或甲板开口漏水
增加液体载荷。 迭代运算
①
深舱进水，舱内00TPC
P ( xp xf ) 100MTC
3)
t
1 P 4 ) dF 1 dF 2 L xf t 100TPC L
1 L xf P d A1 d
抗沉性

00船舶与海洋工程专业《船舶静力学》试题A姓名： 学号：_______一、 名词解释（每题2分 共10分）1、浮性：浮性是船舶在一定装载情况下具有漂浮在水面（或浸没在水中）保持平衡位置的能力；2、抗沉性：抗沉性是指船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定浮性和稳性的能力。

3、方形系数：船体水线以下的型排水体积与由船长、型宽、吃水所构成的长方体体积之比称方形系数。

4、横倾：船舶自正浮位置向右舷或左舷方向倾斜的浮态。

5、型深：在甲板边线最低处，自龙骨板上表面至上甲板边线的垂直距离。

6、干舷：是自水线至上甲板边板上表面的垂直距离。

7、纵倾：船舶自正浮位置向船首或船尾方向倾斜的浮态。

8、稳性：船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，能自行回复到原来位置的能力称为稳性；9、邦戎曲线：在船纵向每个站号处以吃水为纵坐标,横剖面面积为横坐标,画出相应的A S =f(z)曲线,这样的一组曲线称为邦戎曲线.邦戎曲线用于计算船舶在任意纵倾水线下的排水体积和浮心位置.10、可浸长度：满足船舶抗沉性要求时船舱的最大许可长度称可浸长度。

11、垂线间长：首垂线和尾垂线之间的水平距离。

12、储备浮力：指满载水线以上主体水密部分的体积，它对船舶的稳性、抗沉性和淹湿性有很大影响。

二、 综合填空题（每题2分 共20分）1．水线面系数表达式为（ C WP =A W /LB ），含义是（ 与基平面平行的任一水线面的面积与由船长、型宽构成的长方形面积之比 ）；1．辛浦生第二法的一个计算单元的辛氏系数∑.M.等于（8），而各坐标值前的系数是（1），（3），（3），（1）。

辛浦生第一法的一个计算单元的辛氏系数∑.M.等于（6），各坐标值前系数是（1），（4），（1）。

2．辛浦生第一法的辛氏乘数为 （ 1，4，1 ），第二法的辛氏乘数为（ 1，3，3，1 ）；3．写出三心（浮心、重心和稳心的垂向坐标之间的关系，即稳性高GM 等于（GM=BM+KB-KG ）；4．LGM MTC L 100⋅∆=称为（引起纵倾1cm 的纵倾力矩），其中L 为（船长），∆为（排水量），GM L 为（ 纵稳性高 ）；5、船舶处于任意状态时，用参数（ 平均吃水 ）、（ 纵倾角 ）和（ 横倾角 ）表示其浮态；5．船舶处于横倾状态时，用参数（ 吃水d ）和（ 横倾角φ ）表示该浮态；6．水线面面积曲线是以（各吃水处水线面面积）为横坐标，以（吃水）为纵坐标所绘制的一条曲线，它与纵轴所围成的面积表示（某一吃水下的排水体积）的大小，其形状反映了（船舶排水体积）沿（吃水方向）的分布情况；6．横剖面面积曲线是以（船长L ）为横坐标，以（横剖面面积A 0）为纵坐标所绘制的一条曲线，它与横轴所围成的面积表示（该吃水时的排水体积）的大小，它的形状表示（船舶排水体积）沿（船长方向）的分布；7．船舶的初稳心半径与初稳性高是不同的概念，初稳性高表示的是（稳心和重心）之间的距离，而初稳心半径表示的是（稳心和浮心）之间的距离；8．∇=T I BM 称为（初稳心半径），它表示的是（横稳心和浮心）两点之间的距离，其中I T 为（水线面积对于纵向中心轴线的横向惯性矩），∇为（排水体积）；8．∇=L L I BM 称为（纵稳心半径），它表示的是（纵稳心M 与浮心B ）两点之间的距离，其中I L 为（水线面积对过漂心横轴的纵向惯性矩），∇为（排水体积）。

1 1 1
1
它的浮心垂向坐标 z B 和重心垂向坐标 zG 可根据力矩平衡原 理求得
1 1
g zG PzP P 1 z1 P 2z zG1 P P 1
zG gvz1 P( z P z1 ) P2z gv
§3.7 装卸载荷对潜艇初稳性的影响
潜艇在大修或进行现代化改装时，通常都要增加或卸下一些设 备。若增加的设备位于耐压艇体内部，为了满足水下平衡，只须卸
下同样重量的固体压载就可保证艇的重量不变。为了保持纵倾不变，
需对一些固体压载作纵向移动，这类问题的实质就是移动载荷，这 时，由于重量和浮态都不发生变化，只有重心的垂向位置发生了变 化。
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§3.6 潜艇的水下稳性及潜浮稳度图
潜伏稳度图
zG , zB , zM , G M G M1 , (V )
浮力调整舱、首 尾纵倾水舱、淡 水舱、燃油舱等 自由液面对稳心 高修正值 第一种情况下（通海阀、通 气阀均关闭）主压载水舱自 由液面对稳心高修正值。
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§3.4 潜艇在水面状态时的大倾角稳性
静稳性曲线的特征 （ 1）静稳性曲线在原点处的斜率等于初稳心高；
（ 2）稳定平衡与不稳定平衡位置；
缓慢增加的横倾力矩 逐渐作用于潜艇上
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§3.4 潜艇在水面状态时的大倾角稳性
静稳性曲线的特征 （ 3）最大静稳性臂及其对应的横倾角； （ 4）甲板边缘入水角；
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§3.5 潜艇的动稳性
动稳性概念
潜艇在受力后的运动情况
d 之间， （ 3）在倾角 ＝1 ～ MH<MR，潜艇减速倾斜；
（ 4）当 ＝ 时，角速度等零， d 潜艇停止倾斜，但这时 MH<MR，故潜艇开始复原。

船舶静力学第五章 抗沉性
二、可浸长度计算原理
船舶静力学第五章 抗沉性
上式即为可浸长度的基本公式
第五章小结
一、主要内容 1、进水舱的分类及渗透率 2、舱室进水后船舶浮态及稳性的计算 3、可浸长度的计算 二、基本要求 1、掌握进水舱的分类及渗透率等基本概念； 2、掌握三类舱室进水后船舶浮态及稳性的计
§5-1 进水舱的分类及渗透率
一、进水舱的分类
1、第一类舱室：舱顶部位于水线以下，舱内 没有自由液面； 2、第二类舱室：进水舱未被灌满，舱内的水 和海水不相连通，有自由液面； 3、第二类舱室：舱顶部位于水线以下，舱内 的水和海水相连通，保持同一平面。
船舶静力学第五章 抗沉性
二、计算抗沉性的两种方法
§5-3 可浸长度的计算
一、安全界限线
规范规定：船舶在破损后至少应有76mm的干舷。 在船舶俯视图上，舱壁甲板边线以下76mm处的 一条曲线（与甲板边线平行）称为安全界限线 （简称界限线）。
界限线各点的切线表示所容许的最高破舱水线 （或称极限破舱水线）
船舶静力学第五章 抗沉性
船舱的最大许可长度称为可浸长度，它表示进 水后船舶的极限破舱水线刚好与界限线相切。 船舱在船长方向的位置不同，其可浸长度也不 相同。
1、增加重量法 2、损失浮力法（固定排水量法）
三、渗透率
船舱内实际进水的体积V1与空舱的型体积V 的比值，称为体积渗透率。
船舶静力学第五章 抗沉性
§5-2 舱室进水后浮态和稳性的计算
一、第一类舱室
应用增加重量法计算，可直接应用第3章中的 有关结论，（没有自由液面）。
船舶静力学第五章 抗沉性
船舶静力学第五章 抗沉性
船舶静力学第五章 抗沉性
三、第三类舱室

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§5—1 进水舱的分类及渗透率
一．进水舱的分类
第一类舱：舱顶在水线以下，海水灌满（顶未破），没自由液面，舱内 水与舷外海水相通；
双层底、顶盖在水线以下的舱柜属于这种情况。
第二类舱：舱顶在水线以上（或以下），未灌满，有自由液面，舱内水 与舷外海水不相通；
为调整船舶浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵塞注水但水没有 抽干的舱室都属于这类情况。
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3、计算可浸长度； 在横剖面面积曲线上 x 处截取CD＝vi,并使 S AOC = SBOD
则A，B间的水平距离为可浸长度，其中点至船中的距离为 该舱的位置。
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§5—4 分舱因数及许用舱长
一．分舱因数 F
分舱因数——是用以决定许用舱长的一个因数，其值与船长、用途 和船舶业务性质有关。F≤1
−
xF
⎟⎞tgθ ⎠
7
d F ′ = d F + δd + δd F
δd A
=
−⎜⎛ ⎝
L 2
+
xF
⎟⎞tgθ ⎠
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d
′
A
=
dA
+ δd
+ δd A
10
浮态及稳性计算：
1
δd
=
p wAW
2
G1M 1
=
GM
+
Δ
p +
p
⎜⎛ d ⎝
+
δd 2
−
z
−
GM
⎟⎞ ⎠
−
wi x Δ+ p
3
G1M