第五章 船舶吃水差
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第一节 航行船舶对吃水差及吃水的要求吃水差的概念: 1.吃水差的定义船舶吃水差是指首吃水与尾吃水的差值,用符号t 表示。
当船舶首吃水大于尾吃水时,t 为正值,称为首吃水差,相应纵向浮态称作首倾;当船舶首吃水小于尾吃水时,t 为负值,称为尾吃水差,该纵向浮态称作尾倾;当船舶首吃水和尾吃水相同时,t 为零值,相应纵向浮态称作平吃水。
2.吃水差产生的原因若装载后重心纵向位置与正浮状态的浮心纵向位置不在同一垂线上,则船舶将产生一纵倾力矩,迫使船舶纵倾。
随着船舶纵倾,水线下排水体积的形状发生变化,浮心也随之移动。
当船倾斜至某一水线时,重心与纵倾后的浮心重新在与新水线垂直的垂线上,则船舶达到平衡,此时船舶首、尾吃水不相同,从而产生吃水差。
吃水差对船舶性能的影响:船舶吃水差及吃水对操纵性、快速性、适航性与抗风浪性能都会产生一定的影响。
尾倾过大,船舶操纵性变差,航速降低,船首部底板易受波浪拍击而导致损坏,驾驶台瞭望盲区增大;首倾时使螺旋桨和舵叶的人水深度减小,航速降低,航向稳定性变差,首部甲板容易上浪,而且船舶在风浪中纵摇和垂荡时,使螺旋桨和舵叶易露出水面,造成飞车。
船舶在某些情况下空载航行,此时吃水过小,更影响螺旋桨和舵叶的入水深度,使船舶操纵性和快速性降低。
另外,因受风面积增大,也使船舶稳性变差、航速减小。
营运船舶对吃水差的要求:船舶在航行中为保证其航海性能,应使船舶适度尾倾。
船舶开航前,尾吃水差适宜值与船舶大小、装载状况、航速等因素有关。
实践经验表明,万吨级货船适度吃水差为:满载时-0.3~-0.5m ;半载时-0.6~-0.8m ;轻载时-0.9~-1.9m 。
各船具体情况不同,驾驶人员应根据本船实际状况确定适当尾吃水差值。
船舶不同装载状况下若航速一定,存在一纵倾状态使船舶航行阻力最小,因而所耗主机功率也最小,从而节省了燃料,该纵倾状态称为最佳纵倾。
空载航行船舶对吃水差及吃水的要求:船舶在空载时,为了节约能源总力图减少压载重量,但考虑到船舶过小吃水及不适当的吃水差会给船舶安全航行带来不利影响,因此应使压载后的船舶纵向浮态满足一定要求。
第五章船舶吃水差第一节运营船舶对吃水差及吃水的要求(一)船舶吃水差及吃水对航行性能的影响对船舶的操纵性、快速性、耐波性、稳性、强度及过浅滩能力都有影响。
(1)首倾过大空载时,往往尾吃水过小,影响螺旋桨推进效率和舵效;满载时,首部甲板容易上浪使船舶耐波性下降。
(2)尾倾过大空载时,船首了望盲区增大,船首底板易遭受海浪猛烈拍击,使船舶耐波性下降,损害船体结构;满载时,使转船作用点后移,影响舵效。
(二)航行船舶对吃水差的要求根据经验,万吨轮适宜吃水差为:满载时t=-0.3m~-0.5m半载时t=-0.6m~-0.8m轻载时t=-0.9m~-1.9m(三)空载航行船对吃水及吃水差的要求尾机型船在空载时因机舱较重而尾倾严重,平均吃水过小,会严重影响船舶航行安全。
因此,IMO和各国都对空载吃水和吃水差有明确的要求。
主要有:1.空载吃水差:|t |<2.5%L,使纵倾角φ< 1.5°;2.尾吃水:要求达到螺旋桨沉深直径比h/D >0.8 ~0.9;3.平均吃水:一般要求d> 50% 夏季满载吃水;m> 55% 夏季满载吃水;4.冬季航行要求dm5.最小平均吃水d≥ 0.02L + 2 (m)m6.首吃水: L ≤150 m,d≥ 0.025L (m)FL >150 m,d≥ 0.012L + 2 (m)F第二节 船舶吃水差及首尾吃水的计算(一)吃水差产生的原因船舶装载后重心的纵向位置与正浮时浮心的纵向位置不共垂线。
(二) 吃水差计算原理1.计算条件一般来说,船舶纵倾角都在小倾角(10 ~15°)范围内,因此,仅仅从静纵倾力矩角度来考察船舶纵向浮态和计算吃水差就完全可以满足实际需要。
作用在船体上的静纵倾力矩仅限于船舶装卸载荷或纵向移动载荷所产生的。
2.厘米纵倾力矩MTC船舶吃水差t 与作用在船体上的纵倾力矩M T 成正比,如果纵倾力矩为零,就没有吃水差。
为便于计算吃水差,船舶设计部门给出了船体在各排水量下吃水差每变化1厘米所对应的纵倾力矩值,称为厘米纵倾力矩,用MTC 表示,其单位为t.m /cm 。
第一节 航行船舶对吃水差及吃水的要求吃水差的概念: 1.吃水差的定义船舶吃水差是指首吃水与尾吃水的差值,用符号t 表示。
当船舶首吃水大于尾吃水时,t 为正值,称为首吃水差,相应纵向浮态称作首倾;当船舶首吃水小于尾吃水时,t 为负值,称为尾吃水差,该纵向浮态称作尾倾;当船舶首吃水和尾吃水相同时,t 为零值,相应纵向浮态称作平吃水。
2.吃水差产生的原因若装载后重心纵向位置与正浮状态的浮心纵向位置不在同一垂线上,则船舶将产生一纵倾力矩,迫使船舶纵倾。
随着船舶纵倾,水线下排水体积的形状发生变化,浮心也随之移动。
当船倾斜至某一水线时,重心与纵倾后的浮心重新在与新水线垂直的垂线上,则船舶达到平衡,此时船舶首、尾吃水不相同,从而产生吃水差。
吃水差对船舶性能的影响:船舶吃水差及吃水对操纵性、快速性、适航性与抗风浪性能都会产生一定的影响。
尾倾过大,船舶操纵性变差,航速降低,船首部底板易受波浪拍击而导致损坏,驾驶台瞭望盲区增大;首倾时使螺旋桨和舵叶的人水深度减小,航速降低,航向稳定性变差,首部甲板容易上浪,而且船舶在风浪中纵摇和垂荡时,使螺旋桨和舵叶易露出水面,造成飞车。
船舶在某些情况下空载航行,此时吃水过小,更影响螺旋桨和舵叶的入水深度,使船舶操纵性和快速性降低。
另外,因受风面积增大,也使船舶稳性变差、航速减小。
营运船舶对吃水差的要求:船舶在航行中为保证其航海性能,应使船舶适度尾倾。
船舶开航前,尾吃水差适宜值与船舶大小、装载状况、航速等因素有关。
实践经验表明,万吨级货船适度吃水差为:满载时-0.3~-0.5m ;半载时-0.6~-0.8m ;轻载时-0.9~-1.9m 。
各船具体情况不同,驾驶人员应根据本船实际状况确定适当尾吃水差值。
船舶不同装载状况下若航速一定,存在一纵倾状态使船舶航行阻力最小,因而所耗主机功率也最小,从而节省了燃料,该纵倾状态称为最佳纵倾。
空载航行船舶对吃水差及吃水的要求:船舶在空载时,为了节约能源总力图减少压载重量,但考虑到船舶过小吃水及不适当的吃水差会给船舶安全航行带来不利影响,因此应使压载后的船舶纵向浮态满足一定要求。
海上货物运输航海学院货运教研室第一篇第五章船舶吃水差(Trim)吃水差的基本概念船舶营运对吃水差的要求吃水差及首、尾吃水计算吃水差调整吃水差计算图表一、吃水差的基本概念1、吃水差的定义2、吃水差产生的原因船舶装载后重心的纵向位置与正浮时浮心的纵向位置不共垂线。
AF d d t -=3、船舶的纵向浮态类型首倾(Trim by head):t>0 尾倾(Trim by stern):t<0 平吃水(Even keel): t=0FL1LBGFW1WL1LBGF WLBG•••W1W二、船舶营运对吃水差的要求(一)吃水差对船舶的影响1、过大尾倾对船舶营运的影响船首底板易遭拍底,造成损害;操纵性能变差,易偏离航向;影响了望。
2、适宜尾倾对船舶营运的影响提高推进效率,航速增加;舵效变好,操纵性能变好;减少甲板上浪,利于安全。
3、首倾对船舶营运的影响舵效变差,操纵困难,航速降低;首部甲板易上浪,对首部结构造成损害;船舶纵摇时,船打空车严重,主机受力不均,降低主机寿命。
(二)船舶营运对吃水差的要求根据经验,万吨轮适宜吃水差为:满载时 t=-0.3m~-0.5m半载时 t=-0.6m~-0.8m轻载时 t=-0.9m~-1.9m1、对吃水的要求(1)经验法通常情况下, d≥50%d S冬季航行时, d≥55%d S(三)船舶空载航行时对 船舶吃水及吃水差的要求(2)IMO 的要求⎩⎨⎧+≥≥≤)(.)(.(min)(min)m L d m L d m L BP M BP F BP 20200250150,⎩⎨⎧+≥+≥>)(.)(.(min)(min)m L d m L d m L BP M BP F BP202020120150,2、对吃水差的要求 螺旋桨沉深降。
时,推进效率将急剧下,当50750650..~.<>DI D I %.52<BPL t ︒<51.ϕ吃水差与船长之比纵倾角三、吃水差及首尾吃水的计算(一)纵稳性等容纵倾纵稳心点ML船舶纵倾前后两条浮力作用线的交点。