船舶下水计算

第18卷 第10期 中 国 水 运 Vol.18 No.10 2018年 10月 China Water Transport October 2018收稿日期：2018-05-01作者简介：Aleksandar Dordevic（1987-），男，塞尔维亚人，上海交通大学研究生，工学硕士，船舶设计与制造。

顾解忡（1962-），男，江苏人，上海交通大学副研究员，工学博士，研究方向为浮体运动学。

船舶纵向下水运动计算新的应用方法Aleksandar Dordevic，顾解忡（上海交通大学，船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240）摘 要：船舶纵向下水是一种被广泛采用的传统下水方法。

纵向下水关注艏艉跌落的发生和艏支架最大压力。

根据船舶三维设计的发展趋势，在传统纵向下水的基础上，本文提出了一种改进的下水计算方法。

下水过程中涉及的船体瞬时湿表面积、排水体积、浮心位置和浮力矩等物理量采用基于NURBS 船体曲面的精确计算方法进行计算，给出了下水过程中船舶移动速度和加速度与下水行程之间关系的计算公式，实际开发了MatLab 下水计算程序。

在此基础上，对一艘3,100箱集装箱船具体开展了下水计算，结果表明，艏艉跌落并未发生，支架最大压力在合理的安全范围以内。

此外，计算得到的湿表面积和排水体积与商用软件的计算结果符合一致。

关键词：NURBS；IGES；船舶纵向下水；MatLab中图分类号：U671.5 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）10-0001-05引言船舶下水是船舶建造过程中的一个重要环节，是一个复杂的动力学过程，向来受到高度重视。

常用的船舶下水方式有纵向下水、横向下水和浮船坞下水。

其中最传统的是重力式纵向下水，把船舶置于向水面倾斜的滑道上，在船舶自身重力的作用下沿滑道自动滑入水域，整个下水过程可以分为起动、入水、艉浮、漂浮共四个阶段[1]。

下水计算是指通过计算事先掌握下水过程中船舶的行程、速度、加速度、纵倾角等物理量的变化过程，由此评估下水过程中包括结构安全性在内的各项性能。

下水曲线计算一．下水时的主要数据船厂L=33.6m下水重量Wc=130t重心位置：11.5站处前支架位置：18站重心距前支架：10.92m龙骨坡度=滑道坡度：3°=0.0523 rad下水前尾部距离滑道末端15m二.下水计算1.第二阶段：船体尾部接触水面到船尾开始上浮为止首吃水：dF=dA-L*0.0523=-1.757+0.0523x尾吃水：dA=0.0523x重心到滑道末端距离：Sg=x-（15+11.5*1.68）浮心到前支架距离：lb=18*1.68-Xb’浮心到滑道末端距离SB=x-（15+Xb’）Xb’为浮心到尾垂线距离利用不同滑行距离的收尾吃水，结合邦戎曲线和辛普森计算第一法，可计算得到每一水线下的浮力和浮心纵向位置。

下水第二阶段计算表如下从图中可得出结论（1）在x1=34.65m处船尾开始上浮（2）船尾上浮时前支架受力R=65.4t（3）第二阶段中Mv＞Mw，故不会发生尾落现象2.第三阶段：自船尾开始上浮至前支点离开滑道船尾上浮后，前支点滑动，船体绕前支点转动，故收尾吃水不确定，采用如下方法确定某一下滑时刻的排水：对于某一行程假设一尾吃水，分别算该吃水下排水和矩，利用图形确定真实尾吃水。

辅助表格和辅助曲线如图。

图中可得M’w与M’v相交是排水量wv=61.19t同理，43m，46m时可得排水量分别为68.76t，70.51t，即可做出尾上浮之后的曲线。

从图中可知，前支架完全离开滑道末端后，重力依旧大于浮力，因此会出现较为严重的首落。

二．曲线分析此下水情况下，会出现严重的首落，并且Mv与Mw交点与X1距离很近，实际工程中极容易发生尾落，因此可加大滑道入水部分长度，即，采用更高的水位。

备注：美观起见，下水曲线的绘制采取了如下比例下滑距离X100重力对前支点矩X1浮力对前支点矩X1重量对滑道末端矩X0.2浮力对滑道末端矩X0.2重力X10浮力X10X1=34.65X2=45.24。

舰船的排水量是怎么计算出来的比如说美国的伯克驱逐舰，设计排水量为8XXX吨，他是如何计算出来的呢？总不能是建造的过程中把每一块称一下然后求和吧？这不和曹冲称象一样么？排开水的质量呗...有图纸嘛不是，水线一下的部位测量数据再加上有图纸，用计算机计算不就完了.....计算复杂点....原理可简单只知道有的船只特别是军舰，满载排水量和标准排水量相差还是蛮大的，说明设计时还是为多装载留足了空间。

不过我觉的最强的还是我们国家的载重货车，标准载重是确定的，最大载重约等于无穷大.....物体要浮在水面, 受到的浮力必须等于他自身的重力. 所以排水量就等于舰艇的重量, 单位一般用"吨". 排水量是衡量船只大小的重要参数.进一步细分下去有:1.满载排水量就是在船只最大浮力范围以内, 船只重量的极限. 某一级船舶具体的数值, 由船级社Classification Society估算. 对于军舰, 则完全由军队说了算. 2.装载排水量携带航行所需的货物、人员、燃料、给养, 这是船身吃水应该正好位于水线waterline. 3.标准排水量船只在待发状态下的排水量. 包括全部船员以及食品淡水、携带所有装备弹药、机器处于随时可开动状态等等, 总之包括开赴战区所需的一切, 除了燃料和管道循环水. 4.空载排水量不携带货物、燃料、弹药、人员、给养. 只是包括了管道的循环水. 5.正常排水量很少用的术语, 只携带 2/3的物资和给养.没有办法直接称量舰船的重量, 那可以算一下他水线以下的体积. 这样计算出来的是"设计排水量". 不过这要求有船身线形的详细技术图纸, 运用计算机进行运算, 否侧结果跟实际出入很大.在满载时候船的吃水线下所占据的水的立方m³的质量！就是该船的排量简单的讲排水量就是一条船的重量。

满载排水量就是这条船满载货物、人员、淡水、军火武器后的最大重量。

直接计算出来的，比土木工程计算要准确些，毕竟军舰零件要不土木构件精确很多。

1、浮船坞基本参数a)船长Loa： 89.8 mb)船宽B： 34 mc)浮船坞路轨顶距外底板距离H： 5.036 md)最大下沉深度H： 12.1 me)浮船坞设计吃水： 4.2 mf)浮船坞日常吃水： 1.25 mg)浮船坞总体平面及剖面图参见附页《浮船坞总布置图》2、浮船坞承载最大载重吨船舶下水时，相关数据计算：备注：最大载重吨船舶下水（以承载4000t船舶下水为例）：1)本区域0潮位时珠基高度为：-1.11m，此时码头岸边距0潮位高度为4.77m；2)浮船坞承载4000t船舶下水时，浮船坞吃水为：（4000×1.5）／（89.9×34）+1.25≈3.21m3)船舶上浮船坞设计水面距码头距离：h= 5.036-3.21 =1.826m4)船舶上浮船坞设计潮位：4.77-1.826=2.944m（潮汐表读数）5)船舶上浮船坞设计潮位的珠基高度为：-1.11+2.944=1.834m6)具体参见下图最大载重吨（4000t）船舶下水时相关数据计算模拟图3、浮船坞承载最小载重吨船舶下水时，相关数据计算：备注：最小载重吨船舶下水（以承载307t船舶下水为例）：1)0潮位时珠基高度为：-1.11m，此时码头岸边距0潮位高度为4.77m；2)浮船坞承载307t船舶下水时，浮船坞吃水为：（307×1.5）／（89.9×34）+1.25≈1.4m3)船舶上浮船坞设计水面距码头距离：h= 5.036-1.4 =3.636m4)船舶上浮船坞设计潮位：4.77-3.636=1.134m（潮汐表读数）5)船舶上浮船坞设计潮位的珠基高度为：-1.11+1.134=0.024m6)具体参见下图最小载重吨（307t）船舶下水时相关数据计算模拟图。

船舶下水计算的方法及力学分析的探讨作者：潘政中来源：《进出口经理人》2017年第06期摘要：现阶段国内大部分船厂船舶下水方式主要有三种方式：纵向滑行下水方式、借助浮船坞进行下水、使用干船坞进行下水。

本文结合现场运用要点主要探讨船舶纵向滑行下水方式的计算，并根据船舶结构设计特点给出下水墩位布置的一些建议。

关键词：船舶下水；计算方法；力学分析；支墩反力船舶下水相当于船舶的出生，它第一次接触到实际意义上的水，就像人平安出生一样，船舶下水也需要保证安全计算。

船舶下水计算目的就是预测船舶下水过程中的安全性。

一、下水阶段描述及各阶段注意事项按照船舶下水过程中的运动特征、力的变化以及有可能出现的危险情况，惯例地把船舶下水过程划分为4个过程。

第一阶段：自船舶开始滑动至船体接触水面为止在这一阶段中，船依靠本身重力沿滑道方向的分力下滑。

设下水重力为（包括船体及下水支架），滑道坡度为（弧形滑道取重心正下方之滑道坡度），静摩擦系数为，则船开始滑动条件为使船下滑的作用力，即这一阶段应注意船舶的重量及重心的位置。

第二阶段：自船体尾端接触水面至船尾开始上浮为止这一阶段中船的运动仍然平行于滑道，该阶段的力及力矩平衡方程式为：；式中，，及分别为下水重力，浮力和滑道反作用力的作用点至下水架前端点的距离。

在这一阶段中应避免尾下落现象。

第三阶段：自船尾开始上浮至下水架滑板前端离开滑道为止理论上，当船尾开始上浮时，滑道反力集中于下水架前支点处。

此时力及力矩的平衡方程为：船尾上浮是船舶下水过程中的正常现象。

但应采取适当的措施，避免压力集中作用于下水架前端一点，造成结构损坏。

通常在前部滑板与船体之间填入普通愣木，使反力分布在相当长度内。

第四阶段：自下水架滑板前端离开滑道至船舶停止运动为止下水船舶全浮后，由于惯性作用将在水中继续滑行，但是船舶受到水和其他制动物的阻力作用，其滑行速度将逐渐减小，直至滑行停止。

在这一阶段应避免出现以下两种情况：1、下水架滑板前端离开滑道末端时，船舶下水重量仍大于浮力——首吃水小于船首自由浮起的首吃水，将发生船首跌落现象。

船舶气囊下水船体梁的结构计算方法
船舶气囊下水船体梁是中国船舶设计和制造中一项重要技术，它起着密切关系到船舶性能及安全的作用。

气囊下水船体梁的计算方法是船舶设计与制造的重要组成部分，它可以有效地根据船舶水动力特性的不同要求，优化设计船体梁的结构以满足船舶的性能需求。

船舶气囊下水船体梁的结构计算方法以水动力模型试验或者水动力数值计算方法为基础，结合结构安全性评价标准，采用综合参数确定船体梁的结构尺寸。

在确定船体梁结构尺寸的计算方法中，考虑到船舶水动力模型试验数据不容易得到，也非常昂贵，通常采用水动力数值计算方法。

首先，在水动力数值计算的基础上，需要计算船体梁的抗弯刚度和抗弯承载力，这一步是用来检验船体梁的结构安全性。

其次，考虑到船舶在航行过程中受到推力和转矩的影响，在计算船体梁结构尺寸时，也需要考虑推力和转矩的作用，以确定船体梁的尺寸及其安全性。

最后，根据抗弯刚度、抗弯承载力和推力转矩的要求，确定船体梁的尺寸，以满足船舶的性能要求。

总之，船舶气囊下水船体梁的结构计算方法是一项重要的技术，它可以有效地根据船舶水动力特性的不同要求，优化设计船体梁的结构以满足船舶的性能需求。

从而保证船舶的安全性及其性能，为中国船舶的发展积累经验，提供技术支撑。

双体船排水量计算公式双体船是指由两个并排的船体组成的船只。

由于其特殊的结构设计，双体船在排水量计算上有一些不同于传统单体船的公式。

本文将介绍双体船排水量计算的相关公式及其推导过程。

首先，我们需要了解一些基本的概念和定义。

1.船体长：指双体船两个船体中心线之间的距离，通常以L表示。

2.船体宽度：指双体船两个船体外侧之间的距离，通常以B表示。

3.船体高度：指从船体基准面（通常是船底）到船体顶部的距离，通常以H表示。

根据上述的定义，双体船的排水量可以通过以下公式计算：V=V1+V2其中，V1和V2分别为两个船体的排水量。

对于传统的单体船来说，其排水量可以通过船体的长、宽、高等参数计算得出。

但对于双体船来说，由于存在两个船体，各个参数的计算稍微复杂一些。

接下来，我们将推导出双体船排水量计算的具体公式。

首先，我们可以通过船体的形状和船体参数计算出每个船体的体积。

对于一个船体来说，其体积可以近似地认为是一个长方体加上两个半椭球形的体积之和。

船体底部的长方体部分的体积可以通过以下公式计算：V1=L*B*H1其中，H1为船体的高度。

船体两侧的半椭球形部分的体积可以通过以下公式计算：V2=2/3*π*(B/2)^2*(L/2)其中，π为圆周率。

将上述两个公式代入排水量计算的公式中，可以得到双体船的排水量计算公式：V=L*B*H1+2/3*π*(B/2)^2*(L/2)这是双体船排水量计算的基本公式。

通过该公式，可以根据船体的长、宽、高等参数快速计算出双体船的排水量。

需要注意的是，上述公式是基于船体形状的简化模型推导得出的，实际的双体船可能存在更加复杂的形状和结构，因此在实际应用中可能需要更加精确的参数计算和模型分析。

总结起来，双体船的排水量可以通过两个船体的体积之和来计算。

每个船体的体积由船体的长、宽、高等参数计算得出。

通过计算船体底部的长方体部分和船体两侧的半椭球形部分的体积之和，可以得到双体船的排水量计算公式。

海军部系数公式
海军部系数公式一般用于计算舰船的吨位和排水量。

根据中国海军部制定的系数公式，舰船的吨位可以通过如下公式计算：吨位 = （长× 宽× 垂深）/ 5.92
其中，长、宽和垂深分别为舰船的长度、宽度和吃水深度。

计算结果的单位为吨（ton）。

排水量的计算公式如下：
排水量 = 入库吃水体积× 浸没系数
其中，入库吃水体积为舰船航行时的吃水体积，浸没系数是根据舰船的结构特点和性能参数确定的一个系数。

排水量的计算结果的单位也为吨（ton）。

需要注意的是，这些公式仅适用于中国海军部制定的舰船吨位和排水量计算方法，其他国家或组织可能采用不同的计算公式。

排水量系数
排水量系数是指船舶所占据的水体体积和船舶自身的体积之比，通常用来评估船舶的载重能力和稳性。

排水量系数可以用以下公式计算：
排水量系数 = 船舶排水量 / （L x B x T）
其中，L表示船舶的长度，B表示船舶的宽度，T表示船舶的吃水深度。

船舶排水量是指船舶浸入水中的体积，包括船舶本身的体积以及其载货、载油、载水等带入的体积。

排水量系数的大小通常越小越好，因为排水量系数越小表示船舶自身的体积相比所占据的水体体积越小，其稳定性和操控性会更好。

一般来说，大型货船和油轮的排水量系数通常在0.70至0.85之间，而小型近海渔船和快艇的排水量系数则通常在0.35至0.60之间。

除了排水量系数，航海工程中还有一些其他的重要指标，如吨位、载重水线、自由板等。

吨位是指船舶的容积，通常有净吨位和总吨位两种。

载重水线是指船舶装载最大载荷后的水线位置。

自由板是指船舶船壳上方水面和船底之间的距离，对船舶的稳性和速度有很大影响。

综上所述，排水量系数是航海工程中的一个重要指标，可以反映船舶的载重能力和稳定性。

在实际应用中，需要结合各种指标来评估船舶的性能和适用范围。

船舶船坞下水计算作者：田少男来源：《广东造船》2017年第05期摘要：介绍了船舶在船坞下水中的稳性计算、受力分析及应对措施。

关键词：下水；浮船；计算中图分类号：U671.5 文献标识码：ACalculation of Ship Launching in DockTIAN Shaonan（ Guangxin Shipbuilding &Heavy Industry Co.， Ltd. Zhongshan 528437 ）Abstract： This paper describes the stability calculation， stress analysis and the relative countermeasures during ship launching and floating in dock.Key words： Launching； Ship floating； Calculation1 前言船舶下水根据不同船厂、不同船型其下水方式有很多种，其中最简单、最安全的下水方式之一是船坞下水。

但船坞下水也存在一定风险就是首尾起浮时间的不同会导致首部或尾部外板及内部结构受到坞墩较大的支撑反力而变形。

本文以78 m工作维护船为例，对船舶起浮过程中各种状态进行受力分析和下水后的稳性计算，从而判断船舶是否可以安全下水.2 船舶主尺度及下水重量、重心位置4 下水受力分析根据表2下水后的首尾吃水，可以判断在水位上涨过程中船舶首部先起浮，故可将FR10肋位的木墩做为首部起浮过程的旋转支点。

通过水位上涨浮力不断增大，最终当首尾吃水为3.07m时：船舶浮力：F=2 851.03 t浮心位置：X=35.474；Y=0；Z=1.646。

重力矩：2 873.37x29.24=84 017.3（t·m），浮力矩：2 851.03x29.47=84 031.0（t·m）重力距与浮力距近似平衡，此时尾部达到将浮未浮状态，尾部FR10肋位支点受力为：2 873.34-2851.03=22.64 t根据墩位布置图在FR10处有2个木墩，平均每个墩位受力为11.32 t，不会引起外板及内部结构变形。

目录一．船舶主尺度－―――――――――――――――――――――――3二．下水布置及船台数据――――――――――――--――――――――3 三．下水重量重心汇总―--――――――――――――――――――――4 四、艉浮计算――――――――――――――――――――――――――4 １．假定不同尾吃水时船的浮力及浮力矩计算--------------------- 4 ２．下水曲线图――――――――――――――――――――――――4 ３．艉浮计算―――――――――――――――――――――――――5 五．全浮计算――――――――――――――――――――――――― 5 １．全浮计算―――――――――――――――――――――--------5 ２．初稳性计算――――――――――――――――――---------- 7 六．计算结果汇总――――――――――――――――――――――― 8一．船舶主尺度总长（Ｌoa）-------- -- ------约 161.09 m两柱间长（Ｌpp）------------- ----- 151 m型宽（Ｂ）------------------- 25.00 m型深（Ｄ）------------------- 13.90 m设计吃水（Td）------------------- 9.60 m结构吃水（Ts）-------------------- 9.90 m二．下水布置及船台数据（一）基本情况：船台-------------------------------圆弧型船台龙骨坡度-------------------------------圆弧R为8000m艏支架假定设在：-----------------------FR193处船底距轨道上表面高---------------------1.7 m坞道末端-------------------------------取510m处潮高-----------------------------------1.438（实取1.5m）（二）小车配置：艉车1-6节： 350t/节*6＝2100t节车7-27节350t/节*21＝7350t艏车１节800t/节*1＝800t三、下水重量汇总以12#空船重量为依据，预估为8000t四、艉浮计算当船体重力对艏支点的力矩等于船体浮力对艏支点的力矩时船开始艉浮。

船舶排水量船舶在船艏和船尾都有标准的吃水刻度线，计算排水量时，只需要根据吃水深浅和所处的水体（分淡水、近海、海水）进行换算，经过计算便可以得出船舶排水量的数据。

排水量有东西方两种标准，其中轻载（空载）排水量、标准排水量和满载排水量东西方标准大至一致，区别主要在于正常排水量为西方标准所没有。

一、轻载（空载）排水量：装载条件A （空载）——舰船具备进入服役的完整状态，计入永久性压载（固体和液体的）、维修备件、航空移动支持设备、使机械达到操作状态的必须的液体，但不计入任何可变载荷（供应品、贮备、弹药、舰员和行李、货物、飞机和航空用品、乘员、海水压载、燃油和其他储备舱柜内的液体）。

装载条件B （最小可操作状态）在正常操作状态下的具备最小稳性的状态（根据船的液体装载指示书）。

对军船，近似于舰船在海上长期航行后投入作战时的最终状态。

此时液体的重量和位置都能保证最佳的稳性、纵倾。

装载条件C（最佳战斗状态）一一对应于完成最小作战任务的状态，计入最大弹药基数和三分之二的供应品、燃油、滑油等。

燃油分布和海水压载符合液体装载指示书规定，但服务舱柜假设为半满、每项机械设备对应的一半储藏柜假设为空。

该条件多用于装备有反潜作战系统的舰船。

二、满载排水量：满载（合同）——舰船具备进入服役的完整状态，装载条件A 加上规定的人员、行李、最大允许量的弹药、最大允许量的飞机和车辆及其备件和库存品、按照设计规格书规定的任务期间的供应品和贮备品、满足续航力要求的足够的燃油、防摇舱液体、按照液体装载指示书规定的必须容量的舱内液体、正常装载的货物或者最大容量的部分。

用于重量估算。

满载（出港）——满载（合同）状态中燃油、滑油的95%、给水的100%。

用于倾斜试验。

装载状态E （最大容量装载）一一舰船具备进入服役的完整状态，装载条件A加上可安置的最大数量的人员和行李、最大储存量的弹药、最大允许量的飞机和车辆及其备件和库存品、舱柜以最大容量装载液体（燃油舱为95%，淡水舱为100%），最大数量的货物和供应品，但不应使吃水超过最大限制。