第五章 船舶吃水差分析

海上货物运输航海学院货运教研室田佰军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。

纵稳心半径BML一般船舶的BM L为200m左右。

纵稳性高度GML一般货船的GM L总是正值，且数值很大。

2、纵稳性方程ϕ∆sin L RL GM M ⋅=BPL BP L BP L L BM L KG BM KB L GM MTC 100100100⋅≈-+⋅=⋅=∆∆∆)(RLL M M =（二）每厘米纵倾力矩MTC1、纵向倾斜静平衡条件3、MTC BPL t tg =≈ϕϕsin1、吃水差计算公式MTCx x MTC MTC M t b g L 100100100)(-⋅=⋅==∆∆ （三）吃水差及首、尾吃水的计算FWL B G • ϕ x b x gd Fd A船舶重心距船中距离x g 的计算x i －组成∆的载荷重心距船中距离(m)。

中前为正，中后为负。

∆包括：∆L 、航次储备量、压载水、货物等。

空船重心距船中距离x L ：查取船舶资料；∆∑=ii g x P x●油水等重心距船中距离：无论是否装满， 均视液舱舱容中心为其重心纵向坐标； ●货物重心距船中距离：均可近似取货舱 容积中心为其重心纵向坐标；●详算法：的距离货堆近船中一端至船中货堆长度+=2i x2、首、尾吃水的计算 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⋅+-=⋅-+=tL x L d d t L x L d d BP fBP M A BP f BP M F22 F W L B G • ϕ x b x gx f d F d A δd F δd A（四）等容吃水与船中吃水 F W L • ϕ x f d Fd A δd F δd A fBPf M x L td tg x d d ⋅+=⋅+=船中船中ϕd Md 船中（五）首吃水差系数TFF 尾吃水差系数TFA ●TFF （Trim factor fore ） MTCL x L TFF BP f BP 1002∆⨯-=●TFA （Trim factor after ）MTC L xL TFA BP f BP 1002∆⨯+=)(b g M F M F x x TFF d d t TFA TFF TFFd d -+=⇒⋅++=)(b g M A M A x x TFA d d t TFA TFF TFF d d --=⇒⋅+-= TFF 和TFA 与首尾吃水的关系四、影响吃水差的因素（一）纵向移动载荷对吃水差的影响移动特点移动过程中船舶排水量不变，属于船内问题。

F WLBG • • • ϕd Fd Aδd Fδd APx • • MB 1 G 1●x 值的符号确定：载荷由后向前移，取“+”；载荷由前向后移，取“－”。

MTCxP t 100⋅=δ●计算公式t L x L d d t L x L d d BPf BPA A BP f BP F F δδ⋅+-=⋅-+=2,21、大量载荷变动 条件：∑P> 10%∆1计算载荷变动后的重心距船中距离x g2 利用排水量Δ2查取d M2、x b2、x f2、MTC 2利用基本计算公式计算t 2、d F2、d A2iii g g P x P x x ∑∆∑∆±⋅±⋅=1112（二）载荷变动对吃水差的影响●假定先将载荷P 装在漂心F 的垂线上，使 船舶平行沉浮，吃水改变，吃水差不变， 则有：●将载荷由漂心处水平移到实际装载位置x P 处，变为船内载荷纵向移动，移动距离 （x P -x f ）。

TPC Pd 100=δMTCx x P t f P 100)(-=δ2、少量载荷变动●少量载荷变动后首、尾吃水的改变量MTCx x P L x L TPC P d f P BP f BPF 1002100)(-⨯-+=δMTCx x P L x L TPC P d f P BP f BPA 1002100)(-⨯+-=δF F F d d d δ+=1AA A d d d δ+=1tt t δ+=1●少量载荷变动后首、尾吃水和吃水差（三）舷外水密度变化对吃水差的影响通过图示可知，水密度变化的影响可视为原排水量Δ内的δ∆浮心由B 点纵移至k 点，使船舶产生纵倾力矩。

F WL BG• • • ϕ• k W 2 W 1 L 2L 1 x b x f dTPC δ∆δ⋅=100MTCx x t f b 100)(-=∆δδMTCx x d TPC t f b )(-⋅=δδ)()(01ρρρρ∆δ-⨯-=⇒MTCx x t f b1、纵向移动载荷单向移动载荷（适用于舱位有空余）XMTCt P 100⋅=δ⎩⎨⎧⋅=⋅=-LL H H L H F S P F S P PP P ..XMTC t P 100⋅=δ四、吃水差调整双向轻重载荷等体积对调（适用于无空余舱位）3、调整吃水差应同时兼顾纵向强度的要求fP x x MTCt P -⋅=100δ01t t t -=δ船舶状态载荷调整原则船舶吃水差 纵向变形 首倾 首倾 首倾 尾倾 尾倾 尾倾 平吃水 平吃水中拱 中垂 0 中拱 中垂 0 中拱 中垂前部→中部 中部→后部 前部→后部 后部→中部 中部→前部 后部→前部 前、后部→中部 中部→前、后部2、打排压载水五、吃水差图表1、吃水差曲线图（Trim diagram ）适用范围：大量载荷变动用途：计算大量载荷变动后t 、d F 、d A ，及调整t 曲线图组成：纵坐标：载荷(不含ΔL )对船中力矩的代数和M x 横坐标：排水量；曲线：吃水差曲线、首吃水曲线、尾吃水曲线。

吃水差曲线图2、吃水差比尺（Trimming table ） 适用范围：少量载荷变动定义：在船上任意位置装载100t 载荷时，船舶 首、尾吃水改变量的图表。

用途：求取δt 、δd F 、δd A制作原理 )()(cm MTCx x L x L TPC d f P BP f BP F -⨯-+=1002100δ)()(cm MTCx x L x L TPC d f P BP f BP A -⨯+-=1002100δ当装载量不是100t 时，可用下式求解：10010011Pd d Pd d A A F F ⋅=⋅=δδδδ 卸载时，其数值与查表所得相同， 但符号相反。