第6章_船舶货物的配积载

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2.船舶的初稳性
（1）初稳性及其
特征 初稳性是指倾斜角 小于10o-15o时的稳性， 又称为小倾角稳性,
G
0
△ F
如图6-3所示。
图6-3 船舶的小角度倾斜
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船舶小角度倾斜的特征: ①倾斜前后排水量不变，即V1=V2。 ②倾斜轴通过初始水线面面积中心，即漂心F。
③某一排水量时船舶的稳心M点的位置可视作固
的方法。首先确定可移动调整的货载，再确定纵 向移动的距离x ，然后根据要求调整的吃水差值 δt，按下式求取需移动的货载重量P：
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P
100t MTC x
（t）
式中：δt― 要求调整的吃水差值(m)，等于要求调 整到的吃水差值减去调整前的吃水差值；
MTC ― 每厘米纵倾力矩，根据船舶实际排水 量或平均型吃水查取； x ― 货物载荷纵向移动的距离(m)，当货物前 移时取正值，后移时取负值。
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纵向初稳性高度G0ML是纵稳心距基线高度KML与船
舶重心高度KG0的差值。对于一般船舶，KML与船长
处于同一数量级，数值较大。因此 KG0可以用浮心 距基线高度KB0代替。由此，使正浮状态下的船舶产 生吃水差t 所需要的纵倾力矩Mt为：
t M t B0 M L Lbp （9.81kN m） （6 6）
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3.船舶荷载状态下对吃水差的要求
船舶航行时要求有一定的尾倾，以提高推进效率
和改善舵效，减少首部甲板上浪，保证主机均衡工 作，便于驾驶台瞭望。 根据经验，万吨级货轮的吃水差，一般情况下满 载时应为－0.3m～－0.5m，半载时为－0.6m～-
0.8m，空载时为－0.9 m～-1.9m。大吨位船舶满载
离(m )，取值查“液舱容积表” ；
xf―漂心距船中的距离（m)，船中前为正，船
中后为负。
xf 和MTC 的值，根据调整前的船舶排水量△
变，但可使船舶重心高度改变量，即等同于初稳性 高度改变。
载荷垂向移动调整初稳性的手段适合于配载图编
制阶段，经校核若稳性过大，可将载荷上移，反之
将载荷下移。
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②载荷增减调整初稳性高度GM。船舶积载后 或航行中在某些情况下可利用载荷增减方法调 整稳性。载荷增减调整GM包括未满载时加压载
水、吃水较大或满载时排压载水、加装货物及
第六章 船舶货物的配积载
主要内容： 配积载概念及理论基础 件杂货物积载 集装箱配积载
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第一节
基本概念及原理
一、船舶配积载及基本要求
配积载是指配载和积载两个概念。航运中将编制
船舶装货计划的工作叫做配载，而将实际装船的工 作称为积载。“配载” 是“积载”的前提和依据， “积载”是 “配载”的继续和具体实施。 因此，“配载”与“积载”是既紧密联系又有区
Xf Lbp
t X f t t dm 2 Lbp
( m)
式中：dm―船舶平均吃水（m);
Lbp―船舶垂线间长（m);
xf―漂心距船中的距离（m)，船中前为正，船 中后为负。
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7.吃水差的调整 （1）纵向移动载荷 在装货前和装货过程中如发现吃水差或首尾吃
水不符合要求，调整配积载方案是一种较为理想
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（2）初稳性高度的计算
初稳性高度的计算公式：
GM=KM-KG
KM为船舶横稳心距基线高度，可根据平均吃水或
排水量在静水力曲线图或静水力参数表上查得；KG 为船舶重心距基线高度（重心高度），其值与空船 重心高度及载荷配置有关，根据力矩合成原理，按 下式计算。
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KG
L KGL Pi Kgi L Pi
5
3.船舶配积载的基本要求
（1）充分利用船舶的装载能力； （2）确保船舶强度不受破坏； （3）保证船舶具有适度的稳定性和吃水差；
（5）保证货物运输质量；
（6）满足中途港卸货顺序的要求； （7）便于装卸，缩短船舶在港停泊时间； （8）正确合理的实现舱面积载。
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二、船舶稳性与积载
1.船舶稳性及稳性力矩
垂线上而产生的，纵倾力臂lL 等于重心至浮
力作用线的距离。
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图6-5
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由于
l L x g xb
式中：xg—船舶重心距船中距离（m），船中前取正，
船中后取负；
xb—船舶浮心距船中距离（m），船中前取正， 船中后取负。
因此，吃水差的基本计算公式为：
( x g xb ) lL t 100 MTC 100 MTC （m）
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根据力矩合成原理，重心距船中的距离Xg可按
下式计算：
xg
式中：∑PiXi―纵向重量对舯力矩，即包括空船
P x
i
i
（m）
在内的全船所有载荷对船中所取力矩的代数和 （9.81kN· m）。
因此，吃水差为：
P x x t
i i
b
100 MTC
（m）
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6.首尾吃水的计算 由图6-5可见，由于吃水差的存在，船舶首、 尾吃水与船舶平均吃水（漂心处的吃水）出现
B0点移到了B1，浮心和重心不再位于同一铅垂线
上。重力和浮力形成的力偶矩称为稳性力矩（或 复原力矩）。
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稳性力矩MR的计算公式：
M R 9.81 GZ （kN m） （6 1 ）
式中：△—船舶的排水量（t）； GZ—复原力臂（m）。
W0
△
G
0
L
0
B
0
图6-1
船舶的稳性力矩
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来的平衡状态。此时MR定为正值。
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②不稳定平衡状态(图6-2b）。重心在稳心之上， 稳性力矩的方向与船舶倾斜方向相同，不仅不起抵
抗倾斜的作用，反而促使船舶继续倾斜。此时MR为
负值。 ③随遇平衡状态 (图6-2c）。重心与稳心重合， 稳性力矩MR等于零，当外力消失后，船不会回复到 原来的位置也不会继续倾斜。
△—排水量（t）;
θ—船舶横倾角的大小；
GZ—静稳性力臂，也称复原力臂（m）； GM—初稳性高度（m）。
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由此可知，当船舶在一定排水量下发生小角 度横倾时，复原力矩的大小与初稳性高度GM成 正比。初稳性高度GM是衡量初稳性大小的基本
标志。要使船舶产生正的复原力矩，必须使GM
为正值，即重心点在稳心M点之下。
浮力的作用线与中线相交于M点，称为船 的稳心。 从下图6-2重心与稳心的相对位置关系， 可以判断稳性力矩的性质，而稳性力矩的性 质决定了船舶原平衡状态的稳定性能。
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W0 W1
W0
△
W0
△ G0 B0
G0 L1
W1
L1 L0
W1
G0 △
B0
L1 L0
B0
L0
a
图6-2bຫໍສະໝຸດ 船舶的三种平衡状态c
①稳定平衡状态(图6-2a）。重心在稳心之下， 稳性力矩方向与船舶倾斜方向相反，起着抵抗倾斜 力矩的作用，当外力消失后，它能使船舶回复至原
定不变，浮心B沿着以M为圆心，以稳心半径BM为半 径的圆弧轨迹移动。
根据上述船舶小角度倾斜所具有的特点，初稳性
力矩公式可作如下变换：
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M R 9.81 GZ （k N m） 9.81 GM sin 当横倾角较小时， , sin 故式（5 2）可写成： M R 9.81 GM 式中：MR—复原力矩（kN· m）; （6 2）
了差值，在图中分别以δdF与δdA表示。根据图
6-5下部所示的几何关系，纵倾状态下船舶的首、 尾吃水可按以下公式计算：
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Lbp d F d m d F d m 2
Xf Lbp
t X f t t dm 2 Lbp
( m)
Lbp d A d m d A d m 2
时通过浅水区时要求平吃水，以防搁浅。
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4.吃水差的计 算原理 一般情况下， 吃水差所对应的 纵倾角都在小角 度范围内，纵向 初稳性的假设条 件可以得到满足。 如图6-5。
图6-5 船舶纵向倾斜
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船舶纵向复原力矩MRL 可按下式计算：
M RL lL G1M L tg （9.81kN m） （6 4）
（1）船舶稳性
船舶的稳性是指船舶在外力作用下偏离其平 衡位置而倾斜但是不倾覆，当外力消失后能自 行回复到原来平衡位置的能力。 稳性的大小与船体几何形状有关，也与载荷 分布状况有关，后者是船舶在积载过程中所要 解决的问题。
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（2）船舶稳性力矩 如图6-1，船舶在外力（倾斜力矩）作用下倾 斜一小角度时，重心G0保持在原来位置，浮心由
标志上某数字的字底
边缘时，即表示该处 的实际吃水值。
图6-4 水尺标志
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2.吃水差
指船舶首吃水dF与尾吃水dA的差值，用符号t表示， t= dF–dA。当船舶首尾吃水相等，即吃水差等于零 时，称为平吃水；尾吃水大于首吃水时，称为尾倾， 俗称尾沉，一般用负值表示；首吃水大于尾吃水时， 称为首倾，俗称拱头，一般用正值表示。
量或平均吃水的变化而变化。具体装载状态下的厘
米纵倾力矩可根据排水量或平均吃水在船舶静水力 资料中查取。因此，如果能求得纵倾力矩Mt，则实 际装载状态下的吃水差t 可按下式计算：
Mt t （m） 100 MTC （6 8）
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·
5.吃水差的计算 由图6-5知，船舶纵倾力矩Mt是由于船舶 的重力作用线和浮力作用线沿纵向不在一条
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三、船舶吃水差与配积载
1.船舶吃水与水尺标志
船舶吃水（Draft）表示船体浸在水面以下的深
度，即水线面与船底基平面之间的垂直距离。船舶
吃水的大小随排水量改变而变化。 船舶吃水大小可根据水尺标志读出，如图6-4。