5第五章船舶吃水差的计算与调整解读

第五章船舶吃水差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。

第一节船舶吃水差的概念与基本计算一、吃水差概述1. 吃水差(trim)概念当t = 0时，称为平吃水(Even keel)；t = d F－d A当t > 0时，称为首倾(Trim by head)；当t < 0时，称为尾倾(Trim by stern)。

2. 吃水差对船舶航海性能的影响快速性操纵性耐波性等首倾时轻载时螺旋桨沉深比下降，影响推进效率。

轻载时舵叶可能露出水面，影响舵效。

满载时船首容易上浪。

过大尾倾时轻载时球鼻首露出水面过多，船舶阻力增大。

水下转船动力点后移，回转性变差。

轻载时船首盲区增大，船首易遭海浪拍击。

3. 适当吃水差的范围1)载货状态下，对万吨级货轮：满载时：t = -0.3～-0.5 m半载时：t = -0.6～-0.8 m轻载时：t = -0.9～-1.9 m2)空载航行时：◎一般要求dm ≥ 50%d s（冬季航行dm ≥ 55%d s）I/D ≥0.65～0.75| t | ＜2.5%L bp其中：d s——船舶夏季满载吃水(m)；I ——螺旋桨轴心至水面高度(m);D ——螺旋桨直径(m)。

◎推荐值当L bp≤ 150m时d Fmin≥ 0.025L bp( m )d mmin ≥ 0.02L bp + 2 ( m )当L bp > 150m 时d Fmin ≥ 0.012L bp + 2 ( m ) d mmin ≥ 0.02L bp + 2 ( m ) 二、吃水差产生的原因1. 纵向上，船舶装载后总重心与正浮时的浮心不共垂线，即g b x x ≠2. g x 的求法 合力矩定理 ()i i g P x x ∑⋅=∆三、吃水差的基本计算 1. 纵向小倾角静稳性理论证明，船舶在小角度纵倾时，其纵倾轴为过初始水线面漂心的横轴，在排水量一定时，纵倾前后相临两浮力作用线的交点L M 为定点，L M 称为纵稳心。

sin tan RL L L L BPt M GM GM GM L ϕϕ=∆⋅⋅≈∆⋅⋅=∆⋅⋅2. 每厘米纵倾力矩MTC ：吃水差改变1cm 所需要的纵倾力矩，可由资料查得。

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 。

船舶吃水差的调节船舶吃水差是指船舶在一定载态下首尾吃水的差值，通常是首吃水减去尾吃水，如大连海事大学出版的《船舶货运》就是这么定义的。

吃水差为正值时，首吃水大于尾吃水，船舶首倾；吃水差为负值时，尾吃水大于首吃水，船舶尾倾；吃水差为零时，首尾吃水相等，称为平吃水。

但美国船级社（ABS）认证的有些船舶装载手册是用尾吃水减去首吃水。

吃水差的大小不但影响船舶港口使费和进出吃水受限水域，如运河的港内，而且还会直接影响到船舶性能，如操纵性、快速性、耐波性等。

若船舶尾倾过大：1.操纵性能将会降低，易偏离航向，旋回性降低。

因为船首湿水面积减小，旋回时船首受到的水压力反作用力减小，因此旋回初经增大。

根据实践证明，尾吃水每增加1%船长，旋回初径将增加10%。

2. 大风浪天气中，由于尾部干舷减小，易造成船尾上浪，船首出现严重的拍底现象，损伤船体构造。

3.大型船舶，满载时驾驶台盲区200米以上，空栽达700米左右，集装箱船还要大。

若再严重尾倾，不利于驾驶台了望，影响船舶安全航行换而言之，若船舶首倾过大：1.水阻力增大，降低船速。

2.首吃水过大，舵页漏出水面，舵效降低，不易于船舶转向还会发生空摆现象。

3.首部干舷减小，易造成甲板上浪。

4.螺旋桨易漏出水面，飞车现象出现，空泡加大，影响主机和桨叶寿命。

所以根据船舶经验和实践，对船舶吃水差有适当的要求。

一般吨位船舶应保持适度尾倾。

有利于船舶运动流线型，发动机效率和舵效；大吨位船舶应平吃水进出港；少数高速船不要求尾倾。

因此当船舶吃水不符合要求时，吃水差的调整在装卸货及航行过程中十分必要。

大连海事大学出版的《船舶货运》大专院校统编教材中讲述了两种方法：纵向移动载荷、少量加载或减载。

此两种方法较为常见，在船舶实践中十分实用。

但在实践中，也有一些问题无法解决。

（一）纵向移动载荷方案，根据预定的吃水差和当前吃水差的差值求出吃水差的改变量。

然后根据下面的公式可求出已知重量货物的移动距离或者已知移动距离的货重：P=100δt * MTC / Lδt ：吃水差的改变量，要求的吃水差与实际吃水差的差值。

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。