南通航院《海上货物运输》备课笔记.doc

海上货物运输备课笔记范育军南通航运职业技术学院2014年3月1日第二篇 船舶货运项目一 航次货运量的核定 允许的船舶载重线航次最大货运量 或 港口水深限制航次货运总体积 船舶货舱舱容知识点1 与积载有关的船舶知识一、船舶的重量性能：排水量和载重量（一）排水量（Displacement）：指船舶在某一水线下排开同体积水的重量（t）。1空船排水量L（Light displacement）：指船舶装备齐全但无装载时的排水量，即船舶的空船重量（t）。2满载排水量S（Summer displacement）：指船舶吃水达到某一载重线（一般指夏季载重线）时的排水量（t）。3装载排水量：指船舶没有达到满载的任一情况下的排水量（t）。（二）载重量：指船舶装载载荷的重量（t）。1总载重量DW（Dead weight）：指船舶在某一水线下所能装载载荷的最大重量（t）。 DW = L2净载重量NDW（Net dead weight）：在具体航次中，船舶所能装载货物的最大重量（t）。 L 航次储备量（t） 船舶常数（t）二、船舶的容量性能1货舱容积Vch（Capacity of holds）：船舶能够接纳货物的封闭空间（水密空间）（m3）。（1）散装舱容Vch.1（Grain capacity）：指船舶装载散装货物的舱容（m3）。（2）包装舱容Vch.2（Bale capacity）：指船舶装载包装货物的舱容（m3）。（3）液舱舱容Vch.3（Liquid capacity）：指船舶装载液体货物的舱容（m3）。一般指深舱（Deep tank）。 一般地，Vch.1 Vch.22舱容系数（Coefficient of loading）：指船舶每一吨净载重量所能提供的舱容。 = Vch ./ NDW ( m3/t)船舶舱容系数的大小，表明船舶适宜装载重货还是适宜装载轻泡货。3登记吨位RT（Register tonnage）：为船舶注册登记所规定的一种丈量单位。（1）总（登记）吨位GT（Gross tonnage）：表示根据登记吨位规范的各项规定，丈量确定的船舶的总容积。 GT = K1V K1 = 0.2 + 0.02log10V V 船舶所有围蔽处所的总容积（m3）。 （1994年7月18日前船舶，根据1977年颁布的海船吨位丈量规范规定，一登记吨位为2.83m3，即100ft3。）总吨位的用途： 表示船舶的规模，作为船舶数量的统计单位； 作为计算净吨位的基础； 作为计算客船、客货船的定期租金的依据； 作为计算海事赔偿的基准。（2）净（登记）吨位NT（Net tonnage）：表示根据船舶吨位丈量规范的各项规定，丈量确定的船舶有效容积（营运容积）。 （计算公式参见教材）净吨位的用途：作为计算船舶和各种港口使费及税金的依据。（3）运河（登记）吨位CT（Cannel tonnage）：根据运河当局所制定的吨位丈量规范所确定的登记吨位。运河吨位的用途：用以计算船舶的通过运河费。知识点2 静水力曲线图及载重标尺一、静水力曲线图（Hydrostatic curves plan ） 定义：船舶在静止正浮状态下，其主要特性与平均吃水的一组关系曲线。（参见教材中曲线）（1）排水体积V曲线：（2）排水量曲线： = V（3）浮心距中距离Xb：（4）水线面面积Aw：（5）漂心距中距离Xf：（6）厘米吃水吨数TPC：（7）浮心距基线高度KB：（8）横稳心距基线高度KM：（9）纵稳心距基线高度KML： （10）厘米纵倾力矩MTC：二、载重标尺（Dead weight scale）表示船舶实际吃水与排水量、总载重量的关系表尺 见表P.6主要用途 （1）已知实际吃水查取排水量、总载重量或反之； （2）已知实际吃水的改变量求取排水量、总载重量的改变量或反之。三、船舶吃水及水的比重对平均吃水的影响（一）各种情况下平均吃水的求法（已知标志、吃水值）（1）船舶有纵倾，但漂心 （2）船舶有横、纵倾，但 即六面吃水平均值（3）船舶有拱垂变形时 （拱垂较小时） （拱垂较大时） （4）船舶有纵倾且时纵倾修正 漂心距舶中的距离t （修正后的）吃水差Lbp 型长（二）水的比重对吃水的影响（1）当船舶由1进入2时，平均吃水的增量为： （CM） 当1=1.025 2=1.000时 淡水超额量（Fresh water allowance）FWA：由标准海水进入标准淡水平均吃水的改变量。四、载重体标志及载重线海图（一）载重线标志的定义：为保证船舶的航行安全，规定在各种情况下船舶的最大吃水限制线的一种专门标志。1干舷（FB，Free Board）舯处干舷甲板边线上边缘至载重水线的垂直距离。 2储备浮力(Reserved buoyancy)水线以上水密空间所具有的浮力。实体船舶具有足够的浮力性、稳性和抗沉性。海船的储备浮力约为排水量的25%40% 一般来说，干舷越大，储备浮力越大，但最大吃水就变得越小。 3载重线标志的内容 远洋船的载重线有5条或6条（Lbp100米） 沿海船的载重线有4条，线之间的关系。（二）载重线海图 根据风浪所发生的频率所确定的区域。1区带（Zones）：航行在该区带可以全年使用热带区带。 （1）热带区带（Tropical Zones）：航行在该区带可以全年使用热带区带。 （2）夏季区带（Summer Zones）：航行在该区带可以全年使用夏季区带。2季节区域（Seasonal Areas）：航行于季节区域，应根据其规定的季节期交替在使用两条不同的载重线。（1） 热带季节区域：应根据其规定的季节期，交替使用热带或夏季载重线。（2） 冬季季节区域：应根据其规定的季节期，交替使用夏季或冬季载重线。（3） 北大西洋冬季季节区域：应根据其规定的季节期，交替使用夏季或北大西洋冬季载重线。（三）我国沿海海区季节期的划分（热带季节区）（1）对于我国远洋船：以香港苏阿尔恒向线为界东北部沿海：4月16日 9月30日 热带季节期10月1日 4月15日 夏季季节期西南部沿海：1月21日 9月30日 热带季节期10月1日 1月20日 夏季季节期 （2）对于我国沿海船舶：以汕头港为界 东北部沿海：4月16日 10月31日 热带季节期11月1日 4月15日 夏季季节期西南部沿海：2月16日 10月31日 热带季节期11月1日 2月15日 夏季季节期知识点3 与积载有关的货物知识一、 亏舱舱容（Broken Space）由于货物包装与货舱形状不相一致及货物堆装等原因所造成货舱容积的损失。1亏舱率（或亏舱系数）（Ratio of broken space）：亏舱舱容与货物所占舱容的百分比。 2积载因素（Stowage Factor）：每吨货物所占的舱容或量尺体积。包括亏舱： （m3/t）不包括亏舱： （m3/t） 二、货物计量及自然损耗（一）货物积载S.F与船舶舱容系数之间的区别与联系区别：（定义、表达式、对什么而言、大小表明什么）联系：1单位相同：m3/ t2当货物的平均积载因素S.F时，满舱不满载 “V” （平均积载因素：加权平均）3当货物的平均积载因素S.F时，满载不满舱 “M”4当货物的平均积载因素S.F时，满舱不满载 取“V”&“M”大者（二）货物自然减量(Normal loss of quantity)（自然损耗）在运输过程中，由于货物的性质、自然条件和运输技术条件等因素造成的不可避免的重量减少。主要原因有：1. 干耗和挥发：如水果、煤炭、石油等2. 渗漏和沾染：如桶包装货、深舱等3. 飞扬和散失：如人物、矿粉等任务1 充分利用船舶的装载能力一、船舶的装载能力1定义：在具体航次中，船舶所能承受货物的最大限额和可能条件。2装载能力的内容：1） 载重能力：NDW = DW - G C2） 容量能力：Vch3） 其他装载能力：船舶能承受力特殊货物的可能条件。二、航次净载重量的计算NDW = DW - G C1总载重量的确定： DW = L1） 航线水深受限：dmax = Dd + Hw + dg d - Dd dt （公式中分别为：港口或浅滩处基准水深、可利用的潮高、至浅滩油、水消耗引起的变化量、不同水的密度引起的变化量、富余水深、最大吃水与平均吃水的差值）2） 航线上跨域水区：船舶航行在使用同一载重线海区：使用规定的载重线（确定DW）。船舶从使用较低载重线海区到使用较高载重线海区：使用较低载重线（确定DW）。船舶从使用较高载重线海区到使用较低载重线海区：A高线区B低线区C 设：H 使用高载重线时的排水量(t)Lo 使用低载重线时的排水量(t) = H - Lo L空船排水量GAB 船舶使用高线航段的油、水消耗量（t）则：当GAB 时， DW = H L当GAB 时， DW = Lo L + GAB2航次储备量G的确定 G = G1 + G21） 固定储备量G1：船员和行李、粮食和供应品、船用备品。2） 可变储备量G2：燃润料和淡水。 （公式中分别为：航行中每天油水消耗量、航程、平均航速、航行储备时间即荒天天数：沿海及近洋航线取3d，远洋航线取57d、停泊每天油水消耗量、停泊总时间）3船舶常数C的测定C = L - L 定义：船舶营运中空船重量与出厂时的空船重量的差值。常数测定步骤：1） 观测六面吃水、水的密度及船上油水存量G；2） 求出平均吃水dM1（时）；3） 将dM1换算成1.025水域中的值dM2；4） 根据dM2查得；5） 求测定时的空船排水量：L= - G；6） 求出常数：C = L - L 三、充分利用利用船舶的装载能力1主要途径1） 根据航次条件，提高装载能力。 NDW = DW - G C 正确确定载重线或装载吃水； 合理确定航次储备量（油、水）； 减少船舶常数。2） 充分利用船舶的净载重量和货舱容积。S.F = 满舱满载2应用公式 设：PH为重货装载重量，其积载因素为S.FH，PL为轻货装载重量，其积载因素为S.FL。 则： PH + PL = NDW （满载） PHS.FH + PLS.FL = Vch （满舱） 例题：某船夏季总载重量为5，000t，货舱总容积为8，000m3；某航次装燃油、淡水等400t，船舶常数100t有矿石1，000t（S.F=0.6 m3/t）必须装船，剩下两种任选货，其积载因素各为1.5 m3/t 和2.5 m3/t，问再各装多少才能达满舱满载？解：NDW = 5000 400 100 = 4500 t NDW = 4500 1000 = 3500 t Vch = 8000 (10000.6) = 74000 m3 PH = (3500 2.5) 74000 (2.5 1.5) = 1350 (t) PL = 3500 1350 = 2150 (t)答：（略）项目二 船舶稳性、吃水差和强度校核第一部分 保证船舶具有适度的稳性案例一：1980年瑞典有一艘滚装船“曾诺比亚”号因稳性高度太小，加上绑扎重型车辆钢索断裂使车辆发生移动、引航员上下使用的舷门没有关紧而导致海水涌进等，其后果是使该船在地中海沉没。案例二：广州海运局的“德堡”轮刚从罗马尼亚接回途中（该船是作为罗政府还债刚建新船，技术水平很差），由于装运的木材在甲板上堆装很高，货物重心偏高，所以其稳性偏小，加上在印度洋航行风浪很大，甲板上木材浸没海水，使船舶稳性进一步减小，大风浪中主机发生故障停车，最终翻沉于印度洋上。案例三：再比如“西江”轮装运滑失粉，由于散装滑失粉没有满舱，货物表面以没有采取压包等措施，船舶受风浪倾斜时，表面货物移动，产生自由液面，我们知道，自由液面使船舶原来的稳性降低，加之货物偏移一舷，最后该轮沉没于日本沿海。诸如稳性高度太小，会引起船舶翻船的事故在航海史上几乎每年均有发生，应该引起我们足够的重视。那么，是不是说，在船舶积载过程中，使船舶的稳性越大就越好呢？问题显然不这么简单。若船舶稳性过大，必然造成船舶的横摇频率增加。横摇频率增加。船员晕船厉害，船体容易受损，机器工况变差，船舶同样不安全。总之，船舶稳性过大不好，稳性过小又不安全，基于这种矛盾，航海人员应根据各船每航次装载货物的具体情况，进行严格科学地积载，保证船舶具有适当的稳性。知识点1 稳性概念与初稳性高度计算一、 稳性（Stability）的概念1定义：船舶受外力作用（如风、浪等）离开平衡位置而倾斜，当外力消失后，船舶能够自行回复到原来平衡位置的能力，叫做船舶稳性。2分类： 横稳性A、 按倾斜方向分： 纵稳性 小倾角稳性（初稳性）（10或15以内）B、 按倾斜角度大小分： 大倾角稳性 静稳性 C、 按作用力性质分： 动稳性 完整稳性D、 按船舱破损与否分： 破舱稳性二、平衡状态a) 船舶受外力倾斜时，重力W与浮力不在同一直线上，形成力偶矩MR与外力矩方向相反，促使船舶回复到原来状态位置，此力矩称为复原力矩（又叫扶正力矩、稳性力矩等）。定义此MR0（为正），该平衡状态为稳定的平衡状态。b) 船舶受外力倾斜时，重力W与浮力在同一直线上，不形成力偶矩。定义此MR = 0（为零），该平衡状态为中性平衡状态（随遇平衡）。c) 船舶受外力倾斜时，重力W与浮力不在同一直线上，形成力偶矩MR与外力矩方向相同，加剧船舶继续倾斜，此力矩称为复原力矩MR0（为负），该平衡状态为不稳定的平衡状态。三、初稳性特征船舶作小角度（10或15以内）倾斜时的稳性称为初稳性。其特点（在船舶原理中作三点假设）是：1等体积（等容）倾斜。倾斜前后排水量不变，即出入水的楔形体积相等。2横倾轴通过正浮（或初始）时水线面的漂心F（水线面面积中心）点。3一定排水量下的横稳心M（倾斜前后浮力作用线的交点）点的位置固定不变。浮心B的轨迹为以横稳心M点为圆心，以稳心半径BM为半径的圆弧。因为船舶稳性的大小取决于复原力矩的大小。所以复原力矩的表达式：MR = GZ (tm) = 9.81GZ ( kNm)GZ = GMsin （m）MR = 9.81 GMsin ( kNm ) 因此，船舶稳性的大小可以由稳性力矩MR、复原力臂GZ和初稳性高度GM来表示。归根结底：初稳性高度GM是衡量船舶稳性大小的标志。四、初稳性高度GM的计算 初稳性高度GM在积载作业中，大副需要经常计算，根据计算值的大小可判断船舶稳性的好坏。 GM = KM KG = Zm Zg或 GM = ZB + Zg = BM = 求取KG的原理：理论力学中合力矩等于各分力矩之和。 KG = （m）式中：L 空船重量（t）；KG0 空船重心距基线高度（m）； Pi 第i舱载荷重量（t）；Zi Pi载荷重心距基线高度（m）。Zi值的确定方法：1） 估算法：船中部舱室：货堆重心可取1/2货堆高度；首、尾部舱室：货堆重心可取0.540.58倍堆高。（注意：所求得的货堆重心高度还需加上货底距基线高度）2） 利用舱容曲线图法：（见书上P。29）3） 经验算法：上述两种方法都较繁琐，船员很少采用。一般不论舱内装载货物品种有多少，货物积载因数是否相差悬殊，堆码的位置及形状如何，均以该舱的体积中心（基本满舱时，取该舱容中心）视为该货舱的货物合重心。它虽然与实际重心高度有出入，但方法简便，并且算出的GM值比实际的GM值略小，偏于安全，还是可行的。五、初稳性高度与横摇周期1经验公式：T = (s)2规范公式：T = 0.58f (s)（T与成反比，实践中经常测出T估算GM值，注意：连测几次较准）知识点2 自由液面对船舶初稳性高度的影响一、 自由液面（Free surface）由于燃油、淡水不断地消耗，会出现不满舱现象，当船舶横倾时，舱内液体便会向倾侧一方移动，这个液面就称为自由液面。它会使船舶稳性高度降低，影响船舶的安全。 若已知液体内自由液面的面积对其倾斜轴的惯性矩ix，液体体积为， 则舱内液体重心移动的曲率半径l为： l = 从理论力学中知：任意一个力的移动可以看作为在原来位置上的这个力附加以这对力组成的一个力偶。该力偶矩与复原力矩MR方向相反。由图中可以看出：液体重心横向移动距离g0g1 = l*sin 则：液体移动而产生的横倾力矩MFS为：MFS = 9.81g0g1 = 9.81 sin =9.81ix sin （为液体的密度）因此，当舱内存在自由液面时，若船舶发生倾斜，则船舶的实际复原力矩MR1将比原来的复原力矩MR要小，表达式如下：MR1 = MR - MFS = 9.81GMsin - 9.81ix sin =9.81(GM - ) sin (kNm)由于自由液面影响而使船舶稳性高度降低的数值GM为： GM = 即：修正值当多个自由液面存在时，则：GM = 可见：自由液面对初稳性高度的影响与和ix成正比，与成反比。ix值的大小与液舱的形状有关：（1） 矩形：ix = ab3（2） 梯形：ix = a(b1 + b2)(b12 + b22)（3） 等腰三角形：ix = ab3（4） 椭圆形：（5） 直角梯形：ix = a(b1 + b2)(b12 + b22)（6） 直角三角形：ix = ab3二、 减少自由液面对GM值影响的措施：1内设若干道纵向隔壁，对散粮货表面也适用；2对散粮等货物表面压包（23）；3油水舱柜装载或使用时，应尽可能减少自由液面的舱柜数（5% 空船，或95%满载。)知识点3 稳性高度的调整为保证船舶航行安全和合适的摇摆性，需要对每个航次稳性高度及摇摆周期进行核算。经自由液面修正后的初稳性高度小于该排水量下所要求的临界稳性高度值，或者认为计算所得的横摇周期T不合适，都应进行调整。方法如下：一、上、下层舱货物移动法经自由液面修正后的GM过大，货物要上移；经自由液面修正后的GM过小，货物要下移。 GM = KM KG货物上下舱移动时，船舶不变，KM值不变，GM的调整量 = 船舶合重心高度的改变量G0G1即GM = 货物互换量 P = 若上、下层舱均已满舱时，则需要将轻、重货物进行等体积互换： PH + PL = P PHS.FH = PLS.FL二、打、排压载水法 当船舶的净载重量没有充分利用时，若经自由液面修正后的GM过小，可以采用往双层底压载舱打入压载水的办法，以提高船舶GM。若GM过大，则可排出压载水舱已有的压载水以降低GM值。利用合力矩等于分力矩之和原理（或近似计算公式：假定少量载荷变动而KM值不变。）P( KG0 KP ) = ( + P )GM注：打进压载水P取（ + ）；排出压载水P取（ - ）。注意压载水改变后，不满舱时要考虑自由液面对GM值的影响。知识点4 中途港装卸对船舶稳性高度的影响船舶在中途港有卸有装，有时还考虑在中途港补给油水等，影响GM的变化。GM变化大小，取决于中途港的装卸量。大量装卸，即装卸量Pi10%；少量装卸，即装卸量Pi10%。一、大量装卸 大量装卸，由于排水量有较大的变化，因此KM值也相应地变化；但对于KG变化不必从头算起，只需增减部分补充计算进去即可。GM1 = KM1 KG1KG1 = 二、小量装卸精确（误差较小）计算公式如下：GM2 = GM1 + （d + - Z GM1 ）P改变的载荷重量，加载时取（+），减载时取（-）；d改变载荷前船舶的平均吃水（m）；改变载荷P后船舶平均吃水的增量，即= （m）; ZP载荷重心距基线高度（m）。近似计算公式： GM2 = GM1 + 知识点5 大倾角稳性一、概念 在小倾角稳性计算时，运用的稳性力矩公式为： MR = 9.81GMsin 当倾角增大到一定程度时，不能应用上式，因为：（1）倾斜轴不再通过初始水线的漂心F点；（2）横稳心M点不再是定点，而是随倾角变化而变化（是一支双曲线，是浮心B的渐近线）。MR = 9.81GZ = 9.81（KN KH） 式中：KN形状稳性力臂（可从稳性横交或交叉曲线图上求得）； KH重量稳性力臂（KH = KGsin）。此外，还可利用剩余稳性力臂MS、假定重心高度GAZA来求取稳性力矩： MR = 9.81（MS + GMsin） = 9.81GAZA - （Zg ZgA）sin二、稳性横交（交叉）曲线图 对船舶来说，几何形状是已定的，因此，当一定时，对于一定的，KN也一定。当变化时，KN随而变化。船舶设计者绘制了在一定下KN随排水体积变化的关系曲线，在不同角时，就可得到一组KN随排水体积变化的曲线稳性交叉曲线。三、静稳性图 当= 0时，ls = 0；以后增大，ls增大； 当甲板浸水时(浸)，复原力臂的增长速度减缓，出现反曲点； 当倾斜角到某一最大角度smax时，复原力臂ls开始下降，直到消失； 其中曲线上升部分所对应的倾斜角为稳定平衡位置，而下降部分所对应的倾斜角为不稳定平衡位置； M为不随变化的横倾力臂（矩），即外力倾侧力臂（矩）； 1为稳定的静平衡角（静倾角），2为不稳定的静平衡角（静倾角）。 四、稳性参数1初稳性高度GM： 小倾角时，GZ = GM,起始部分接近正弦曲线。若对求导，则有 , 在曲线原点处，cos=GM，根据1弧度=57.3的关系，用角度表示时有： ， 静稳性曲线图在原点处切线的斜率为GM。2最大静稳性力矩MRmax，最大静稳性力臂lsmax和最大静倾角（极限静倾角）smax。3稳性消失角v及稳性范围（OD稳距）。4船舶进水角j：水便进入主体，处于危险，认为丧失稳性，因此，规范规定稳性曲线的有效部分算到进水角j为止，它反映船舶抵抗外力能力的大小。其大小随船舶排水量而变化。5静稳性曲线图下的面积代表复原力矩（臂）所做的功（亦即动稳性）。A = (m )或（m）五、影响静稳性曲线的主要因素： 1船宽B： 2干舷F：3排水量： 4船舶重心高度KG： 5自由液面： 6初始横倾： 六、静倾角s和动倾角d 外力矩所做的功：W = M 开始时，横倾力矩MQ复原力矩MR，船舶具有角加速度，加速倾斜，随着倾角增大，角速度也逐渐增大，至s处时，MQ = MR，此时角加速度为0，但角速度最大，由于惯性，船舶继续倾斜，直至d处，外力矩所做的功与复原力矩所的功相等，此时横倾力矩MQ复原力矩MR，船舶又开始向另一侧倾斜。如此反复进行。 实际上，由于不的阻尼作用，使船舶最终于处静止下来。知识点6 船舶稳性的要求一、IMO对普通货船的稳性要求 经自由液面修正后1初稳性高度GM00.15 m；2船舶横倾角在0 30之间的静稳性曲线下的面积（即动稳性）： 0.055 mrad.(=3.15mdeg.) 3船舶横倾角0 x之间的静稳性曲线下的面积： 0.090 mrad.(=5.16mdeg.) （x = 40或小于40的船舶进水角j）4船舶横倾角30 x之间的静稳性曲线下的面积： 0.030 mrad.(=1.72mdeg.)5船舶横倾角在等于或大于30时的静稳性力臂： 0.20 m6最大静稳性力臂对应角： 25IMO天气衡准要求示意图7对L24m时，满足天气衡准要求： IMO的天气衡准规定了在正常装载状况下，船舶抵抗横风和横摇联合作用应具有的能力。 1）船舶受风压倾侧力臂lw1，此时船舶的静倾角为（该角不应超过16或甲板浸水角的80%，取小者）； 2）假定在横浪的作用下，船舶由静倾角向上风舷横摇至处； 3）然后船舶受到一个突风风压，产生突风风压倾侧力臂； 4）在此情况下，静稳性曲线下的面积应满足： 面积b面积a二、中国海事局法定规则对船舶稳性的基本要求 （一）国际航行船舶 应满足IMO2008年国际完整稳性规则规定的稳性衡准。 （二）国内航行船舶经自由液面修正后，船舶稳性在所核算的装载状况下必须同时满足： 1初稳性高度 GM00.15 m； 20.20 m；若进水角小于30时，则进水角处的静稳性力臂值应不小于该值；3最大静稳性力臂对应的横倾角：25；且；4稳性衡准数： 当船舶宽深比B/D2时，则对的要求可适当减小，其减小值为： =20(-2)(K-1) ()式中：当B/D2.5时，取B/D=2.5；当K1.5时，取K=1.5。 三、临界稳性高度GMc 为便于船员校核船舶实际营运中的稳性，法定规则中规定，在船舶资料中必须提供最小许用初稳性高度GMc或许用重心高度KGc曲线。船舶最小许用初稳性高度GMc是指同时满足船舶稳性基本衡准最低要求时，对初稳性高度GM的最低限制值，亦称临界初稳性高度；而许用重心高度则为满足稳性基本衡准最低要求时，对船舶重心高度KG的最高限制值，亦称极限重心高度。 船舶的稳性范围： = (m) (m) 一般地，横摇周期在15秒左右为宜，GM取（4%5%）B较适宜。上二层舱占20%下二层舱占25%底舱占55%二层舱占35%底舱占65%四、经验介绍 甲板货10%且堆高(1/51/6)B二层舱占25%底舱占65% 五、稳性报告书内容（主要内容） 1船舶主要参数 2舱室布置图 3各舱、柜容积和中心位置 4各液舱、柜的自由液面惯性矩 5静水力曲线图及静水力性能数据表 6稳性交叉曲线图 7临界稳性高度 8各载重状态及其稳性计算表 9各载重状态总结表 10百吨吃水差比尺等。六、船舶稳性的检验与调整 （一）稳性的检验与判断1航行中，实测T： IMO稳性规则给出的T与GM关系式为： 式中：C横摇周期系数，按下式计算如船中部舷侧为倾斜式或外漂式，则对于船长不足70m的船舶，IMO建议使用如下简便公式式中：C横摇周期系数，其值与船舶的大小、形状装载情况、液体数量等因素有关。对空船或压载时，C取0.88；对满载船舶，液体占总载重量的20%、10%和5%时，其C分别取0.78、0.75和0.73。2停泊时，用横倾角检验GM： 3观察船舶的征状 稳性不足的预兆： 受很小外力时明显倾斜，产生永倾角； 使用一舷油、水时，船舶向另一舷倾斜； 用舵或使用拖轮时，船舶明显倾斜，并恢复缓慢； 装卸时发生异常横倾； 遇到意外情况（甲板上浪等）时产生永倾角。 （二）GM调整方法 1垂向移动载荷法（不变） 若满舱 PH - PL = P PHS.FH = PLS.FL 2加减载荷法打排压载水或加载甲板货 3经验方法： 二层舱货重约占，底舱约占。（三）产生横倾角原因及其调整 1产生横倾角原因： 装、卸中货重分布不均匀； 油、水的配置与使用左右不均； 航行中货物移位； 用船上重吊装卸重件货物。2调整： 反向排灌法： 或 第二部分 保证船舶具有适当的吃水差 船舶的首、尾吃水、平均吃水以及吃水差称为船舶的浮态。本章的重点是如何保证船舶具有适当的吃水差及吃水差的计算与调整。吃水差对船舶的快速性、适航性和操纵性具有重大的影响。知识点1 吃水差及其计算原理一、定义 吃水差 当 时，t为（+） 首倾、拱头 当 时，t为（-） 尾倾、尾沉 当 =时，t为（0） 平吃水二、产生吃水差的原因 由于船舶在某一吃水状态，重力作用线与浮力作用线在正浮时不在同一直线上，产生了一个纵倾力矩，使船舶发生倾斜，直到重力作用线与浮力作用线相重合，船舶在新的位置上达到平衡。因而就产生了吃水差。三、厘米纵倾力矩MTC（Moment to change trim 1 cm） 使船舶纵倾1厘米所需的力矩，即为船舶在该状态下的MTC。它可由船舶设计部门通过计算而求得，我们将直接拿来使用（三处资料可得）。 （令） 四、吃水差表达式有了MTC，如果计算出船舶纵倾力矩ML后，就可方便地求出船舶的吃水差t。 （cm） 或 （m）五、适当的吃水差 航行中，有一定的尾倾，使螺旋桨有一定的水深，有利于发挥航速、舵有很好的舵力（舵效好），前甲板上浪轻。当然要适当，过大反而使船舶操纵性能变坏、航速降低。过小易打空车；过大易拍底。因此，有适当的尾倾即可。 1）一般地，万吨级船舶： 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 (m) 空载时：t -2.5%Lbp (m) 以浸没水面为好。 2）空船压载后的吃水：至少应达到夏季满载吃水的50%，冬季应达到夏季满载吃水的55%以上。 3）IMO提出了压载航行最小吃水的要求。我国船研所分析了IMO浮态后，建议远洋船舶的纵向浮态应满足以下要求： 对LBP150 m的船舶 （m） （m） 对LBP150 m的船舶 （m） （m） 4）设螺旋桨轴线距水面距离为I，螺旋桨直径为D，则： 静水中，I / D 40% 风浪中，I / D (5060)%知识点2 大量装卸时船舶吃水的计算一、大量装卸装卸量Pi夏季满载排水量的10%（或1/10s）计算公式： （1）原理： （m） (kNm) 式中：纵倾力臂。它等于重力作用线至正浮时浮力作用线之间的水平距离。即= () （2）基本公式： （m）二、大量装卸时，船舶重心的计算 大量装载时 （m） 大量卸载时 （m） 注意：纵向坐标船中前取（+），船中后取（-）三、大量装卸后船舶首、尾吃水的计算 （m） （m）当漂心在船中处时，即时，简化为： （m） （m）知识点3 少量装卸时船舶吃水的计算一、小量装卸装卸量Pi夏季满载排水量的10%（或1/10s）小量装卸货物时，可以看成先将载荷P装在漂心F的位置上，使船舶平行下沉，如卸货则使船舶平行上浮。然后再将货物由漂心位置沿船舶纵向位移至实际装载的位置，在纵移后会产生一个新的吃水差。1在漂心F处装货，产生平行下沉量： （m） P 小量装货取（+），小量卸货取（-）。2不在漂心处装货还会产生一个新的吃水差： (m)二、少量装卸后船舶首、尾吃水的计算公式小量装卸首、尾吃水变化量为：首吃水变化量：尾吃水变化量：其中和分别表示装卸货不在漂心处产生新的吃水差所造成的首、尾吃水的变化量。 因此，少量装卸后船舶首、尾吃水的计算公式为：（） 有时，在中途港有装有卸时，而且分布在各舱，则应注意符号：装货P取（+），卸货P取（-）。公式表达为： (m) (m)知识点4 舷外水密度改变及特殊情况下吃水的计算一、舷外水密度改变船舶由水密度水域进入水密度水域前，其初始水线为WL，此时重力通过重心G与浮力通过浮心B构成平衡力系。（为标准海水密度1.025g/cm3）船舶平行下沉后，吃水改变量为：平行下沉后相应水线为W1L1，则WL和W1L1之间的排水量改变量为： 使船舶产生纵倾力矩为： 由此而产生的吃水差改变量为： 所以船舶进入水密度水域时吃水差改变量表达式为： 或 二、小量装货，保持尾吃水不变原理：吃水的平均下沉值等于尾吃水改变量其中： (m) (m) (m) 结论：船舶在某一装载状态下，总能找到一个位置：少量装货但保持尾吃水不变。三、小量装货，达到平吃水 原理：小量装货后所形成的新的吃水差与原吃水差绝对值相等，而符号相反。 设：原吃水差为t（m），小量待装货物的重量为P（t）； 装载于船中前米处的货物重量为P1（t）， 装载于船中后y米处的货物重量为（P-P1）（t）。 则有： 求得P1知识点5 吃水差的调整一、纵向移动载荷法（不变） 1吃水差的调整量Nt = 因货物移动而产生的吃水差t 或 货物纵向移动水平距离（m） 2满载时，轻重货物等体积互换时： 二、改变载荷（多数采用打排压载水）法 (m) 或 （t）三、吃水差调整与纵向强度 四、保证船舶具有适当吃水差的经验方法 1按一定的比例分配各舱货重； 2按舱容比例分配各舱货重，首尾货舱留有一定的机动舱容供调整吃水差。 一般万吨货轮，留有200吨普通货物作机动。知识点6 吃水差计算图表一、吃水差曲线图 吃水差曲线图是根据船舶吃水差及首、尾吃水基本计算原理制定的。（参见教材P。）二、吃水差比尺 吃水差比尺，也叫百吨吃水差比尺。其制作原理同“少量装卸”。 若实际装载重量是P吨，则其首、尾吃水改变量值为： 第三部分 保证船舶强度船舶强度船体及其构件抵御破坏或变形的能力。 纵向强度（） 总体强度 横向强度（） 船体强度 扭转强度（） 局部强