第四章吃水差

1、第四章第四章 船舶吃水差船舶吃水差本章要求本章要求w掌握船舶吃水差的概念及产生原因。掌握船舶吃水差的概念及产生原因。 w理解吃水差对船舶航行性能的影响；理解吃水差对船舶航行性能的影响；w掌握万吨级装载状态下船舶吃水差以及空载航行船舶吃水及吃水差掌握万吨级装载状态下船舶吃水差以及空载航行船舶吃水及吃水差要求。要求。w掌握吃水差和首、尾吃水的基本计算方法；掌握吃水差和首、尾吃水的基本计算方法；w了解少量载荷变动时船舶吃水差和首、尾吃水改变量的计算；了解少量载荷变动时船舶吃水差和首、尾吃水改变量的计算；w掌握调整吃水差的两种方法及计算；掌握调整吃水差的两种方法及计算；w了解吃水差调整时对纵向强度的考

2、虑和保证船舶适当吃水差的经验了解吃水差调整时对纵向强度的考虑和保证船舶适当吃水差的经验方法。方法。 w了解吃水差计算图表的制表原理；掌握吃水差图表的应用。了解吃水差计算图表的制表原理；掌握吃水差图表的应用。w学时：学时：4学时学时重点和难点w 重点n船舶适度吃水差值的确定；n吃水差、首尾吃水的计算与调整；n吃水差计算图表的使用w 难点n吃水差、首尾吃水的计算与调整第一节第一节 营运船舶对吃水差及吃水的要求营运船舶对吃水差及吃水的要求 吃水差（吃水差（TrimTrim）：）：t=t=d dF F-d-dA Aw t=0, t=0, 平吃水（平吃水（Even keelEven keel）；）；w

3、t t0 0，首倾，首倾(Trim by head)(Trim by head)；w t t0 0，尾倾，尾倾(Trim by stern)(Trim by stern)。w 水尺标志与精确吃水水尺标志与精确吃水一、吃水差对船舶航行性能的影响一、吃水差对船舶航行性能的影响 1 1、过大尾倾对船舶营运的影响、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。了望。2 2、适宜尾倾对船舶营运的影响、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；减少甲板上提高推进效率，航速增加；

4、舵效变好，操纵性能变好；减少甲板上浪，利于安全。浪，利于安全。3 3、首倾对船舶营运的影响、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。受力不均，降低主机寿命。w 结论：为保证船舶有较好的航行性能，一般经验认为船舶应当有适结论：为保证船舶有较好的航行性能，一般经验认为船舶应当有适当尾倾。当尾倾。二、营运船舶对吃水差的要求二、营运船舶对吃水差的要求w 对万吨级船吃水差的要求：对万吨级船吃水差的要求：n满载

5、：满载：t=-0.3t=-0.3-0.5m-0.5mn半载：半载：t=-0.6t=-0.6-0.8m-0.8mn空载：空载：t=-0.9t=-0.9-1.9m-1.9m 三、空载航行船对吃水及吃水差的要求三、空载航行船对吃水及吃水差的要求w 对船舶空载时吃水和吃水差的要求：对船舶空载时吃水和吃水差的要求：w 船舶空载时的特点：吃水小，受风面积大，影响船舶推进、稳性和船舶空载时的特点：吃水小，受风面积大，影响船舶推进、稳性和操纵性。操纵性。w 解决办法：压载，使吃水增大，吃水差适当。解决办法：压载，使吃水增大，吃水差适当。1 1对船舶空载时吃水的要求：对船舶空载时吃水的要求：（1 1）经验法：压

6、载后，通常情况下，）经验法：压载后，通常情况下， d50%dd50%dS S 冬季航行时，冬季航行时， d55%dd55%dS S（2 2）IMOIMO的要求：的要求：L Lbpbp150 m d150 m dF F(min)0.025 (min)0.025 L Lbpbp （m m） d dm m(min)0.02 L(min)0.02 Lbpbp+2 (m)+2 (m) L Lbpbp 150 m d150 m dF F(min)0.012 L(min)0.012 Lbpbp+2 (m)+2 (m) d dm m(min)0.02 L(min)0.02 Lbpbp+2 (m) +2 (m)

7、 三、空载航行船对吃水及吃水差的要求三、空载航行船对吃水及吃水差的要求 2. 2. 对船舶空载时吃水差的要求：对船舶空载时吃水差的要求：螺旋桨沉深螺旋桨沉深吃水差与船长之比（尾倾）吃水差与船长之比（尾倾）51. 降。降。时，推进效率将急剧下时，推进效率将急剧下，当，当50750650.DI.DI %5 . 2|BPLt第二节第二节 船舶吃水差及首、尾吃水的计算船舶吃水差及首、尾吃水的计算w 一、吃水差产生的原因：一、吃水差产生的原因： 正浮时浮心与重心正浮时浮心与重心 的纵坐标值不相等。的纵坐标值不相等。第二节第二节 船舶吃水差及首、尾吃水的计算船舶吃水差及首、尾吃水的计算二、吃水差的计算原理

8、二、吃水差的计算原理（一）纵稳性（一）纵稳性等容纵倾等容纵倾纵稳心点纵稳心点M ML L 船舶纵倾前后两条浮力作用线的交点。船舶纵倾前后两条浮力作用线的交点。纵稳心半径纵稳心半径BMBML L 一般船舶的一般船舶的BMBML L为为200m200m左右。左右。纵稳性高度纵稳性高度GMGML L 一般货船的一般货船的GMGML L总是正值，且数值很大。总是正值，且数值很大。二、吃水差的计算原理二、吃水差的计算原理（二）每厘米纵倾力矩（二）每厘米纵倾力矩MTCMTC2 2、纵稳性方程纵稳性方程 sinGMMLRL BPLBPLBPLLBML)KGBMKB(LGMMTC100100100 RLLMM

9、 1 1、纵向倾斜静平衡条件纵向倾斜静平衡条件3 3、每厘米纵倾力矩、每厘米纵倾力矩( (Moment to Trim One Centimeter, MTC):Moment to Trim One Centimeter, MTC): 使船舶的吃水差改变使船舶的吃水差改变1 1厘米时，所需要的纵倾力矩。厘米时，所需要的纵倾力矩。BPLttg sin因此，在静水力曲线中绘有因此，在静水力曲线中绘有MTCMTC随吃水变化曲线随吃水变化曲线1 1、吃水差计算公式、吃水差计算公式MTC)xx(MTCMTCMtbgL100100100 （三）吃水差及首、尾吃水的计算（三）吃水差及首、尾吃水的计算FWLB

10、G xbxgdFdA2、首尾吃水计算)(100)(100mMTCxxMTCMttbgL)()21(mtLxddbpfmF)()21(mtLxddbpfmA例题例题 1：w 某轮=22000t，中前纵向重量力矩Pixi=260000tm,中后纵向重量力矩Pixi=210000 tm ,dm=9 m ,MTC=220 tm/cm ,xb=2.7 m ,xf= -2.0 m ,LBP=150m。w试求船舶的首尾吃水及吃水差。w解答：mxPxiig27.222000210000260000mMTCxxtbg43.0220100)7.227.2(22000100)(mtLxddbpfmF78.8)43.

11、0()150221(9)21(mtLxddbpfmA21.9)43.0()150221(9)21(第三节第三节 载荷变动对纵向浮态的影响载荷变动对纵向浮态的影响一、载荷纵移一、载荷纵移l 移动特点移动特点 移动过程中船舶排水量不变，属于船内问题移动过程中船舶排水量不变，属于船内问题。FWLBG dFdA dF dA PxMB1G1lx x值的符号确定：值的符号确定： 载荷由后向前移，取载荷由后向前移，取“+”+”； 载荷由前向后移，取载荷由前向后移，取“”。MTCxPt100 tLxLd, tLxLdBPfBPABPfBPF 22l计算公式计算公式1 1、少量载荷变动、少量载荷变动l 假定先将

12、载荷假定先将载荷P P装在漂心装在漂心F F的垂线上，使船舶平行沉浮，吃水改变，的垂线上，使船舶平行沉浮，吃水改变，吃水差不变，则有：吃水差不变，则有：l 将载荷由漂心处水平移到实际装载位置将载荷由漂心处水平移到实际装载位置x xP P 处，变为船内载荷纵向移处，变为船内载荷纵向移动，移动距离（动，移动距离（x xP P- -x xf f）。）。TPCPd100 MTC)xx(PtfP100 二、重量增减二、重量增减l 少量载荷变动后首、尾吃水的改变量少量载荷变动后首、尾吃水的改变量MTC)xx(PLxLTPCPdfPBPfBPF1002100 MTC)xx(PLxLTPCPdfPBPfBPA

13、1002100 FFFddd 1AAAddd 1ttt 1l少量载荷变动后首、尾吃水和吃水差少量载荷变动后首、尾吃水和吃水差例4-2w 纵倾外力矩ML 总结：1 1、大量载荷变动、大量载荷变动条件：条件： 计算载荷变动后的重心距船中距离计算载荷变动后的重心距船中距离x xg g1 1利用排水量利用排水量1 1查取查取d dM1M1、x xb b1 1、x xf f1 1、MTCMTC1 1利用基本计算公式计算利用基本计算公式计算t t1 1、d dF F1 1、d dA A1 1iiiggPxPxx12、大量载荷变动、大量载荷变动（三）舷外水密度变化对吃水差的影响（三）舷外水密度变化对吃水差的

14、影响 （略）（略）-不做要求不做要求 通过图示可知，水密度变化的影响可视为原排水量通过图示可知，水密度变化的影响可视为原排水量内的内的浮心由浮心由B B点纵移至点纵移至k k点，使船舶产生纵倾力矩。点，使船舶产生纵倾力矩。FWLBG kW2W1L2L1xbxfdTPC 100MTC)xx(tfb100 MTC)xx(dTPCtfb )(MTC)xx(tfb01 第四节第四节 吃水差计算图表吃水差计算图表l目的：简化计算。目的：简化计算。一、吃水差曲线图：一、吃水差曲线图：适用范围：大量载荷变动；适用范围：大量载荷变动；用途：计算大量载荷变动后用途：计算大量载荷变动后t t、d dF F、d d

15、A A，及调整及调整t tw 1 1制作原理：制作原理： ),(100100iibgLLiitXPtMTCXXXPMTCMt),(2iiFfMFXPdLtxtdd),(2iiAfMAXPdLtxtdd一、吃水差曲线图一、吃水差曲线图w 2 2吃水差曲线图的组成：图吃水差曲线图的组成：图5-35-3n组成：组成：t t，d dF F , ,d dA A三组等值曲线。三组等值曲线。n横坐标：船舶排水量横坐标：船舶排水量。n纵坐标：纵坐标：P Pi iX Xi i，为除空船重量以外的船上所有载荷对船中力为除空船重量以外的船上所有载荷对船中力矩的代数和。矩的代数和。 一、吃水差曲线图一、吃水差曲线图w

16、 3 3使用方法使用方法 1) 1) 已知：已知：，M Mx x=P Pi iX Xi i，查图，查图， 得：得：t t，d dF F , ,d dA A。 2 2）调整吃水差）调整吃水差 已知：已知：，t t0 0，t t1 1 。 求：调整载荷重量求：调整载荷重量P P一、吃水差曲线图一、吃水差曲线图w 解：解：tt=t=t1 1 - t - t0 0， n依货舱确定纵向移动距离依货舱确定纵向移动距离 x x。n根据根据，t t0 0查查 M M0 0 ,t ,t1 1 查查M M1 1。nMxMx = M = M1 1-M-M0 0n得：得： )(0mxMPx二、吃水差比尺二、吃水差比尺

17、适用范围：少量载荷变动适用范围：少量载荷变动定义：在船上任意位置装载定义：在船上任意位置装载100t100t载荷时，船舶首、尾吃水改变量的载荷时，船舶首、尾吃水改变量的 图表。图表。用途：求取用途：求取 t t、 d dF F、 d dA Aw 1 1图表制作原理图表制作原理 二、吃水差比尺二、吃水差比尺)21(100)(100)21(100)(100ffpAiffpFiXMTCXXPTPCPdXMTCXXPTPCPd),()21()(1),()21()(1PmAffpAiPmFffpFiXddXMTCXXTPCdXddXMTCXXTPCd二、吃水差比尺二、吃水差比尺w 2 2图的组成图的组成

18、n纵坐标：平均吃水纵坐标：平均吃水d dm m。n横坐标：纵向位置横坐标：纵向位置x xp p。n等值曲线：等值曲线： cdFcdA二、吃水差比尺二、吃水差比尺w 3 3使用方法：使用方法：注：重量变化累计不得超过排水量的10%n已知：已知：，d dm m，装，装P(xP(xp p) )。n解：当装解：当装100100吨时，依吨时，依，P,P,查图表，得查图表，得 : , : , 。n当装当装P P吨时，则：吨时，则：FdAdFFdPd100 FFFddd1AAdPd100AAAddd1 卸载时，其数值与查表所得相同，但符号相反。卸载时，其数值与查表所得相同，但符号相反。一、纵向移动载荷一、纵向移动载荷单向移动载荷（适用于舱位有空余）单向移动载荷（适用于舱位有空余）XMTCtP100 LLHHLHF.SPF.SPPPPXMTCtP100 第五节、吃水差调整第五节、吃水差调整双向轻重载荷等体积对调（适用于无空余舱位）双向轻重载荷等体积对调（适用于无空余舱位）三、调整吃水差应同时兼顾纵向强度的要求三、调整吃水差应同时兼顾纵向强度的要求fPxxMTCtP