上海大船舶管理课件第1章 船舶适航性控制

船舶管理

MarineEngineeringManagement

第一章船舶适航性控制船舶适航性控制船舶是否安全营运首先取决于船舶的适航性。船舶适航性直接与船舶结构和强度以及各种航海性能等有关。了解以下有关内容，将有助于控制船舶的适航性。

船舶的强度和结构；船舶适航性基本知识；船舶破损进水对适航性的影响；船舶适航性的控制；IMO有关船舶稳性的建议案和决议等。船舶适航性控制第一节船舶的发展、分类和船舶舱室布置

第二节船舶的主要量度和船舶航海性能

第三节船体强度与结构

第四节船舶管路系统

第五节专用运输船舶的特点

一、船舶发展概况

以造船材料的发展划分:1)木船时代

19世纪以前，船舶几乎都是木材建造的。2)铁船时代

19世纪50年代开始进入铁船全盛时期，时间较短，仅二三十年时间。3)钢船时代

19世纪80年代开始，绝大部分船舶均采用钢材建造。本世纪40年代以前都采用铆接结构，以后部分船舶采用焊接结构，50年代以后基本上都采用焊接结构。一、船舶发展概况

以推进装置的发展划分1)舟筏时代独木舟起源于石器时代，后被木筏、竹筏、兽皮做成的皮筏所取代。进入青铜器时代以后，出现了木板船。舟筏时代所用的推进工具是木制的桨、橹，或竹制的篙。2)帆船时代远在公元前四千年就出现了帆船，15世纪到19世纪中叶为帆船的鼎盛时期，直到19世纪70年代以后逐渐被蒸汽机船所取代。3)蒸汽机船时代蒸汽机船包括往复式蒸汽机船和回转式汽轮机船两种类型。1807年，世界上第一艘往复式蒸汽机船在美国建成并试航成功。1894年～1896年世界上第一艘回转式蒸汽轮机船建成。本世纪50年代，往复式蒸汽机船逐渐被淘汰。4)柴油机船时代

20世纪初柴油机开始应用于船舶。40年代末，柴油机船的吨位就已超过蒸汽机船，目前世界船队中柴油机船占绝对优势船舶发展概况

独木舟船舶发展概况

竹筏船舶发展概况

木板船船舶发展概况

帆船船舶发展概况

蒸汽机船船舶发展概况

柴油机船船舶发展的突出特点是：

专业化、大型化、自动化。

二、船舶分类

1.按船舶用途分类1）军用船用于从事作战或辅助作战的各种舰艇。2）民用船包括运输船、工程作业船、渔业船、工作船舶等。二、船舶分类

2.按航区分类

1)远洋船舶：航行于无限航区的船舶。2)近海船舶：航行于近海航区的船舶。指航行于距岸不超过200海里海域个别海区不超过120海里或50海里)的船舶。3)沿海船舶：航行于沿海岸的船舶。指航行于距岸不超过20海里海域(个别海区不超过10海里)的船舶，4)内河船舶：航行于内陆江河的船舶。

二、船舶分类3.按推进动力的型式分类1)蒸汽机船:以往复式蒸汽机作为主机。2)汽轮机船:以回转式蒸汽轮机作为主机。3)柴油机船4)燃气轮机船5)电力推进船6)核动力船二、船舶分类电力推进二、船舶分类4.按推进器型式分类1)螺旋桨船：常见的有定距桨船和调距桨船两种。2)平旋推进器船：以平旋轮为推进器。3)明轮船：以安装在船舶两舷或船尾的明轮为推进器。4)喷水推进船：利用船内水泵自船底吸水，将水流从喷管向后喷出所获得的反作用力作为推进动力的船舶。5)喷气推进船：将航空用的喷气式发动机装在船上以供推进用的船舶。

二、船舶分类平旋推进器二、船舶分类喷水推进二、船舶分类5.按机舱位置分类

1)中机型船机舱位于船舶中部的船舶。2)尾机型船机舱位于船舶尾部的船舶。3)中尾机型船机舱位于船舶中部偏后的船舶。二、船舶分类中机型船尾机型船二、船舶分类6.按造船材料分类1)钢船2)木船

以木材为主要材料，仅在板材连接处采用金属材料的船舶。3)钢木结构船

船体骨架用钢材，船壳用木材建造的船舶。4)铝合金船5)水泥船以钢筋为骨架，涂以抗压水泥而成的船舶。6)玻璃钢船二、船舶分类7.按航行状态分类1)排水型船靠船体排开水面获得浮力，从而漂浮于水面上航行的船舶。2)潜水型船潜入水下航行的船舶，如潜水艇等。3)腾空型船靠船舶高速航行时所产生的水升力或靠船底向外压出空气，在船底与水面之间形成气垫，从而脱离水面而在水上滑行或腾空航行的船舶，如水翼艇、滑行艇、气垫船等。二、船舶分类8.按上层建筑结构型式分类1)平甲板型船上甲板上无船楼的船舶。2)设有首楼型船上甲板上只设有首楼的船舶。3)设有首楼和尾楼型船上甲板上设有首楼和尾楼的船舶。4)设有首楼和桥楼型船上甲板上设有首楼和桥楼的船舶。5)三岛型船上甲板上设有首楼、桥楼和尾楼的船舶。二、船舶分类三岛型船三、船舶主要部位和舱室布置

1.主船体与上层建筑

1）甲板与平台

2）主船体与上层建筑

3）上层建筑中的各层甲板

三、船舶主要部位和舱室布置三、船舶主要部位和舱室布置三、船舶主要部位和舱室布置2.主船体的主要部位

1）首尖舱

2）货舱

3）深舱

4）机舱

5）尾尖舱

三、船舶主要部位和舱室布置3.船舶工作舱室的布置1）驾驶部工作舱室有：（1）驾驶室要求有良好视线，通常布置在船舶最高一层舱室。（2）海图室海图作业与驾驶联系密切，一般布置在驾驶室的后右侧，有门相通。（3）报务室报务室一般布置在驾驶室的后左侧，或海图室的后面。三、船舶主要部位和舱室布置(4)理货室理货室是远洋运输船舶专为陆上理货人员及海关人员等来船接洽工作所设的场所，一般布置在靠近舷梯的船楼入口处。(5)锚链室锚链室是收存锚链的舱室，位于锚机下方的首尖舱内，是用钢板围起来的两个左右对称的圆形或长方形的水密小舱室。(6)木匠工作间、灯具间、油漆间、缆绳索具间等

这些舱室通常位于首楼内、起货机平台下面的桅屋内。三、船舶主要部位和舱室布置三、船舶主要部位和舱室布置2）轮机部主要工作舱室有：（1)机舱

机舱必须与货舱分开，因此机舱前后端都设有水密横舱壁。机舱双层底比货舱双层底要高。机舱双层底高还可以增加燃油舱和淡水舱的容积。（2)应急发电机室该室是放置应急发电机组及其配电板的舱室。按《SOLAS公约》要求，应急发电机室应置于最高一层连续甲板以上且易于从露天甲板到达之处，一般位于艇甲板，不能与机炉舱相通，门开向露天甲板。三、船舶主要部位和舱室布置(3)蓄电池室

按《SOLAS公约》规定，蓄电池组不应与应急配电板装设在同一处所，所以蓄电池室应是独立的舱室，一般也位于艇甲板。因蓄电池常有易爆性气体和电解液逸出，所以蓄电池室应有适当的构造和有效的通风，室内要铺设防腐蚀垫层。室内不应安装电气设备，照明要用防爆灯。三、船舶主要部位和舱室布置(4)舵机间舵机间是用于布置舵机的舱室，位于舵的上方尾尖舱顶部水密平台甲板上，如图1-4所示。三、船舶主要部位和舱室布置(5)应急消防泵舱根据《SOLAS公约》的要求，当船舶任一舱室失火会使所有的消防泵失去作用时，应设有固定独立驱动的应急消防泵。应急消防泵应布置在机舱之外的水密舱室内，如图1-4所示。三、船舶主要部位和舱室布置4.液舱1)液舱布置的特点(1)与一般货物(除矿砂外)相比较，由于液体的密度较大，为有利于船舶稳性，液舱一般都设在船舶的低处。(2)液舱一般都对称于船舶纵向中心线布置，以有利于船舶破舱稳性。(3)液舱都是水密或油密舱，除了开有人孔供清洗和维修用外，不准开其它孔。(4)液舱的横向尺寸都较小，以减小舱内液体的自由液面对稳性的影响。(5)所有燃油和淡水都不应集中布置在一个舱内，以保证船舶在部分油、水舱破损后不致完全丧失船舶生命力。(6)液舱内设有输入输出管、空气管、溢流管、测深管等。三、船舶主要部位和舱室布置2)液舱的种类(1)燃油舱目前船舶主机都燃用燃料油(俗称重油)，因燃料油粘度较大，需要加热后方可输送，所以，为了减少加热管系的布置，燃料油舱一般布置在机舱的前壁处(即深油舱)、机舱的两舷侧处(即舷边油舱)，以及机舱下面的双层底内。发电柴油机多燃用重柴油，柴油舱一般布置在机舱下面的双层底内。(2)燃油溢油舱装油时，当燃油装满了燃油舱，可通过溢油管流入溢油舱。为了使溢出的燃油能自行流入溢油舱，溢油舱一般都布置在船舶的最低处。溢油舱中的燃油可通过管系再泵入燃油沉淀柜内使用。三、船舶主要部位和舱室布置(3)滑油舱俗称滑油贮存柜。滑油舱的四周要设置隔离空舱，与燃油舱、淡水舱、压载水舱及舷外水等隔开，以免污染滑油。由于船舶滑油的贮存量不是很大，所以很多船舶都以油柜的结构型式设在船舶双层底以上的独立舱室中。(4)滑油循环舱俗称滑油循环柜。滑油循环舱位于主机下面的双层底内。用于主机曲柄箱油强制循环系统中，汇集滑油以便不断循环。其四周也需设置隔离空舱，与周围的燃油舱、淡水舱和船底外的舷外水隔开，以免污染滑油。三、船舶主要部位和舱室布置(5)污油舱污油舱用于贮存污油，舱的位置较低，以利于外溢和泄漏的污油自行流入舱内。(6)淡水舱淡水舱分为饮用水舱、清水舱和锅炉水舱等几种。饮用水舱内的结构和涂料，要求能保持水质清洁，一般在舱的内壁涂有水泥。(7)污水舱污水舱的位置较低，以利于船上各处的污水通过泄水管流入污水舱中；也可将机舱舱底水贮存于污水舱内。三、船舶主要部位和舱室布置(8)压载水舱压载水舱对调整船舶浮态、吃水和稳性都有很大的影响。可作为压载水舱的有：首尖舱、尾尖舱、双层底舱、压载深舱、散货船的上下边舱、集装箱船和矿砂船的边舱等。(9)其它液舱如首尖舱、尾尖舱、双层底舱、深舱、液货舱等。三、船舶主要部位和舱室布置5.其它舱室1)隔离空舱隔离空舱也称为干隔舱，专门用来隔开相邻的两个舱室，以避免不同性质的液体相互渗透，以及防止油气渗入其它舱室而引起火灾。例如不同种类的滑油舱之间、燃油舱与滑油舱之间、油舱与淡水舱之间，以及油船的货油舱与机炉舱、居住舱室之间等均需设隔离空舱。有的油舱与货舱之间也需设隔离空舱，但燃油舱与压载水舱之间不需要设隔离空舱。隔离空舱较窄，一般只有一个肋位间距，并设有人孔供人员进出检修。油船上的货油泵舱可兼作隔离舱。

2)伙食冷库和粮库船舶适航性控制第一节船舶的发展、分类和船舶舱室布置

第二节船舶的主要量度和船舶航海性能

第三节船体强度与结构

第四节船舶管路系统

第五节专用运输船舶的特点

1.船舶度量的基准和型线图

1)船体型表面①船体型表面是指不包括船舶附体在内的船体外形的设计表面。对于金属船体，型表面是指船壳外板和上甲板的内表面，即船体骨架外缘的表面。对于木质船、水泥船、玻璃钢船体，型表面则为船壳外板和上甲板的外表面。

②船舶附体是指水线以下突出于船体型表面以外的物体。包括舵、螺旋桨、舭龙骨、减摇鳍、尾轴架、轴包套等。1.船舶度量的基准和型线图

2)基准面如图所示，基准面也称为主坐标平面，有三个：(1)中线面是通过船宽中央的纵向垂直平面，它把船体分为左右舷对称的两部分，是量度船体横向尺度的基准面。(2)中站面是通过船长中点的横向垂直平面，它把船体分为前体和后体两部分，是量度船舶首尾方向尺度的基准面。(3)基平面是通过中站面与龙骨线的交点或船体型表面的最低点处(如为弧形龙骨时)，且平行于设计水线面的平面。它是量度船体垂直方向尺度的基准面。1.船舶度量的基准和型线图

图1-5基准面、基线、直角坐标

1.船舶度量的基准和型线图

3）基线、直角坐标(1)基线

中站面或中线面与基平面的交线称为基线。分别为横向基线和纵向基线。(2)直角坐标

将中线面、中站面和基平面的交点作为坐标原点O；中线面与基平面的交线为X轴；规定向船首方向为正值，向船尾方向为负值。中站面与基平面的交线为Y轴；规定向右舷为正值，向左舷为负值。中线面与中站面的交线为Z轴；规定向上为正值。船舶重心、浮心、漂心和稳心的位置可用直角坐标来表示。

1.船舶度量的基准和型线图

4)船体的三个主要剖面

(1)中横剖面是中站面与船体相截所得到的船体剖面，其形状对船舶阻力、横摇、舱容的大小、舱底水的排泄等有重要的影响。(2)中纵剖面是中线面与船体相截所得到的船体剖面，其形状对船舶操纵性、快速性、耐波性等有一定的影响。(3)设计水线面是设计夏季载重线处的水平面与船体相截所得到的船体剖面，其形状(特别是首尾两端)对船舶阻力、稳性、船舶布置等有重要的影响。

1.船舶度量的基准和型线图

5)首垂线、尾垂线和垂线间长①首垂线是通过首柱的前缘和设计夏季载重水线的交点所作的垂线，如图1-6所示。②尾垂线是沿舵柱后缘所作的垂线，对无舵柱的船舶，是沿舵杆中心线所作的垂线，如图1-6所示。③垂线间长是船舶首尾垂线之间的水平距离，通常用符号“LBP”表示。垂线间长又称为两柱间长，一般用来代表船长(见图1-6)。

1.船舶度量的基准和型线图

图1-6首垂线、尾垂线和船长

1.船舶度量的基准和型线图

1.船舶度量的基准和型线图

6）船体型线图船体型线图是表示船体几何形状和尺寸的图形。它由横剖线图、纵剖线图、半宽水线图和型值表组成。型线图是船舶设计、计算和建造放样的重要依据。包括:(1)横剖线、纵剖线和水线

(2)横剖线图、纵剖线图和半宽水线图

(3)型值表从型表面量取的尺寸称为型值；由型值编成的表称为型值表型值表也列在型线图中，用于船舶性能计算和建造放样。

2.船舶尺度

船舶尺度是对船体外形大小的基本量度。根据船舶设计建造中船舶性能和强度计算，以及营运管理中使用要求的不同，所使用的船舶尺度，其量度的位置也不完全相同。通常按用途不同，船舶尺度有主尺度、登记尺度和最大尺度三种。

2.船舶尺度

1)主尺度和型尺度船舶主尺度是根据中国船级社《规范》中的定义，从船体型表面上量度的尺度，有船长L、船宽B、型深D、吃水d四个。(1)船长L通常所称的船长是用首尾垂线间的长度LBP代表。船长用符号“L”表示，单位为米(m)。(2)船宽B在船舶的最宽处，由一舷的肋骨外缘量至另一舷的肋骨外缘之间的水平距离称为船宽，也称型宽，单位为米(m)。2.船舶尺度

(3)型深D在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至上甲板下表面(即横梁上缘)的垂直距离称为型深，单位为米(m)。(4）吃水d吃水是指船舶在水面以下的深度。根据量度位置的不同，吃水主要分为：型吃水、实际吃水(或外形吃水)、设计吃水(或满载吃水)、压载吃水、空船吃水、首吃水、尾吃水、平均吃水等。

2.船舶尺度2.船舶尺度2)登记尺度登记尺度是根据《国际吨位丈量公约》和我国《海船法定检验技术规则》(以下简称《法规》)关于“吨位丈量”的规定所定义的，在船舶完成吨位丈量工作后申请船舶登记时所使用的船舶尺度。2.船舶尺度目前我国船舶所使用的登记尺度有两种：(1)一种是持有《国际吨位证书(1969)》的国际航行船舶的登记尺度；有船舶长度L、宽度B和型深D。(2)另一种是持有《船舶吨位证书》的国内航行船舶的登记尺度。有上甲板长度L、船宽B和船深H。上甲板即船舶最高一层露天连续甲板。2.船舶尺度3)最大尺度船舶在停靠码头、进坞、过船闸和桥梁、在狭窄航道中航行以及船舶避碰等情况下需要用到船舶最大尺度。船舶最大尺度包括最大长度LMAX、最大宽度BMAX和最大高度。

3.船舶主尺度比船舶主尺度比是表示船体几何形状特征的重要参数，其大小与船舶的航海性能有着密切的关系，主要的有：1)长宽比L／B一般是指垂线间长与型宽的比值。该比值越大，船体越瘦长，其快速性和航向稳定性越好，但港内操纵不灵活。通常高速船的长宽比大于低速船的长宽比。2)宽度吃水比B／d一般是指型宽与型吃水比值。该比值大，船体宽度大，船舶稳性好。但横摇周期小，耐波性变差，航行阻力增加。一般海船的宽度吃水比小于内河船的宽度吃水比。3.船舶主尺度比3)型深吃水比D／d一般是指型深与型吃水比值。该比值大，干舷高，储备浮力大，抗沉性好；船舱容积增大，重心升高。一般客船的型深吃水比较大，而油船的型深吃水比较小。4)长深比L/D一般是指垂线间长与型深比值。该比值大对船体纵向强度不利，所以在船舶规范中规定，一般干货船的长深比L/D≤17。3.船舶主尺度比5）长吃水比L／d一般是指垂线间长与型吃水比值。该比值大，船舶的操纵回转性能变差。

6）宽深比B／D一般指型宽与型深的比值。宽深比对船体结构强度有较大影响,该比值越大,则船舶的中横剖面越扁,对船体纵横向强度越不利，因此在船舶建造规范中规定，一般干货船舶宽深比值B／D≤2.5：3.船舶主尺度比各种船舶的主尺度比值大致范围如表1-1所示。

4.船型系数

船型系数是表示水线下船体肥瘦程度的各种无因次系数的统称。它能表征水线下船体的体积和面积沿着各个方面分布的情况。船型系数主要有水线面系数CW、中横剖面系数CM、方形系数CB、棱形系数CP、垂向棱形系数CVP

。4.船型系数

1)水线面系数CW是平行于基平面的任一水线面面积Aw与对应的水线长L和水线宽B的乘积之比。水线面系数是表征船体水平剖面的肥瘦程度，其值的大小对船舶的快速性、稳性和甲板面积等都有影响。2)中横剖面系数CM是中横剖面的浸水面积AM与对应的水线宽B和型吃水d的乘积之比。中横剖面系数是表征船舶中横剖面的肥瘦程度，其值的大小对船舶的快速性和耐波性等有影响。4.船型系数

3）方形系数CB是在与基线平行的任一水线下，型排水体积V与对应的水线长L、中横剖面处的水线宽B和型吃水d三者乘积之比。方形系数是表征船体的肥瘦程度，方形系数的大小对船舶的排水量、舱室容积、快速性和耐波性等均有影响。4）棱形系数CP是在与基线平行的任一水线下，型排水体积V与对应的水线长L、中横剖面的浸水面积AM两者乘积之比。棱形系数是表征排水体积沿船长的分布，其值的大小对船舶的快速性和耐波性等有影响。4.船型系数

5）垂向棱形系数CVP是与基线平行的任一水线下，型排水体积V与对应的水线面面积Aw、中横剖面处的型吃水d二者乘积之比。垂向棱形系数是表征排水体积沿着船舶垂向的分布。4.船型系数

归纳上面所述可得出以下几点：(1)不同的船型系数以及船型系数的大小，对航海性能和使用性能有着不同的影响。(2)船型系数值CW、CM、CB、CP、CVP是随着船舶吃水在变化的，其变化规律可以绘成曲线，画在船舶静水力曲线图中。使用时可根据船舶吃水在图中查出相应吃水下的各个船型系数值。(3)通常所称的某船的船型系数值CW、CM、CB、CP、CVP，是指在设计吃水时的各个船型系数值。4.船型系数

(4)在五个船型系数值中，CW、CM、CB这三个值是独立的，而CP、CVP

是导出的。它们之间的关系为：CP＝CB/CM和CVP＝CB/CW(5)对于同一条船舶，中横剖面系数CM值较大，而方形系数CB值最小。(6)利用船舶的主尺度比和船型系数．可以计算在某一吃水下船舶的排水体积和其它的尺度和参数。5.船舶排水量和载重量

船舶排水量和载重量是表示船舶重量大小的量度。单位为吨(t)。船舶排水量是指船舶水下部分体积所排开水的重量。船舶排水量等于船舶重量。船舶排水量包括空船排水量、空载排水量、满载排水量。5.船舶排水量和载重量

1)空船排水量空船排水量等于空船重量，是指船舶在无载重时的船舶排水量。包括船体、机器设备、备件、固定压载以及液舱、设备和管系中不能吸出的液体等重量；但不包括货物、旅客、船员、燃料、滑油、淡水、粮食和供应品等重量。空船排水量是一个固定重量值，由船厂计算出后提供给船方。5.船舶排水量和载重量

2)空载排水量通常所说的空载排水量是指船舶在无载货载客时的排水量，即船舶满载排水量减去净载重量时的排水量。3)满载排水量满载排水量是指船舶在设计夏季载重水线下的排水量，它等于空船排水量加上总载重量时的排水量，是反映船舶大小的一个重要量度。满载排水量等于船舶总重量。5.船舶排水量和载重量

船舶载重量是指船舶装载的重量，有总载重量和净载重量。1)总载重量通常简称为载重量。用符号“DW”表示，它是船舶允许装载的最大重量，表示船舶运输中总的载重能力。包括货物、旅客、船员、燃料、滑油、淡水、粮食和供应品等重量。2)净载重量净载重量是指船舶可装载的能够盈利的货物和旅客，以及旅客行李和随身携带的物品等的最大重量。净载重量的大小反映了船舶的运输能力，直接影响到船舶运输的经济效益。6.载重线和水尺标志

1)储备浮力和最小干舷(1)储备浮力满载水线(即设计水线)以上的船体水密空间容积所具有的浮力称为储备浮力。海船的储备浮力约为满载排水量的25%～40%。(2)干舷所谓干舷通常是指船舶夏季最小干舷。它是在船中处，沿舷侧从夏季载重水线量至干舷甲板上表面的垂直距离。6.载重线和水尺标志

2)载重线标志国际航行船舶载重线标志如图1-9和图1-10所示。各载重线上的字母代表的意义如下：

TF—热带淡水载重线；

F—夏季淡水载重线；

T—热带载重线；

S—夏季载重线；

W—冬季载重线；

WNA—北大西洋冬季载重线。

6.载重线和水尺标志

6.载重线和水尺标志

6.载重线和水尺标志

6.载重线和水尺标志

国内航行船舶载重线标志如图1-11和图1-12所示。各载重线上的字母代表意义如下：

RQ—热带淡水载重线；

Q—

夏季淡水载重线；

R—热带载重线；

X—夏季载重线；

M—木材；

ZC—中国船级社(汉语拼音缩写)。

6.载重线和水尺标志

6.载重线和水尺标志

二、船舶浮性

1.船舶浮性的基本概念船舶在各种载重情况下，能保持一定浮态的性能称为船舶浮性。船舶浮性是船舶最基本的航海性能之一，也是任何船舶都必须具备的性能。

1.船舶浮性的基本概念1)船舶重力与浮力、重心与浮心船舶静止漂浮于水中受到两个力的作用：(1)重力:

是船舶本身重量以及所载重量之和引起的。(2)浮力:

是船体浸于水中的部分受到静水压力的合力。1.船舶浮性的基本概念船舶浮力的大小，等于船舶排水量D与重力加速度g的乘积，即Dg。浮力的方向总是垂直于静水面向上。浮力的作用中心(或作用点)称为浮心，它是水线下船体体积的几何中心，通常用符号“B”表示，坐标为XB、YB、ZB。根据阿基米德原理：

D＝ρV

（t）(1-1)D——排水量(t)；V——排水体积(m3)；

ρ——舷外水的密度(t／m3)；标准淡水p=1.0t／m3，标准海水p=1.025t／m3。1.船舶浮性的基本概念2)船舶静浮于水中的平衡条件船舶静浮于水中的平衡条件是：作用于船上的重力W和浮力D必须大小相等方向相反，且作用在垂直于静水面的同一条垂线上。即W=D(1-2)。由式1-2可知，在不需要计算重力和浮力的具体大小时，可以用重量等于排水量来表示重力等于浮力。1.船舶浮性的基本概念装卸货时船舶平衡状态变化的情况：在装货时，因装货使船舶重量大于原排水量而下沉，但船舶下沉使船舶排水量增加，当船舶下沉到新的排水量与装货后的船舶重量相等时，船舶不再下沉，即船舶在新的水线位置上处于新的平衡状态。在卸货时，由于卸去货物使船舶重量小于原排水量而上浮，船舶上浮使排水量减小，直到上浮至新的排水量与卸货后的船舶重量相等为止，船舶也即处于新的平衡。

2.船舶的浮态1）正浮船舶既无横倾又无纵倾的漂浮状态称为正浮。2）横倾船舶只有横向倾斜而无纵向倾斜的漂浮状态称为横倾。3）纵倾船舶只有向船尾方向或向船首方向倾斜而无横向倾斜的漂浮状态称为纵倾。4）横倾加纵倾(任意倾斜状态)横倾加纵倾是船舶既有横倾又有纵倾的一种漂浮状态。

3.船舶排水量随吃水而变化的规律船舶静水力曲线当船体几何形状一定时，船舶排水量是只随吃水d在变化的，可表示为D＝f(d)。把每一艘船的排水量随吃水的变化预先计算出来，并按一定比例绘成曲线，称D＝f(d)为排水量曲线。排水量曲线表示船舶静水力性能。因此，将D＝f(d)曲线与其它表示船舶静水力性能的曲线绘在同一张图中，称为船舶静水力曲线图。3.船舶排水量随吃水而变化的规律3.船舶排水量随吃水而变化的规律(1)试查船舶装载货物后吃水d＝8m时在海水中的排水量和浮心B的纵向坐标位置XB。在图1-15中查排水量曲线，吃水d＝8m处作横坐标的平行线与排水量曲线相交，由交点向横坐标作垂线，在垂足处读取横坐标值为44.27cm，将读数乘以排水量曲线的比例尺，即排水量D＝44.27cm×550t／cm＝24348.5t。由于浮心的纵向坐标可能位于船中前或船中后，因此，把XB曲线坐标的原点取在船中处，原点的右面代表B在船中前，XB取正值；原点的左面代表B在船中后，XB取负值。图1-15中d=8m时浮心B的位置距船中-3.83cm，乘以浮心距船中曲线比例尺，即得浮心B距船中位置XB＝-3.83cm×1m／cm＝-3.83m。

3.船舶排水量随吃水而变化的规律(2)上例中，船舶卸去若干货后吃水d＝7m，求船舶卸去货物的重量。用同样的方法求出d＝7m时，排水量D＝38.35cm×550t/cm＝21092.5t。其值与d＝8m时排水量之差即为卸去货物的重量，即24348.5t-21092.5t＝3256t。3.船舶排水量随吃水而变化的规律载重量表尺船舶在实际营运中，由于静水力曲线图比例太小，计算结果不太精确且费时间。为了方便船员的使用，将几个主要的、经常使用的静水力曲线和排水量、载重量、干舷等随吃水的变化列成表格形式，称为载重量表尺，如图1-16所示。

4.船舶的浮态变化

船舶浮态发生变化的几种情况:①船舶装卸货物；②船内重物移动；③舷外水密度的改变。4.船舶的浮态变化

1)装卸货物对船舶浮态的影响(1)在船舶漂心垂线上装卸小量货物船舶漂心是指船舶水线面面积的几何中心，用F表示。装卸小量货物通常是指装卸的货物重量小于排水量的10%。在船舶漂心垂线上任意位置装卸小量货物，其结果只改变船舶的平均吃水，即船舶平行沉浮，而不产生横倾和纵倾。4.船舶的浮态变化

TPC为每厘米吃水吨位。根据TPC的定义，当吃水改变量△d＝0.01m时，所引起排水量的改变量为：Aw-某吃水时的水线面面积,m2;ρ-舷外水的密度,t／m3。TPC的主要用途是：①在船舶静水力曲线图中，查出某吃水时的TPC数值，就能方便地求出在该吃水装卸小量货物p吨以后的船舶吃水改变量△d，即：

②或根据吃水的改变量求出船舶装卸的重量。4.船舶的浮态变化(2)在任意位置装卸小量货物在船舶任意位置装卸小量货物，不仅吃水改变，还由于装卸小量货物的重力与排水量增减产生的浮力不是作用在同一垂线上，从而产生一个力偶矩，导致船舶倾斜。(3)装卸大量货物装卸大量货物(超过排水量的10%)，因船舶的吃水变化较大，因此吃水改变前后的水线面面积、漂心位置等差别较大，在这种情况下，应根据船舶静水力曲线图中的有关性能曲线进行计算。4.船舶的浮态变化2)舷外水密度改变时船舶浮态的变化当船舶从一个密度的水域驶入另一个密度的水域时，船舶重量W或排水量D没有变化，但船舶吃水和浮心的位置都将发生变化。(1)船舶吃水变化船舶吃水的改变量，有比较精确的计算和近似估算两种。

较精确的计算法船舶由海水驶入淡水:

船舶由淡水驶入海水:

近似估算

2）舷外水密度改变时船舶浮态的变化(2)浮心位置变化

严格地说，舷外水密度改变时，除了吃水变化外，还会因浮心位置沿船长方向前后移动而引起纵向倾斜。船舶吃水的改变，使船舶浮心与重心不再处于同一垂线上，重力和浮力构成一个力偶矩，使船舶倾斜。船舶由海水驶入淡水时，因吃水增加，大多数船由于尾部比首部肥大，浮心后移，故船舶产生首倾。船舶由淡水驶入海水时，因吃水减少，使浮心前移，船舶产生尾倾。为此，在海水区装货时，为避免进入淡水区后产生首倾现象，有时事先让船舶略带有尾倾，这样，当船舶进入淡水区后就可处于正浮状态。

三、船舶稳性

1.船舶稳性定义：船舶在外力作用下离开平衡位置而倾斜，当外力消除后船舶仍能自行地回复到原来平衡位置的能力称为船舶稳性。2.船舶稳性分类：1)按倾斜状态不同划分；2)按倾斜角度大小不同划分;3)按倾斜时有无角加速度划分;4)按船舱是否破损划分.1.按倾斜状态不同划分，船舶稳性可分为：1)横稳性船舶受横倾力矩作用产生横向倾斜时的稳性。2)纵稳性船舶受纵倾力矩作用产生纵向倾斜时的稳性。2.按倾斜角度大小不同划分，船舶稳性可分为：1)初稳性又称为小倾角稳性船舶受外力矩作用后向左或向右倾斜的角度不大于10°～15°时的稳性。2)大倾角稳性船舶受外力矩作用后向左或向右倾斜的角度大于10°～15°时的稳性。3.按倾斜时有无角加速度划分，船舶稳性可分为：1)静稳性船舶在静态力矩作用下，不计及倾斜角加速度和惯性矩的稳性。2)动稳性船舶在动态力矩作用下，计及倾斜角加速度和惯性矩的稳性。4.按船舱是否破损划分，船舶稳性可分为：1)完整稳性船舱完整无破损时的稳性。2)破舱稳性船舱破损浸水后的稳性。1.初稳性1)初稳性和初稳性方程式横倾力矩Mh:当船舶受到横向的风浪或拖牵力以及货物横向移动等作用力时，船舶会发生横倾。因为这些外力往往不通过船舶重心，是以力矩的形式作用在船上，所以称这些外力为横倾力矩，用符号“Mh”表示。(1)船舶稳性的基本原理(2)稳心M与稳心半径BM船舶在倾斜过程中，浮心B的移动轨迹BBl称为浮心曲线。由于船舶倾斜角度小，倾斜前后两水线面积变化不大，浮心曲线BB1可近似看作为一段圆弧线。浮心曲线的曲率中心(即圆弧线的圆心)称为船舶稳心，用符号“M”表示。由图1-18所示，稳心M又可看作是船舶小倾角倾斜前后浮力作用线的交点。因为它是圆弧线的圆心，所以稳心M可以认为是一个固定点，其高度坐标用ZM表示。浮心曲线的半径BM称为稳心半径，用符号“r”表示。

(2)稳心M与稳心半径BM（3）初稳性方程式根据船舶稳性的基本原理，船舶复原力矩MS＝D·GZ。由于船舶初稳性时稳心M是一个固定点，所以在直角三角形GZM中，GZ＝GM·sinθ，于是有：GM-初稳性高度,m;θ-船舶横倾角,θ≤10°～15°。式1-13称为船舶初稳性方程式或称稳性力矩公式。它是衡量船舶稳性大小的一个重要依据，是船舶稳性计算中的重要公式。

2）初稳性高度GM船舶在初稳性时，稳心M在重心G以上的高度称为初稳性高度GM，它是判别初稳性的参数。

船舶是否具有稳性，与船舶所处的初始平衡状态有关，即与船舶初始平衡状态时稳心M和重心G的相对位置有关。

2）初稳性高度GM

船舶初始平衡状态有三种：

2）初稳性高度GM利用初稳性高度GM值判断船舶是否具有稳性：a.船舶重心G在稳心M之下时，GM＞0，船舶具有稳性。b.船舶重心G在稳心M之上时，GM＜0，船舶不具有稳性。c.船舶重心G与稳心M重合时，GM＝0，船舶也不具有稳性。2.大倾角稳性和动稳性1)大倾角稳性以上讨论的是横倾角θ≤10°～15°时的稳性，但实际上，船舶在遇到恶劣风浪时，其横倾角将大大超过10°～15°，这时便不能用初稳性来判断船舶是否具有足够的稳性。这就需要研究船舶的大倾角稳性。

1）大倾角稳性在船舶横倾角θ＞10°～15°时，由于船舶水线下的剖面形状不是圆形，水线面的形状变化比较大，浮心B的移动轨迹曲线BB1不能看作是一条圆弧线，所以浮心曲线的曲率中心M就不再是一个处在船舶中线上的固定点，而是随横倾角θ增大而逐渐地移动，如图1-20所示。这样，船舶大倾角倾斜时，重力和浮力作用线之间的垂直距离，即复原力臂GZ随横倾角θ的变化比较复杂，不能用简单的公式来表示，所以GZ≠GM·sinθ，复原力矩公式只能写到MS＝D·GZ为止。

1）大倾角稳性

图1-20稳心轨迹曲线

1）大倾角稳性图1-21复原力臂曲线(静稳性曲线)

（1）GM——初稳性高度；（2）GZM(lM)——最大复原力臂(最大静稳性力臂);（3）θM——最大复原力臂所对应的横倾角；（4）θV——复原力臂曲线消失角(即稳性消失角)；（5）

0～θV——稳性范围。

1）大倾角稳性从稳性衡量标准看：初稳性主要看初稳性高度GM值，而大倾角稳性的优劣主要看复原力臂GZ。由于复原力臂GZ随横倾角θ大小而变。所以大倾角稳性主要看以下三个参数：①最大复原力臂GZM(lM)；②最大复原力臂所对应的横倾角θM；③稳性消失角θV。这三个参数越大，表示大倾角稳性越好。2）动稳性实船在海上航行时经常受到的是突然作用的外力矩，例如大风的突然吹袭、海浪的猛烈冲击等等。船舶在这种外力矩作用下将会很快倾斜，而且在倾斜过程中具有一定的角速度、角加速度。受这种外力矩作用后船舶的运动情况如图1-23所示:

2）动稳性（1)在横倾角θ＝0～θS之间，因外力矩Mh大于复原力矩MS，所以在外力矩作用下加速倾斜。（2）当θ＝θS时，Mh＝MS，外力矩已不能再使船舶继续倾斜，但由于船舶具有一定的角速度、角加速度，在惯性的作用下船舶将继续倾斜。（3）在θ＝θS～θd之间，因MS＞Mh，船舶减速倾斜。（4)当θ＝θd时，因角速度等于零，船舶即停止倾斜，但此时由于MS＞Mh，所以船舶开始回摇。此后，船舶经过反复左右摇摆，在水的阻尼作用下，摆幅逐渐减小，最后停止在Mh＝MS所对应的横倾角θs处。当外力矩Mh消除后，船在MS作用下回复到原平衡状态。如果继续增大外力矩Mh，当达到如图1-24所示情况时，如再增加Mh船舶将会倾覆。因此上图的Mq是船舶所能承受的最大横倾力矩，又称最小倾覆力矩。所以船舶在动态横倾力矩作用下，稳性应满足的条件为：

Mh≤Mq

(1-17)

综上所述，下面阐明几个概念：（1)静态横倾力矩使船舶在倾斜过程中不会发生角加速度的外力矩称为静态横倾力矩（2)静平衡

船舶在静态横倾力矩作用下的平衡称为静平衡，静平衡所对应的横倾角称为静横倾角θS。

船舶处于静平衡时MS＝Mh，所以静平衡是力矩的平衡。综上所述，下面阐明几个概念：(3)静稳性应满足的条件船舶在静态横倾力矩作用下稳性应满足的条件为：

Mh≤MSM(1-14)MSM

—船舶最大复原力矩，它是表示船舶抵抗静态横倾力矩作用的能力。(4)动态横倾力矩(或力臂)使船舶在倾斜过程中产生角加速度的外力矩称为动态横倾力矩。(5)动平衡

动平衡是功的平衡。Wh＝WS时所对应的横倾角称为动横倾角θd。在同样大小的横倾力矩下，动横倾角θd要比静横倾角θS大，所以船舶受动态外力矩的作用要比受静态外力矩的作用危险得多。因此在讨论大倾角稳性时必须研究船舶动稳性。动横倾角θd的大小由Wh＝WS求得。船舶由θ＝0倾斜至θd，横倾力矩所做功为：

(1-15)

在图1-23中，Wh的大小用面积OHFθd表示。而船舶复原力矩在θ＝0～θd之间所做的功为：

(1-16)在图1-23中，WS的大小用面积OEθd表示。用图解法求θd

时：∵Wh＝WS∴面积OHFθd＝面积OEθd由于面积OAFθd为两者所共有，故面积OHA＝面积AEF，则E点所对应的横倾角即为动横倾角θd。(6)船舶在动态横倾力矩作用下，稳性应满足的条件当动态横倾力矩增大至Mh＝Mq时（如图1-24所示），面积OHA＝面积AEP，表示横倾力矩所作的功已全部被船舶复原力矩所作的功所平衡。若横倾力矩再增大，则船舶将会因横倾力矩所作的功大于复原力矩所作的功而不再有动平衡，最终导致倾覆。因此，Mq是使船舶倾覆的最小动态横倾力矩，称为最小倾覆力矩。

3.船舶稳性基本要求

1)稳性衡准数按《法规》规定，船舶在其所核算的各种装载情况下，稳性衡准数K应符合下式要求：（1-18）式中：K——稳性衡准数；

lq——最小倾覆力臂，m；

lf——风压倾侧力臂，m；

Mq——最小倾覆力矩，kN·m；

Mf——风压倾侧力矩，kN·m。

3.船舶稳性基本要求

2)初稳性高度和复原力臂曲线按《法规》规定，船舶在各种装载情况下经过自由液面修正后的初稳性高度和复原力臂曲线应满足下列要求：(1)初稳性高度应不小于0.15m。(2)横倾角等于30°处的复原力臂应不小于0.2m，对沿海航区船舶，如船体进水角小于30°时，则进水角处的复原力臂应不小于该规定值。(3)船舶最大复原力臂所对应的横倾角应不小于30°。如复原力臂曲线因计及上层建筑及甲板室而有两个峰值时，则第一峰值所对应的横倾角应不小于25°。(4)船舶复原力臂曲线的消失角应不小于55°。4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施1)装卸货物对船舶稳性的影响装卸货物对船舶稳性影响的大小与船舶原有的重量、排水量、吃水、初稳性高度等有关：(1)装载重量占船舶总重量的比例越大，则对稳性的影响也越大；(2)对同一艘船舶，装卸小量货物对稳性影响较小，而装卸大量货物，则影响较大；4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施(3)对于营运船舶，因船体几何形状一定，船舶稳性主要由船舶吃水和重心高度，即初稳性高度来决定。在装载重量相同的情况下，吃水相同，即稳心M距基线高度也相同，则稳性主要由所装卸货物的位置来决定。在船舶高处装货或低处卸货，因船舶重心升高，会使稳性下降；相反，在船舶低处装货或高处卸货，因船舶重心降低，会使稳性提高。4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施2)船内重物移动对船舶稳性的影响。船内重物移动，虽然船舶排水量仍保持不变，但船舶浮态和稳性是变化的。

(1)船内重物水平横移如图1-25所示，将船上重物p由重心g水平横移一段距离lY至g1，船舶重心G也将移至G1。根据力学中重量重心移动原理，船舶重心移动的方向平行于重物移动的方向，移动距离GG1的大小：

(1-19)

对于船内重物水平横移，则有

(1-20)

通常船内重物水平横移，横倾角θ一般不会太大，在初稳性范围内。重物水平横移后，因船舶重力W与浮力D不在同一垂线上，两力形成一个力偶，使船舶向重物移动方向倾斜一个横倾角θ（如图1-25所示），浮心由B移至B1，因θ较小，所以稳心M是一个固定点。从直角三角形MGG1可知：

船内重物水平横移后，船舶稳性变化情况。①船舶横倾，产生一个横倾角θ。横倾角θ的大小与移动重物的重量p和距离ly成正比，与排水量D和初稳性高度GM成反比。②初稳性高度变化不大，船舶初稳性基本不变。③最大静稳性力臂GZM变小，如图1-26所示。④稳性范围缩小，如图1-26所示。⑤动稳性变差。

图1-26重物水平横移对稳性的影响4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施(2)船内重物垂向移动。如图1-27所示，将船内重物p由重心g垂直移动一段距离lz至g1，则船舶重心G将平行于gg1垂直移动至G1，移动的距离GG1应为：由于船舶排水量D和浸水部分的形状都没有发生变化，所以船舶浮心B和稳心M的位置都保持不变。但重物垂移后，由于重心G的移动，引起船舶的初稳性高度和复原力矩的改变：

(1-21)

(1-22)4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施船内重物垂移后船舶浮态和稳性变化如下：①船舶浮态保持不变。②重物垂移，可调整船舶初稳性高度，其调整值GG1的大小与垂移重物的重量p和距离lZ正比，与排水量D成反比。③船内重物垂直下移时，GG1为正值，初稳性高度增加，稳性提高。船内重物垂直上移时，GG1为负值，初稳性高度减小，稳性降低。4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施3)自由液面对船舶稳性的影响设船上有一未装满液体的舱柜，如图1-28所示，液体重量为p，重心为g。当船舶横倾θ角后，如果液舱柜内液体不流动，则船舶复原力矩MS为:MS＝D·GZ＝D·GM·sinθ但实际上船舶横倾θ角后，液舱柜内液体p随船舶也横倾θ角，于是液体重心由g移至g1，船舶重心由G平行于gg1移至G1，而且：

显然，液舱柜内有液体移动的MSl要比无液体移动的MS小，减小的程度相当于初稳性高度GM减小了一个GG2值，GG2值称为自由液面修正值，用符号△GM表示。经推导：

(1-24)i—自由液面对其倾斜轴的面积惯性矩；ρ1—液舱柜内液体的密度；D—船舶排水量。液舱柜自由液面的面积惯性矩i为：l—矩形液舱柜的舱柜长度;b—矩形液舱柜的舱柜宽度。4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施自由液面对船舶稳性的影响总结如下：(1)自由液面对船舶稳性的影响，相当于使船舶的重心升高了一个GG2值，或者说使船舶初稳性高度减小了ΔGM值。因此自由液面对船舶稳性的影响，总是使船舶的稳性变差。(2)自由液面对船舶稳性影响的大小，与液舱柜内液体的密度ρ、自由液面的面积惯性矩i成正比，与船舶排水量D成反比。4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施(3)因，所以自由液面影响的大小与自由液面形状和大小有关，且船舶横倾时与液舱柜宽度b的三次方成正比，而与液舱柜内液体的多少(包括重量或体积)无关。所以有些船舶在清舱后，液舱内虽无大量液体存在，但若仍留有一些面积较大的剩油、剩水，则其对船舶稳性的影响仍然很大，必须引起重视。(4)船上如有若干个液舱柜的自由液面，则总的自由液面修正值应为各舱柜自由液面修正值之和。4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施由以上分析可以看出减小自由液面影响的方法有：

(1)营运船舶，当液体舱柜内的装载量超过整个舱容的95%时，可不考虑自由液面的影响。

(2)营运船舶应尽可能减少油、水舱柜，以减少自由液面的数目。

(3)减小自由液面对船舶稳性影响的最有效方法是从液舱柜结构上考虑，即在液舱柜内设纵舱壁，减小液舱柜的宽度。

4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施船舶在倾斜过程中，船上如有悬挂重物，会对船舶稳性产生不利影响。为了便于讨论悬挂重物对船舶稳性的影响，假设在重物的重心g处加上一对大小相等、方向相反的共线力p(等于重物的重量)，则可以看成船的重心不变，但在船舶横倾θ角时增加了一个横倾力矩Mh，即

因为所增加的横倾力矩Mh与复原力矩方向相反，所以船舶在横倾θ角时的实际复原力矩Msl减小了，即(1-26)

4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施悬挂重物的影响使船舶初稳性高度减小了plZ／D值，这个影响相当于把重物p从位置g垂直上移至悬挂点m对船舶稳性影响的效果是一样的，故悬挂点m称为悬挂重物的虚重心。

4.影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施对于营运船舶，要减小悬挂重物对船舶稳性的影响，采取的措施有(1)

减少悬挂重物；(2)降低悬挂点，缩短悬挂长度。其中最有效的措施是降低悬挂点，因为，如果悬挂点不降低，而只是通过重物上升使悬挂长度缩短，则因船舶重心随之升高，造成对稳性的影响抵消了缩短悬挂长度对稳性的改善，所以得不偿失。

5.船舶倾斜试验1)船舶倾斜试验的目的船舶倾斜试验的目的在于确定船舶空船重心距基线的高度ZGO。新建造的船舶和经过重大改建工程完工后的船舶必须进行倾斜试验，以确定其ZGO。船厂在验船师监督下进行倾斜试验，并根据试验数据提交“倾斜试验报告书”。船舶设计人员根据报告书中ZGO值编写“稳性报告书”，供驾驶员配载时计算船舶重心高度时查用。

2)倾斜试验的原理和方法倾斜试验的原理是根据船内重物水平横移的关系式，即

(1-27)

先求出空船初稳性高度G0M0，然后再按ZG0＝ZMO－G0M0求出ZGO

。5.船舶倾斜试验5.船舶倾斜试验

倾斜试验的具体方法如图1-30所示。试验所用的移动重物一般是生铁块、钢锭或水泥块。在甲板两舷各布置重物p，将重物从一舷水平横移至另一舷，测出水平横移的距离ly和船舶横倾角θ。5.船舶倾斜试验横倾角θ可用图b)所示的摆锤进行测量，摆锤用细绳挂在船上的O处，下方装有水平标尺，当船舶横倾时，测出摆距a和悬距b，则

(1-28)根据式1-27和1-28可求出空船初稳性高度G0M0；

然后求出船舶空船重心距基线的距离

四、船舶抗沉性与堵漏为了保证安全航行,《SOLAS公约》和我国《法规》对各类民用船舶的抗沉性要求都有明确的规定。1.抗沉性定义：船舶抗沉性是指船舶在一舱或数舱破损进水后，仍能保持一定浮性和稳性的能力。2.船舶抗沉性问题主要包括两方面内容：(1)船舶在一舱或数舱进水后浮态及稳性的计算。(2)从保证船舶抗沉性要求出发，计算船舶分舱的极限长度，即可浸长度计算。1.船体破损进水情况船体破损进水的三种情况，实际是指进水的船舱有三类。如下图：1.船体破损进水情况1)第一类舱

舱室顶部是水密的且位于水线以下，船体破损后海水灌满整个舱室，但因舱顶未破损，浸水量为一个定值，且没有自由液面的影响，进水量的计算可作为装载固定重量来处理。此类浸水对船舶的浮态和稳性影响较小;如双层底和舱顶在水线以下的舱柜等属于这类情况，如图1-3la)所示。1.船体破损进水情况2)第二类舱

舱室的顶部在水线以上，舱内未被水灌满，舱内水与舷外水不相通，有自由液面的影响，浸水的计算可作为装载液体重量计算。此类舱室对船舶稳性影响较大。例如为调整船舶浮态而灌压载水的舱、甲板上浪后因甲板开口漏水而引起舱内进水，以及船体破损虽已被堵住，但舱内进水未被抽干等都属于这一类情况，如图1-3lb)所示。1.船体破损进水情况3)第三类舱

舱室的顶部在水线以上，舱内水与舷外水相通，因此舱内水面与舷外水面一致，且存在自由液面影响，这种浸水计算较麻烦，需要进行逐次近似计算。水线以下的舷侧破损进水属于这类情况，如图1-3lc)所示。它是船体破损最常见的情况，对船的危害也最大。船舶抗沉性主要是研究这一类破舱进水情况。

2.船舶分舱和破舱稳牲船舶抗沉性是通过船舶分舱来达到的，但同时还要保持船体破舱后具有一定的稳性。因此船舶抗沉性包括船舶分舱和破舱稳性的两部分内容。

2.船舶分舱和破舱稳牲1）船舶分舱船舶破舱进水后要下沉，下沉量是根据进水量及进水位置来确定的。船舶除船中的舱室外，前后舱破舱进水都将产生新的纵倾。为了保证破舱进水后不致沉没，则在达到新的平衡状态后，其平衡水线以上应具有一定的干舷高度，亦即应具有一定的剩余储备浮力。船舶的这种剩余浮力是通过船舶分舱来达到的。所谓船舶分舱，是指沿船长方向设置一定数量的水密横舱壁，对船舶进行水密分隔，以满足破舱后对纵向浮态的要求。2.船舶分舱和破舱稳牲2）破舱稳性船体破舱进水达到新的平衡状态后的稳性称为破舱稳性。为了保证船舶破舱进水后不致倾覆，要求破舱进水后的剩余稳性及横倾角满足《SOLAS公约》和我国《法规》规定的破舱进水后稳性的要求。2.船舶分舱和破舱稳牲3）有关名词解释(1)舱壁甲板：是指横向水密舱壁所达到的最高一层甲板。(2)限界线：是指在舷侧低于舱壁甲板上表面至少76mm处所绘的线，如图1-32所示。显然，限界线上各点的切线表示所允许的最高破舱水线(或称极限破舱水线)。(3)分舱载重线：船体破舱进水后船舶不沉所允许的最大进水量与破舱前船舶的初始载重水线位置有关。初始载重水线位置较低，则船舶储备浮力就大，破舱后进水量就可以大一些，因此船舶两水密横舱壁的间距可以长一些。这种用来决定船舶分舱间距长短的初始载重水线称为分舱载重线。通常用满载水线作为分舱载重线。(4)渗透率µ：船舶破舱进水后保持不沉所允许的最大进水量还与船舱内各种设备所占的体积和装载货物的种类的不同有关。如果所装载的货物其密度较大，则在相同载重量情况下，占据的舱容就小，破舱后进水量就大。要保证船舱进水后船舶不沉，船舶分舱的间距就须短一些。

2.船舶分舱和破舱稳牲4)可浸长度lF和可浸长度曲线(1)可浸长度lF：为了保证船舶破舱进水后的水线不超过限界线，对于船舱的长度必须加以限制。船舱两水密横舱壁间的极限长度称为可浸长度

。(2)可浸长度曲线以船底纵向基线为横坐标，船长方向各点C的可浸长度lF为竖坐标，绘出的可浸长度沿船长各点的分布曲线称为可浸长度曲线。(3)影响可浸长度的因素：①可浸长度的大小与其中心点C所在的位置。②可浸长度的大小与渗透率。

2.船舶分舱和破舱稳牲5)分舱因数F及许可舱长lP(1)许可舱长lP由于船舶大小不同和各类船舶对抗沉性方面的要求不同，规定船舶任何一舱，其两相邻实际水密横舱壁的间距，即实际舱长l≤lp＝F×lF。

式中：lP—许可舱长；F—分舱因数，由船长L和业务衡准数CS决定。如图1-34所示。

(2)分舱因数F一舱制船：1.0≥F＞0.5；二舱制船：0.5≥F＞0.33；三舱制船：0.33≥F＞0.25。

2.船舶分舱和破舱稳牲对于不同业务性质、航行条件和不同大小的船舶，抗沉性的要求是不同的：一般大船的要求比小船高；军舰抗沉性要求比民用船高；民用船中，客船的要求又要比货船高；客船一般至少要求达到一舱制，个别可达到二舱制或三舱制；货船因装货的要求，船舱不能过短，往往达不到一舱制，但远洋货船一般要求满足一舱制。2.船舶分舱和破舱稳牲6)船舶对抗沉性的要求《SOLAS公约》和我国《法规》规定：船舶破损后以及不对称浸水情况下,经采取平衡措施后，其最终状态的浮态和稳性满足以下要求的就认为船舶达到抗沉性要求。(1)浮态在任何情况下，船舶浸水的终了阶段不得淹没限界线，即船舶破舱进水后的最终平衡水线，沿船舷距舱壁甲板的上表面至少要有76mm的干舷高度。2.船舶分舱和破舱稳牲(2)稳性①在对称浸水情况下，当采用固定排水量法计算时，最终平衡状态的剩余初稳性高度GM≥50mm；

②在不对称浸水情况下，其总横倾角不得超过7°；但在特殊情况下，可允许横倾角大于7°，不过在任何情况下其最终横倾角不应超过15°。2.船舶分舱和破舱稳牲7）分舱载重线标志和船存资料

《SOLAS公约》和我国《法规》规定客船必须满足抗沉性要求：(1)要求客船和客货船的两舷勘划经核准的分舱载重线标志，如图1-35所示，并将所勘划的分舱载重线载入客船安全证书。分舱载重线从下到上有Cl、C2等，Cl为客船分舱载重线，C2为交替运载客货分舱载重线。2.船舶分舱和破舱稳牲(2)凡对有抗沉性要求的船舶，船上应备有船舶分舱和破舱稳性计算书，供船长掌握船舶分舱情况，一旦船体破损进水后可估计船舶所处状态，从而采取相应的措施，以维持破舱后船舶的浮态和稳性。(3)船舶破损控制图。为了指导高级船员，在驾驶室内应有固定显示或可随时使用的控制图，该图清晰地标明各层甲板及货舱的水密舱室界限，界限上的开口及其关闭设施和控制位置，以及扶正由于浸水产生的横倾的装置。此外，还应给高级船员提供包括上述资料的小册子。

3.船舶堵漏1）破损位置的确定当船体由于碰撞、触礁或其他海损而破舱进水时，应及时采取堵漏和排水措施。为了使堵漏和排水取得效果，在进行堵漏和排水前，首先要确定船体破洞的位置和大小。判断和确定破洞位置和大小的方法有：（1）预判（2）听（3）看（4）测3.船舶堵漏2）堵漏器材及其使用方法根据船舶大小、类型、航区等的不同，船舶应配备有一定数量的各种堵漏器材、工具、材料。它们应存放在水线以上便于到达的舱室内，一般多存放在首楼内。堵漏器材种类:

（1）堵漏毯（2）堵漏板（3）堵漏箱（4）其它堵漏器材（5）舱壁支撑4.排水

1）船舱破损进水量估算

(1)水线以下破洞的进水量水线以下破洞的进水量与破洞位置距水线的垂直距离和破洞面积大小有关，通常按下式估算：

(1-31)Q进—

破洞每秒钟进水量，m³／s；

µ—

流量系数，取0.6～0.75，破洞面积大者µ

取大值；

F—

破洞面积，m²；

g—

重力加速度，按9.8lm／s2计；

H—

破洞中心在水线下的深度，m。4.排水

(2)舱内水面超过破洞位置时进水量按下式估算：

(1-32)

式中：h—

破洞中心在舱内水面下的深度m。4.排水

2）舱底排水设备(1)舱底水泵数量按规定，货船至少应配备两台动力泵，客船至少应有三台动力泵与舱底总管连接。每一台动力舱底泵应能通过所需舱底水总管用不小于2m3／s的速度抽水。(2)舱底水泵的排水量估算每一台动力舱底水泵的排水量不得小于按下式计算之值：（m³／h）(1-33)式中：Q排——每一台舱底水泵的排水量；

dl——舱底水总管的内径，mm。(3)压载水泵排水压载水泵的排水量比舱底水泵大，如果船舱破损使双层底舱与货舱或机舱连通，可使用压载水泵排水。(4)主海水冷却泵或主循环水泵排水《SOLAS公约》和我国《法规》规定，机舱内应设一个应急吸口2，通过应急水管和应急舱底水阀1(止回阀)接至主海水泵(柴油机船)或主循环水泵(蒸汽动力船)，如图1-43所示。4.排水3)排水次序的原则(1)船舶破损有纵横倾时，先排吃水大的一端舱室的水，后排其它舱室的水。(2)先排小型裂缝或小破洞舱室的水，后排大破洞进水的舱室的水。(3)先排自由液面大的舱室的水，后排自由液面小的舱室的水。(4)先排机炉舱、舵机房、弹药库等重要舱室的进水，后排其它舱室的水。(5)先排上层舱室的水，后排下层舱室的水。排水时应注意加强检查，不要使碎片、杂物堵塞排水孔或水泵，同时还应对已堵好的漏洞进行监视，防止渗水，并对新发现的破洞或不严密处进行堵漏。5.机舱进水的应急措施1)机舱当值人员发现机舱进水时，应以最迅速的方法报告值班轮机员或轮机长，同时应设法进行抢救以防事态扩大或恶化。2)轮机长或值班轮机员闻讯后应立即进入机舱到达现场，同时命令机舱全体人员进入机舱听候分配，并将进水情况上报驾驶台或船长以便实施应变部署抢救。3)值班人员应保证主、副机正常运转，必要时可减速、备车航行或停车，以及开启应急发电机。4)在保证船舶安全航行前提下，奋力做好堵漏抢救工作。5.机舱进水的应急措施(1)堵漏按破洞和进水压力大小，使用相应的堵漏器材。①如果进水面积较大，可用堵漏毯封堵后再作内堵处理，例如水泥箱堵漏。如果进水面积不大且进水压力较小，可采用一般密堵顶压法或水泥封堵法止漏。②如果进水部位是单独舱室，可用单独封闭舱室法堵漏。③如破损面积较大且堵不胜堵，应及时报告船长。5.机舱进水的应急措施(2)排水根据机舱进水量大小，启用不同排水设备。①进水量一般，可开启部分或全部舱底水阀，用舱底水泵(污水泵)或压载水泵排水。②进水量较大，可开启应急舱底水阀，开启所有能够排水的泵，包括主、副海水泵进行排水。使用主、副海水泵排水时，应关闭高、低位海底阀。③如水量排不胜排，必须撤离现场或机舱时，应及时报告船长，要求停机、停电，必要时可先停机、停电后报告船长。(3)船长、值班驾驶员应根据机舱进水、堵漏、排水等情况给予航速、航向、人力、物力、技术上的配合和指导。5.机舱进水的应急措施5)作好进水现场电气设备的抢救和保护工作。（1）切断现场电源。（2）对海水可能会溅到的电气设备给予必要的遮盖或包扎。6)如经多方努力，无法控制进水量并危及到主、副机安全运转甚至人身安全时，应请示船长或公司以求妥善解决办法。5.机舱进水的应急措施7）当公司或船长作出撤离现场或机舱决定时，离开机舱前应关停