第二节二三船舶浮性和稳性.ppt

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1、第二节二三船舶浮性和稳性现在学习的是第1页，共45页2022/10/92022/10/91 1 船船船船舶舶舶舶重重重重力力力力的的的的大大大大小小小小，等等等等于于于于船船船船舶舶舶舶重重重重量量量量与与与与重重重重力力力力加加加加速速速速度度度度g g的的的的乘乘乘乘积积积积，即即即即WgWg。重重重重力力力力的的的的作作作作用用用用中中中中心心心心(或或或或作作作作用用用用点点点点)称称称称为为为为重重心心，用用符符号号“G”表示表示，坐标为，坐标为，坐标为，坐标为X XG、Y YGG、ZG。船船船船舶舶舶舶浮浮浮浮力力力力的的的的大大大大小小小小，等等等等于于于于船船船船舶舶舶舶排排排

2、排水水水水量量量量D与与与与重重重重力力力力加加加加速速速速度度度度g的的乘乘积积，即即Dg。浮浮浮浮力力力力的的的的作作作作用用用用中中中中心心心心(或或或或作作作作用用用用点点点点)称称称称为为为为浮浮心心，它它它它是是是是水水水水线线线线下下下下船船船船体体体体体体体体积积积积的的的的几几几几何何何何中中中中心心心心，用用用用符符符符号号号号“B”B”表表示示，坐坐坐坐标标标标为为为为XB、Y YB、Z ZB B。根据阿基米德原理：根据阿基米德原理：D=V（t）（1-11-1）式中：式中：式中：式中：D-排水量，排水量，t；V-V-排水体积，排水体积，m3 3；-舷舷舷舷外外外外水水水水

3、的的的的密密密密度度度度，t/mt/m3 3；标标准准淡淡水水=1=1000 tmm3，标准海水，标准海水，标准海水，标准海水=1=1025 t025 tm3。现在学习的是第2页，共45页2022/10/92022/10/92 2 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 船船舶舶静静浮浮于于水水中中的的平平衡衡条条件件应应是是：作作用用于于船船上上的的重重力力Wg和和浮浮力力Dg必必须须大大小小相相等等方方向向相相反。反。W g=D g W=D (1-2)装卸货时船舶平衡状态的变化情况：装卸货时船舶平衡状态的变化情况：船船舶舶静静浮浮于于水水中中并并处处于于平平衡衡状状态态(不不

4、管管处处在在什什么么浮浮态态)，在在装装货货时时，因因装装货货使使船船舶舶重重量量大大于于原原排排水水量量而而下下沉沉，破破坏坏了了原原平平衡衡状状态态。但但船船舶舶下下沉沉使使船船舶舶排排水水量量增增加加，当当船船舶舶下下沉沉到到新新的的排排水水量量与与装装货货后后的的船船舶舶重重量量相相等等时时，船船舶舶不不再再下下沉沉，即即船舶在新的水线位置上处于新的平衡状态。船舶在新的水线位置上处于新的平衡状态。现在学习的是第3页，共45页2022/10/92022/10/93 32 2船舶的浮态船舶的浮态船舶的浮态船舶的浮态 船船船船舶舶舶舶浮浮浮浮于于于于静静静静水水水水的的的的平平平平衡衡衡衡状

5、状状状态态态态称称称称为为为为船船船船舶舶舶舶浮浮浮浮态态态态。有有有有正正正正浮浮浮浮、横横横横倾倾倾倾、纵纵纵纵倾倾倾倾和和和和横横横横倾倾倾倾加加加加纵倾纵倾纵倾纵倾4 4种，可以用船舶种，可以用船舶种，可以用船舶种，可以用船舶吃水吃水吃水吃水d d、横倾角、横倾角、横倾角、横倾角、纵倾角、纵倾角、纵倾角、纵倾角 或吃水差或吃水差或吃水差或吃水差t t等参数表示。等参数表示。等参数表示。等参数表示。1)1)正浮正浮正浮正浮 船船船船舶舶舶舶既既既既无无无无横横横横倾倾倾倾又又又又无无无无纵纵纵纵倾倾倾倾的的的的漂漂漂漂浮浮浮浮状状状状态态态态称称称称为为为为正正正正浮浮浮浮。船船船船舶舶

6、舶舶处处处处于于于于正正正正浮浮浮浮状状状状态态态态的的的的条条条条件件件件是是是是船船船船舶舶舶舶的的的的重重重重心心心心GG与与与与浮浮浮浮心心心心B B左左左左右右右右位位位位置置置置一一一一致致致致(都都都都在在在在船船船船中中中中)、前前前前后后后后位位位位置置置置也也也也一一一一致致致致(一一一一般般般般在在在在中中中中部部部部附附附附近近近近)。此此此此时时时时，船船船船舶舶舶舶吃吃吃吃水水水水全全全全部部部部相相相相等等等等，所所所所以以以以船船船船舶舶舶舶正正正正浮浮浮浮只只只只需需需需用用用用吃吃吃吃水水水水d d来表示即可来表示即可来表示即可来表示即可。2)2)横倾横倾横

7、倾横倾 船船船船舶舶舶舶只只只只有有有有横横横横向向向向倾倾倾倾斜斜斜斜而而而而无无无无纵纵纵纵向向向向倾倾倾倾斜斜斜斜的的的的漂漂漂漂浮浮浮浮状状状状态态态态称称称称为为为为横横横横倾倾倾倾。船船船船舶舶舶舶的的的的重重重重心心心心与与与与浮心位置只能保持前后方向一致，左右方向不一致。浮心位置只能保持前后方向一致，左右方向不一致。浮心位置只能保持前后方向一致，左右方向不一致。浮心位置只能保持前后方向一致，左右方向不一致。船船船船舶舶舶舶横横横横倾倾倾倾时时时时，由由由由于于于于船船船船舶舶舶舶首首首首尾尾尾尾吃吃吃吃水水水水相相相相等等等等，而而而而左左左左右右右右吃吃吃吃水水水水不不不不相

8、相相相等等等等，因因因因此此此此产产产产生生生生一一一一个个个个横横横横倾倾倾倾角角角角。横横横横倾倾倾倾角角角角 是是是是船船船船舶舶舶舶横横横横倾倾倾倾后后后后的的的的水水水水线线线线与与与与正正正正浮浮浮浮时时时时水水水水线线线线之之之之间间间间的的的的夹夹夹夹角角角角，通通通通常常常常右右右右倾倾倾倾 为为为为正正正正，左左左左倾倾倾倾 为为为为负负负负。船船船船舶舶舶舶横横横横倾倾倾倾一一一一般般般般用用用用吃吃吃吃水水水水d d和和和和横横横横倾倾倾倾角角角角 两两两两个个个个参参参参数数数数表示其浮态。表示其浮态。表示其浮态。表示其浮态。现在学习的是第4页，共45页2022/10

9、/92022/10/94 4 3)3)纵倾纵倾 船船船船舶舶舶舶只只只只有有有有向向向向船船船船尾尾尾尾方方方方向向向向或或或或向向向向船船船船首首首首方方方方向向向向倾倾倾倾斜斜斜斜而而而而无无无无横横横横向向向向倾倾倾倾斜斜斜斜的的的的漂漂漂漂浮浮浮浮状状状状态态态态称称称称为为为为纵纵纵纵倾倾倾倾。船船船船舶舶舶舶纵纵纵纵倾倾倾倾时时时时，产产产产生生生生一一一一个个个个首首首首尾尾尾尾吃吃吃吃水水水水差差差差t以以以以及及及及一个纵倾角一个纵倾角一个纵倾角一个纵倾角。吃水差，是首吃水吃水差，是首吃水d dF 和尾吃水和尾吃水和尾吃水和尾吃水dA 之差，即之差，即 t=dt=dF dA

10、A （m）（13）纵纵倾倾角角 是是是是船船船船舶舶舶舶纵纵纵纵倾倾倾倾后后后后的的的的水水水水线线线线面面面面与与与与正正正正浮浮浮浮时时时时的的的的水水水水线线线线面面面面相相相相交交交交的的的的角角角角度。通常首纵倾度。通常首纵倾度。通常首纵倾度。通常首纵倾 为正，尾纵倾为正，尾纵倾为负。为负。纵倾的大小，通常用吃水差纵倾的大小，通常用吃水差纵倾的大小，通常用吃水差纵倾的大小，通常用吃水差t t或纵倾角或纵倾角或纵倾角或纵倾角 来表示来表示。4)横倾加纵倾横倾加纵倾横倾加纵倾横倾加纵倾(任意倾斜状态任意倾斜状态任意倾斜状态任意倾斜状态)横横倾倾加加纵纵倾倾是是船船舶舶既既有有横横倾倾又又

11、有有纵纵倾倾的的一一种种漂漂浮浮状状态态。通常用通常用横倾角横倾角横倾角横倾角、纵倾角、纵倾角 或吃水差或吃水差t表示。表示。综综综综上上上上所所所所述述述述，船船船船舶舶舶舶的的的的重重重重量量量量、重重重重心心心心位位位位置置置置、排排排排水水水水量量量量和和和和浮浮浮浮心心心心位位位位置置置置四四四四者之间的相互关系决定了船舶的漂浮状态。者之间的相互关系决定了船舶的漂浮状态。者之间的相互关系决定了船舶的漂浮状态。者之间的相互关系决定了船舶的漂浮状态。现在学习的是第5页，共45页2022/10/92022/10/95 5 3.3.船舶排水量随吃水而变化的规律船舶排水量随吃水而变化的规律船舶

12、排水量随吃水而变化的规律船舶排水量随吃水而变化的规律 由由由由于于于于船船船船舶舶舶舶排排排排水水水水量量量量D D=V V，所所所所以以以以船船船船舶舶舶舶排排排排水水水水量量量量随随随随吃吃吃吃水水水水而而而而变变变变化化化化的的的的规规规规律律律律，实实实实际际际际上上上上就就就就是是是是船船船船舶舶舶舶排排排排水体积随吃水而变化的规律。水体积随吃水而变化的规律。水体积随吃水而变化的规律。水体积随吃水而变化的规律。当当当当船船船船体体体体几几几几何何何何形形形形状状状状一一一一定定定定时时时时，船船船船舶舶舶舶排排排排水水水水量量量量是是是是只只只只随随随随吃吃吃吃水水水水d d在在在在

13、变变变变化化化化的的的的，可可可可表表表表示示示示为为为为D D=f f（d d）。将将将将D D=f f（d d）曲曲曲曲线线线线与与与与其其其其他他他他表表表表示示示示船船船船舶舶舶舶静静静静水水水水力力力力性性性性能能能能的的的的曲曲曲曲线线线线绘绘绘绘在在在在同同同同一一一一张张张张图图图图中中中中，称称称称为为为为船船船船舶舶舶舶静静静静水水水水力力力力曲曲曲曲线图。线图。线图。线图。1)1)船舶静水力曲线图船舶静水力曲线图船舶静水力曲线图船舶静水力曲线图 船船船船舶舶舶舶静静静静水水水水力力力力曲曲曲曲线线线线图图图图表表表表达达达达了了了了船船船船舶舶舶舶在在在在静静静静止止止止

14、正正正正浮浮浮浮状状状状态态态态下下下下浮浮浮浮性性性性和和和和稳稳稳稳性性性性参参参参数数数数等等等等随随随随吃吃吃吃水水水水而而而而变变变变化化化化的的的的规律。图规律。图规律。图规律。图115 115 所示为某货船的静水力曲线图。所示为某货船的静水力曲线图。所示为某货船的静水力曲线图。所示为某货船的静水力曲线图。应应应应用用用用船船船船舶舶舶舶静静静静水水水水力力力力曲曲曲曲线线线线图图图图可可可可方方方方便便便便地地地地求求求求出出出出在在在在各各各各种种种种装装装装载载载载情情情情况况况况下下下下，即即即即对对对对应应应应于于于于不不不不同同同同吃吃吃吃水水水水时时时时船船船船舶舶舶

15、舶浮性和稳性浮性和稳性浮性和稳性浮性和稳性的参数。的参数。的参数。的参数。2)2)载重量表尺载重量表尺载重量表尺载重量表尺 将将将将几几几几个个个个主主主主要要要要的的的的、静静静静水水水水力力力力曲曲曲曲线线线线如如如如排排排排水水水水量量量量、载载载载重重重重量量量量、干干干干舷舷舷舷等等等等随随随随吃吃吃吃水水水水的的的的变变变变化化化化列列列列成成成成表表表表格格格格形形形形式式式式，称称称称为为为为载载载载重量表尺，如图重量表尺，如图重量表尺，如图重量表尺，如图1-161-16所示。所示。所示。所示。静静静静水水水水力力力力曲曲曲曲线线线线图图图图和和和和载载载载重重重重量量量量表表

16、表表尺尺尺尺只只只只适适适适用用用用于于于于船船船船舶舶舶舶在在在在正正正正浮浮浮浮状状状状态态态态下下下下，根根根根据据据据吃吃吃吃水水水水查查查查有有有有关关关关参参参参数数数数值值值值，但但但但船船船船舶舶舶舶有有有有微纵倾时微纵倾时微纵倾时微纵倾时可近似使用。可近似使用。可近似使用。可近似使用。现在学习的是第6页，共45页2022/10/92022/10/96 6现在学习的是第7页，共45页2022/10/92022/10/97 7现在学习的是第8页，共45页2022/10/92022/10/98 84 4船舶的浮态变化船舶的浮态变化船舶的浮态变化船舶的浮态变化 当装卸货物、船内重物移

17、动以及舷外水密度改变时，船舶的浮态都会发生变化。当装卸货物、船内重物移动以及舷外水密度改变时，船舶的浮态都会发生变化。当装卸货物、船内重物移动以及舷外水密度改变时，船舶的浮态都会发生变化。当装卸货物、船内重物移动以及舷外水密度改变时，船舶的浮态都会发生变化。1)1)装卸货物对船舶浮态的影响装卸货物对船舶浮态的影响装卸货物对船舶浮态的影响装卸货物对船舶浮态的影响 (1)(1)在船舶漂心垂线上装卸少量货物（在船舶漂心垂线上装卸少量货物（在船舶漂心垂线上装卸少量货物（在船舶漂心垂线上装卸少量货物（货物重量小于排水量的货物重量小于排水量的货物重量小于排水量的货物重量小于排水量的10%10%）在船舶漂心

18、垂线上任意位置装卸少量货物，只改变船舶的平均吃水，即船舶平行沉浮。在船舶漂心垂线上任意位置装卸少量货物，只改变船舶的平均吃水，即船舶平行沉浮。在船舶漂心垂线上任意位置装卸少量货物，只改变船舶的平均吃水，即船舶平行沉浮。在船舶漂心垂线上任意位置装卸少量货物，只改变船舶的平均吃水，即船舶平行沉浮。船船船船舶舶舶舶漂漂漂漂心心心心是是是是指指指指船船船船舶舶舶舶水水水水线线线线面面面面面面面面积积积积的的的的几几几几何何何何中中中中心心心心，通通通通常常常常用用用用符符符符号号号号“F”F”表表表表示示示示，其其其其坐坐坐坐标标标标为为为为X XF F(通常通常通常通常Y YF F=0)=0)，对于

19、不同吃水，漂心的坐标是不同的。，对于不同吃水，漂心的坐标是不同的。，对于不同吃水，漂心的坐标是不同的。，对于不同吃水，漂心的坐标是不同的。将将将将装装装装卸卸卸卸少少少少量量量量货货货货物物物物时时时时船船船船舶舶舶舶吃吃吃吃水水水水平平平平行行行行于于于于水水水水线线线线面面面面增增增增、减减减减1 1 cmcm时时时时所所所所引引引引起起起起排排排排水水水水量量量量增增增增减减减减的的的的吨吨吨吨数称为数称为数称为数称为每厘米吃水吨数，用符号每厘米吃水吨数，用符号每厘米吃水吨数，用符号每厘米吃水吨数，用符号“TPCTPC表示表示表示表示。据据据据TPCTPC的定义，当吃水改变量的定义，当吃

20、水改变量的定义，当吃水改变量的定义，当吃水改变量d=0d=001 m01 m时，所引起排水量的改变量为：时，所引起排水量的改变量为：时，所引起排水量的改变量为：时，所引起排水量的改变量为：TPC=0.0l Aw (t)(14)TPC=0.0l Aw (t)(14)0.0l Aw=V 0.0l Aw=V 式中：式中：式中：式中：AwAw某吃水时的水线面面积，某吃水时的水线面面积，某吃水时的水线面面积，某吃水时的水线面面积，mm2 2；舷外水的密度，舷外水的密度，舷外水的密度，舷外水的密度，t tmm3 3。由由由由于于于于水水水水线线线线面面面面面面面面积积积积A A w w是是是是随随随随吃吃

21、吃吃水水水水而而而而变变变变化化化化的的的的，即即即即Aw Aw=f f(d)(d)，所所所所以以以以TPCTPC也也也也随随随随吃吃吃吃水水水水而而而而改改改改变变变变，即即即即TPC=f(d)TPC=f(d)，可将，可将，可将，可将TPC=f(d)TPC=f(d)绘于船舶静水力曲线图中。绘于船舶静水力曲线图中。绘于船舶静水力曲线图中。绘于船舶静水力曲线图中。现在学习的是第9页，共45页2022/10/92022/10/99 9 TPC的主要用途是：的主要用途是：在在船船舶舶静静水水力力曲曲线线图图中中，查查出出某某吃吃水水时时的的TPCTPC数数值值,就就能能方方便便地地求求出出在在该该吃

22、吃水水装装卸卸少少量量货货物物p吨吨吨吨以以以以后后后后的的的的船船船船舶舶舶舶吃吃吃吃水水水水改改改改变量变量变量变量d d，即：，即：，即：，即：d=P/TPC(cm)(15)d=P/TPC(cm)(15)或根据吃水的改变量求出船舶装卸的重量。或根据吃水的改变量求出船舶装卸的重量。或根据吃水的改变量求出船舶装卸的重量。或根据吃水的改变量求出船舶装卸的重量。(2)(2)在任意位置装卸少量货物在任意位置装卸少量货物 在在在在船船船船舶舶舶舶任任任任意意意意位位位位置置置置装装装装卸卸卸卸少少少少量量量量货货货货物物物物，不不不不仅仅仅仅吃吃吃吃水水水水改改改改变变变变，还还还还由由由由于于于于

23、装装装装卸卸卸卸少少少少量量量量货货货货物物物物的的的的重重重重力力力力与与与与排排排排水水水水量量量量增增增增减减减减产产产产生生生生的的的的浮浮浮浮力力力力不不不不是是是是作作作作用用用用在在在在同同同同一一一一垂垂垂垂线线线线上，从而产生一个力偶矩，导致船舶倾斜。上，从而产生一个力偶矩，导致船舶倾斜。上，从而产生一个力偶矩，导致船舶倾斜。上，从而产生一个力偶矩，导致船舶倾斜。(3)(3)装卸大量货物装卸大量货物 装装卸卸大大量量货货物物(超超超超过过过过排排排排水水水水量量量量的的的的10 10 10 10%)%)%)%)，因因因因船船船船舶舶舶舶的的的的吃吃吃吃水水水水变变变变化化化化

24、较较较较大大大大，因因因因此此此此吃吃吃吃水水水水改改改改变变变变前前前前后后后后的的的的水水水水线线线线面面面面面面面面积积积积、漂漂漂漂心心心心位位位位置置置置等等等等差差差差别别别别较较较较大，大，大，大，应根据船舶静水力曲线图中的有关性能曲线进行计算。应根据船舶静水力曲线图中的有关性能曲线进行计算。应根据船舶静水力曲线图中的有关性能曲线进行计算。应根据船舶静水力曲线图中的有关性能曲线进行计算。现在学习的是第10页，共45页2022/10/92022/10/91010 2)舷外水密度改变时船舶浮态的变化舷外水密度改变时船舶浮态的变化 当当当当船船船船舶舶舶舶从从从从一一一一个个个个密密密

25、密度度度度的的的的水水水水域域域域驶驶驶驶入入入入另另另另一一一一个个个个密密密密度度度度的的的的水水水水域域域域时时时时,船船船船舶舶舶舶重重重重量量量量WW或排水量或排水量或排水量或排水量D D没有变化没有变化没有变化没有变化,但吃水和浮心的位置发生变化。但吃水和浮心的位置发生变化。但吃水和浮心的位置发生变化。但吃水和浮心的位置发生变化。假假假假设设设设海海海海水水水水和和和和淡淡淡淡水水水水的的的的密密密密度度度度分分分分别别别别为为为为 海海海海和和和和 淡淡淡淡，船船船船舶舶舶舶在在在在海海海海水水水水和和和和淡淡淡淡水水水水中中中中的的的的排排排排水水水水体体体体积积积积分分分分别

26、别别别为为为为V V海海海海。和和和和V V淡淡淡淡，船船船船舶舶舶舶在在在在海海海海水水水水和和和和淡淡淡淡水水水水中中中中的的的的TPCTPC分分分分别别别别为为为为TPCTPC海海海海和和和和TPCTPC淡淡淡淡。(1)(1)吃水变化吃水变化吃水变化吃水变化 船舶吃水的改变量，有比较精确的计算和近似估算两种。船舶吃水的改变量，有比较精确的计算和近似估算两种。船舶吃水的改变量，有比较精确的计算和近似估算两种。船舶吃水的改变量，有比较精确的计算和近似估算两种。较精确的计算法较精确的计算法较精确的计算法较精确的计算法 船舶由海水驶入淡水，因为船舶由海水驶入淡水，因为船舶由海水驶入淡水，因为船舶

27、由海水驶入淡水，因为 淡淡淡淡VV海海海海，其排水体积差，其排水体积差，其排水体积差，其排水体积差V V：V=VV=V淡淡淡淡V V海海海海=D/=D/淡淡淡淡D/D/D/D/海海海海=D/=D/海海海海（海海海海/淡淡淡淡1 1）（mm3 3）（1-61-6）由由由由于于于于 海海海海和和和和 淡淡淡淡相相相相差差差差不不不不多多多多，因因因因此此此此产产产产生生生生的的的的吃吃吃吃水水水水改改改改变变变变量量量量d d也也也也很很很很小小小小，可可可可认认认认为为为为因因因因 改变，船舶是平行沉浮的改变，船舶是平行沉浮的改变，船舶是平行沉浮的改变，船舶是平行沉浮的(实际上会产生微倾实际上会

28、产生微倾实际上会产生微倾实际上会产生微倾)，现在学习的是第11页，共45页2022/10/92022/10/91111 改变引起的排水量的变化相当于在海水中平行沉浮，所以：改变引起的排水量的变化相当于在海水中平行沉浮，所以：改变引起的排水量的变化相当于在海水中平行沉浮，所以：改变引起的排水量的变化相当于在海水中平行沉浮，所以：VV海海海海 =TPCTPC海海海海 d 100d 100 V=V=TPCTPC海海海海 d 100/d 100/海海海海（mm3 3）（1-71-7）式式式式1 16 6与与与与1 17 7相等，则：相等，则：相等，则：相等，则：d=D/100d=D/100TPCTPC

29、海海海海 （海海海海/淡淡淡淡1 1）（mm）（1-81-8）因为因为因为因为海海海海淡淡淡淡，所以，所以，所以，所以d d d d为正值，表示吃水增加。为正值，表示吃水增加。为正值，表示吃水增加。为正值，表示吃水增加。同样方法，可求出船由淡水驶入海水时：同样方法，可求出船由淡水驶入海水时：同样方法，可求出船由淡水驶入海水时：同样方法，可求出船由淡水驶入海水时：d=D/100d=D/100TPCTPCTPCTPC淡淡淡淡 （淡淡淡淡/海海海海1 1）（mm）（1-91-91-91-9）因为因为因为因为淡淡淡淡海海海海，所以，所以，所以，所以d d d d为负值，表示吃水减小。为负值，表示吃水减

30、小。为负值，表示吃水减小。为负值，表示吃水减小。现在学习的是第12页，共45页2022/10/92022/10/91212(2)(2)近似估算近似估算近似估算近似估算 由式由式由式由式1-81-8和和和和1-91-9计算计算计算计算d d比较繁琐，为了简化计算，常采用近似估算公式比较繁琐，为了简化计算，常采用近似估算公式比较繁琐，为了简化计算，常采用近似估算公式比较繁琐，为了简化计算，常采用近似估算公式 D D海海=V=V海海海海=L=L海海B B海海d d海海 C Cb b海海 海海 D D淡淡=V=V淡淡淡淡=L=L淡淡B B淡淡d d淡淡 C Cb b淡淡 淡淡因为因为D D海海=D=D

31、淡淡所以所以 d d淡淡=（d d海海 海海 ）/淡淡（mm）（1-101-10）及及 d d海海=（d d淡淡淡淡）/海海（mm）（1-111-11）2)2)浮心位置变化浮心位置变化浮心位置变化浮心位置变化 严严严严格格格格的的的的说说说说，舷舷舷舷外外外外水水水水密密密密度度度度改改改改变变变变时时时时，除除除除了了了了吃吃吃吃水水水水变变变变化化化化外外外外，还还还还会会会会因因因因浮浮浮浮心心心心位位位位置置置置沿船长方向前后移动而引起纵向倾斜。沿船长方向前后移动而引起纵向倾斜。沿船长方向前后移动而引起纵向倾斜。沿船长方向前后移动而引起纵向倾斜。船船船船舶舶舶舶吃吃吃吃水水水水的的的的

32、改改改改变变变变，使使使使船船船船舶舶舶舶浮浮浮浮心心心心与与与与重重重重心心心心不不不不再再再再处处处处于于于于同同同同一一一一垂垂垂垂线线线线上上上上，重重重重力力力力和和和和浮浮浮浮力力力力构构构构成成成成一一一一个个个个力力力力偶偶偶偶矩矩矩矩，使使使使船船船船舶舶舶舶倾倾倾倾斜斜斜斜。船船船船舶舶舶舶由由由由海海海海水水水水驶驶驶驶入入入入淡淡淡淡水水水水时时时时，因因因因吃吃吃吃水水水水增增增增加加加加，大大大大多多多多数数数数船船船船由由由由于于于于尾尾尾尾部部部部比比比比首首首首部部部部肥肥肥肥大大大大，浮浮浮浮心心心心后后后后移移移移，故故故故船船船船舶舶舶舶产产产产生生生生

33、首首首首倾倾倾倾。而而而而船船船船舶舶舶舶由由由由淡淡淡淡水水水水驶入海水时，船舶产生尾倾。驶入海水时，船舶产生尾倾。驶入海水时，船舶产生尾倾。驶入海水时，船舶产生尾倾。在在在在海海海海水水水水区区区区装装装装货货货货时时时时，有有有有时时时时事事事事先先先先让让让让船船船船舶舶舶舶略略略略带带带带有有有有尾尾尾尾倾倾倾倾，当当当当船船船船舶舶舶舶进进进进入入入入淡淡淡淡水区后就可处于正浮状态。水区后就可处于正浮状态。水区后就可处于正浮状态。水区后就可处于正浮状态。现在学习的是第13页，共45页2022/10/92022/10/91313三、船舶稳性三、船舶稳性三、船舶稳性三、船舶稳性 船船船

34、船舶舶舶舶在在在在外外外外力力力力作作作作用用用用下下下下离离离离开开开开平平平平衡衡衡衡位位位位置置置置而而而而倾倾倾倾斜斜斜斜，当当当当外外外外力力力力消消消消除除除除后后后后船船船船舶舶舶舶能能能能自自自自行行行行地地地地回回回回复复复复到到到到原原原原来来来来平衡位置的能力称为平衡位置的能力称为平衡位置的能力称为平衡位置的能力称为船舶稳性。船舶稳性。船舶稳性。船舶稳性。1 1按倾斜状态不同划分按倾斜状态不同划分按倾斜状态不同划分按倾斜状态不同划分 1)1)横稳性横稳性横稳性横稳性 船舶受横向外力矩船舶受横向外力矩船舶受横向外力矩船舶受横向外力矩(横倾力矩横倾力矩横倾力矩横倾力矩)作用产

35、生横向倾斜时的稳性。作用产生横向倾斜时的稳性。作用产生横向倾斜时的稳性。作用产生横向倾斜时的稳性。2)2)纵稳性纵稳性纵稳性纵稳性 船舶受纵向外力矩船舶受纵向外力矩船舶受纵向外力矩船舶受纵向外力矩(纵倾力矩纵倾力矩纵倾力矩纵倾力矩)作用产生纵向倾斜时的稳性。作用产生纵向倾斜时的稳性。作用产生纵向倾斜时的稳性。作用产生纵向倾斜时的稳性。2 2按倾斜角度大小不同划分按倾斜角度大小不同划分按倾斜角度大小不同划分按倾斜角度大小不同划分 1)1)初初初初稳稳稳稳性性性性 船船船船舶舶舶舶受受受受外外外外力力力力矩矩矩矩作作作作用用用用后后后后向向向向左左左左或或或或向向向向右右右右倾倾倾倾斜斜斜斜的的的

36、的角角角角度度度度不不不不大大大大于于于于10100 015150 0时时时时的的的的稳稳稳稳性性性性，又又又又称称称称为为为为小倾角稳性。小倾角稳性。小倾角稳性。小倾角稳性。2)2)大倾角稳性大倾角稳性大倾角稳性大倾角稳性 船舶受外力矩作用后向左或向右倾斜的角度大于船舶受外力矩作用后向左或向右倾斜的角度大于船舶受外力矩作用后向左或向右倾斜的角度大于船舶受外力矩作用后向左或向右倾斜的角度大于10100 015150 0时的稳性。时的稳性。时的稳性。时的稳性。3 3按倾斜时有无角加速度划分按倾斜时有无角加速度划分按倾斜时有无角加速度划分按倾斜时有无角加速度划分 1)1)静稳性静稳性静稳性静稳性

37、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。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。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。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)2)动稳性动稳性动稳性动稳性 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。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。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。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 4按船舱是否破损划分按船舱是否破损划分按船舱是否破损划分按船舱是否破损划分 1)1)完整稳性完整稳性完整稳性完整稳性 船舱

38、完整无破损时的稳性。船舱完整无破损时的稳性。船舱完整无破损时的稳性。船舱完整无破损时的稳性。2)2)破舱稳性破舱稳性破舱稳性破舱稳性 船舱破损浸水后的稳性。船舱破损浸水后的稳性。船舱破损浸水后的稳性。船舱破损浸水后的稳性。现在学习的是第14页，共45页2022/10/92022/10/914141 1初稳性初稳性初稳性初稳性 1 1）初稳性和初稳性方程式）初稳性和初稳性方程式）初稳性和初稳性方程式）初稳性和初稳性方程式 当船舶受到横向的当船舶受到横向的当船舶受到横向的当船舶受到横向的 风、浪或拖牵力以及风、浪或拖牵力以及风、浪或拖牵力以及风、浪或拖牵力以及 货物横向移动等作用货物横向移动等作用

39、货物横向移动等作用货物横向移动等作用 力时，船舶会发生横力时，船舶会发生横力时，船舶会发生横力时，船舶会发生横 倾。倾。倾。倾。这些外力往是这些外力往是这些外力往是这些外力往是 以力矩的形式作用以力矩的形式作用以力矩的形式作用以力矩的形式作用 在船上，所以称这些在船上，所以称这些在船上，所以称这些在船上，所以称这些 外力为横倾力矩，用外力为横倾力矩，用外力为横倾力矩，用外力为横倾力矩，用 符号符号符号符号“M M h h”表示。表示。表示。表示。现在学习的是第15页，共45页2022/10/92022/10/91515（1 1 1 1）船舶稳性的基本原理）船舶稳性的基本原理）船舶稳性的基本原理

40、）船舶稳性的基本原理 如如如如图图图图1-181-181-181-18所所所所示示示示，当当当当船船船船舶舶舶舶受受受受到到到到一一一一个个个个横横横横倾倾倾倾力力力力矩矩矩矩M M M M h h h h作作作作用用用用后后后后，船船船船舶舶舶舶从从从从正正正正浮浮浮浮向向向向一侧倾斜一个角度一侧倾斜一个角度一侧倾斜一个角度一侧倾斜一个角度(101010100 0 0 0151515150 0 0 0)，水线面由，水线面由，水线面由，水线面由WLWLWLWL移至移至移至移至W W W W1 1 1 1L L L L1 1 1 1，倾斜后：，倾斜后：，倾斜后：，倾斜后：重力重力重力重力W W

41、W W大小大小大小大小不变，因为在倾斜过程中没有重物的增减；不变，因为在倾斜过程中没有重物的增减；不变，因为在倾斜过程中没有重物的增减；不变，因为在倾斜过程中没有重物的增减；重心重心重心重心G G G G位置位置位置位置不变，因为在倾斜过程中没有重物移动；不变，因为在倾斜过程中没有重物移动；不变，因为在倾斜过程中没有重物移动；不变，因为在倾斜过程中没有重物移动；浮力浮力浮力浮力D D D D大小不变，因为重量不变，所以排水量也不变；大小不变，因为重量不变，所以排水量也不变；大小不变，因为重量不变，所以排水量也不变；大小不变，因为重量不变，所以排水量也不变；只只只只有有有有浮浮浮浮心心心心B B

42、 B B的的的的位位位位置置置置因因因因排排排排水水水水体体体体积积积积形形形形状状状状变变变变化化化化而而而而改改改改变变变变，由由由由原原原原来来来来的的的的B B B B向向向向倾倾倾倾斜斜斜斜一一一一侧侧侧侧移至移至移至移至B B B B l l l l。此此此此时时时时，重重重重力力力力W W W W和和和和浮浮浮浮力力力力D D D D的的的的方方方方向向向向虽虽虽虽垂垂垂垂直直直直于于于于新新新新的的的的水水水水线线线线面面面面W W W W1 1 1 1L L L L1 1 1 1，但但但但两两两两个个个个力力力力不不不不再再再再作作作作用用用用于于于于同同同同一一一一条条条条

43、垂垂垂垂线线线线上上上上，形形形形成成成成一一一一个个个个与与与与横横横横倾倾倾倾力力力力矩矩矩矩M M M M h h h h方方方方向向向向相相相相反反反反的的的的力力力力偶偶偶偶矩矩矩矩M M M M S S S S=D D D D GZGZGZGZ。称称称称该该该该力力力力偶偶偶偶矩矩矩矩为为为为船船船船舶舶舶舶复复复复原原原原力力力力矩矩矩矩(或或或或回回回回复复复复力力力力矩矩矩矩)，如如如如图图图图1-181-181-181-18所所所所示示示示。式式式式中中中中GZGZGZGZ值值值值是是是是船船船船舶舶舶舶重重重重力力力力与与与与浮浮浮浮力力力力之之之之间间间间的的的的垂垂垂

44、垂直直直直距距距距离离离离，称称称称为为为为复复复复原原原原力力力力臂臂臂臂，也也也也称称称称为为为为静静静静稳稳稳稳性性性性力臂，用符号力臂，用符号力臂，用符号力臂，用符号“l l l l”表示。表示。表示。表示。现在学习的是第16页，共45页2022/10/92022/10/91616 （2 2）稳心）稳心）稳心）稳心MM与稳心半径与稳心半径与稳心半径与稳心半径BMBM 浮心浮心浮心浮心B B的移动轨迹的移动轨迹的移动轨迹的移动轨迹BBBB1 1称为浮心曲线。称为浮心曲线。称为浮心曲线。称为浮心曲线。浮浮浮浮心心心心曲曲曲曲线线线线的的的的曲曲曲曲率率率率中中中中心心心心(即即即即圆圆圆圆

45、弧弧弧弧线线线线的的的的圆圆圆圆心心心心)称称称称为为为为船船船船舶舶舶舶稳稳稳稳心心心心，用用用用符符符符号号号号“M”M”表表表表示示示示。稳稳稳稳心心心心MM又又又又可可可可看看看看作作作作是是是是船船船船舶舶舶舶小小小小倾倾倾倾角角角角倾倾倾倾斜斜斜斜前前前前后后后后浮浮浮浮力力力力作作作作用用用用线线线线的的的的交交交交点点点点。稳稳稳稳心心心心MM可可可可以以以以认认认认为为为为是是是是一一一一个个个个固固固固定定定定点点点点，其其其其高高高高度度度度坐坐坐坐标用标用标用标用Z ZMM表示。表示。表示。表示。浮心曲线的半径浮心曲线的半径浮心曲线的半径浮心曲线的半径BMBM称为称为称

46、为称为稳心半径，稳心半径，稳心半径，稳心半径，用符号用符号用符号用符号“r”r”表示。表示。表示。表示。Z ZMM、Z ZB B和和和和r r，都都都都是是是是与与与与船船船船舶舶舶舶尺尺尺尺度度度度和和和和形形形形状状状状有有有有关关关关的的的的参参参参数数数数 可可可可分分分分别别别别表表表表示示示示为为为为Z ZMM =f f（d d）、Z ZB B =f f（d d）、r r=f f（d d）。当当当当吃吃吃吃水水水水已已已已知知知知时时时时，可可可可以以以以在在在在船船船船舶舶舶舶静静静静水水水水力力力力曲曲曲曲线线线线图图图图中中中中查查查查到到到到Z ZMM和和和和Z ZB B，

47、同同同同时时时时可求出可求出可求出可求出BM=ZBM=ZMMZZB B。（。（。（。（所以说所以说所以说所以说BMBM的大小体现着船舶尺度和船体形状对稳性的影响的大小体现着船舶尺度和船体形状对稳性的影响的大小体现着船舶尺度和船体形状对稳性的影响的大小体现着船舶尺度和船体形状对稳性的影响）。）。）。）。稳心半径稳心半径稳心半径稳心半径 BM BM 还可按近似公式计算。还可按近似公式计算。还可按近似公式计算。还可按近似公式计算。BM=r=BM=r=r r B B2 2 /d /d（mm）（1-121-12）式中：式中：式中：式中：B B船宽，船宽，船宽，船宽，mm；r r 稳心半径系数，普通商船的

48、船型稳心半径系数，普通商船的船型稳心半径系数，普通商船的船型稳心半径系数，普通商船的船型 r r=0.080.09=0.080.09，一般取，一般取，一般取，一般取0.080.08左右。左右。左右。左右。由由由由式式式式112112可可可可见见见见，r r B B2 2 /d d，而而而而船船船船宽宽宽宽B B随随随随吃吃吃吃水水水水d d变变变变化化化化很很很很小小小小，所所所所以以以以r r 随随随随吃吃吃吃水水水水d d的的的的增增增增加加加加而而而而逐渐地减小逐渐地减小逐渐地减小逐渐地减小-现在学习的是第17页，共45页2022/10/92022/10/91717（3 3）初稳性方程式

49、）初稳性方程式）初稳性方程式）初稳性方程式 根根根根据据据据船船船船舶舶舶舶稳稳稳稳性性性性的的的的基基基基本本本本原原原原理理理理，船船船船舶舶舶舶复复复复原原原原力力力力矩矩矩矩MMS S=D D GZGZ。由由由由于于于于船船船船舶舶舶舶初初初初稳稳稳稳性性性性时时时时稳稳稳稳心心心心MM是是是是一一一一个个个个固固固固定定定定点点点点，所所所所以以以以在在在在直直直直角角角角三三三三角角角角形形形形GZMGZM中中中中，GZ GZ=GM GM sin sin ，于是有：，于是有：，于是有：，于是有：Ms=DMs=D GZ=DGZ=D GM sin GM sin （1-131-13）式中

50、：式中：式中：式中：GMGM初稳性高度，初稳性高度，初稳性高度，初稳性高度，mm；船舶横倾角，船舶横倾角，船舶横倾角，船舶横倾角，10100 015150 0。式式式式1 11313称为船舶初稳性方程式称为船舶初稳性方程式称为船舶初稳性方程式称为船舶初稳性方程式或称稳性力矩公式。或称稳性力矩公式。或称稳性力矩公式。或称稳性力矩公式。现在学习的是第18页，共45页2022/10/92022/10/91818 2)2)初稳性高度初稳性高度初稳性高度初稳性高度GMGM 船舶在初稳性时，稳心船舶在初稳性时，稳心船舶在初稳性时，稳心船舶在初稳性时，稳心MM在重心在重心在重心在重心GG以上的高度称为初稳性