第五章 保证船舶具有适当的吃水差

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1、5.1对船舶吃水差的要求一．吃水差对船舶的影响1．吃水差船舶首、尾吃水的差值称为吃水差t，即：t=dF－dA。国外有的定义为：t=dA－dF。2．吃水差与纵向浮态(1)t=0，表示首吃水等于尾吃水，称为平吃水。(2)t>0，表示首吃水大于尾吃水，称为首倾。(3)t<0，表示首吃水小于尾吃水，称为尾倾。3．吃水差的重要性吃水差对船舶的操纵性、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

2、结构；满载时，使转船作用点后移，影响舵效。二．对船舶吃水差及空载吃水的要求目前，对船舶吃水差还没有强制性要求，各船舶根据具体航次的具体情况确定适当的吃水差，有一些经实践证明是比较合适的吃水差经验值可供参考。但对空载吃水和吃水差有明确的要求。1．吃水差要求经验证明，万吨级海船较佳的吃水差为适当尾倾：满载：t=－0.3~－0.5m半载：t=－0.6~－0.8m轻载：t=－0.3~－0.5m2．空载吃水和吃水差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：空载吃水差：

3、t

4、＜2.5%L，使纵倾角φ

5、＜1.5°；尾吃水：要求达到螺旋桨沉深直径比h/D＞0.8～0.9；（教材小）平均吃水：一般要求dm＞50%夏季满载吃水；冬季航行要求dm＞55%夏季满载吃水；最小平均吃水dm≥0.02L+2（m）首吃水：L≤150m，dF≥0.025L（m）L＞150m，dF≥0.012L+2（m）5.2吃水差与首尾吃水的计算和调整一．吃水差的计算原理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

6、用在船体上的纵倾力矩MT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。在船舶静水力参数图表上可根据排水量或平均吃水查取。3．计算原理利用厘米纵倾力矩，若已知纵倾力矩，就可以按比例推算出吃水差的大小。注意：教材此处的吃水差t与船舶原理中的吃水差有所不同。二．基本计算方法基于上述计算原理推出的基本计算方法，要受到小倾角条件的限制，但对装卸载荷或纵向移动载荷的大小没有限制。1．吃水差计算式船舶重力作用线与浮力作用线不共线时，重力与浮力构成一对力偶，即产生

7、纵倾力矩MT，其大小为作用力（重力或浮力，用排水量Δ表征）与力偶臂（重心纵向坐标Xg与浮心纵向坐标Xb的差值）的乘积，即：由此产生吃水差，其计算式为：2．首、尾吃水计算式船舶纵倾变化好比跷跷板，一头沉下去，另一头就跷起来。在小倾角条件下，船体这个特殊的“跷跷板”的转轴在漂心F处。如图5－1所示，直角ΔACE分别与直角ΔFAD、直角ΔBCF相似，注意：由（5.1）、（5.2）式计算出的吃水差t为实际值，与变动前吃水差没有关系，故由（5.3）式计算的首、尾吃水为实际值。3．首吃水差系数TFF和尾吃水差系数TFA将（5.1）、（5.2）式带入（5.3）式，得：式中，TFF、TFA称为首吃水

8、差系数和尾吃水差系数，仅为排水量Δ的函数。不少船舶的资料中提供由TFF=f（Δ）、TFA=f（Δ）曲线或数据表可供查用，则首尾吃水dF、dA的计算式可简化为（5.5）式。其中，平均吃水dm也可依排水量查静水力曲线得出。三．装卸少量载荷时吃水差与首尾吃水计算方法1．计算条件（1）少量载荷：小于10%船舶当时排水量；（2）假定装卸少量载荷前后船舶水线面面积、MTC等保持不变。（3）平行沉浮条件：在漂心处装卸载荷可近似保持平行沉浮。2．计算式（与船舶原理式相同）设装卸少量载荷P，符号装取正、卸取负，其纵向坐标为XP；装卸前排水量为Δ，重心纵向坐标为Xg，浮心纵向坐标为Xb，吃水差为t；装卸

9、后排水量为Δ+P，重心纵向坐标为Xg1，浮心纵向坐标为Xb1，吃水差为t1；装卸前后吃水差变化量为δt；厘米吃水吨数TPC，厘米纵倾力矩MTC，漂心坐标Xf保持不变。例题（教材P73例5－2）已知Q轮，L=148m，某航次装货后，首吃水dF=5.78m，尾吃水dA=6.50m，TPC=22.88t/cm，MTC=175.23t.m/cm，Xf=－0.68m，现要加装240t。为安全驶过浅滩，问应将此货装于何处才能保持船舶尾吃水不变？装货后船舶首吃水是多少？