船舶原理与配载 子任务二 船舶稳性计算 船舶稳性计算.docx

《船舶原理与配载》 讲义 第 PAGE 2页 共 NUMPAGES 5页 船舶稳性计算 一、船舶初稳性高度的计算 船舶稳性的大小与船舶在倾斜时所能产生的复原力矩MR(righting moment）或复原力臂LR（righting lever）的大小有关。船舶在小倾角横倾时所能产生的复原力矩可以用下式求得： MR ＝ △·GM·sin（9.81 kN·m） 式中：△ — 船舶排水量（t）； — 船舶横倾角度（。）； GM — 初稳性高度（m）。 由上式可知，船舶初稳性的大小与船舶初稳性高度GM（initial stability height）成正比，可以把初稳性高度GM值作为衡量船舶初稳性大小的尺度。要使船舶产生正的复原力矩，船舶初稳性高度GM必须为正值。 由图2-2可知，初稳性高度GM可以由下式求得： GM ＝ KM - KG（m） 式中：KM — 船舶横稳心距基线高度（m），可根据 船舶平均型吃水或排水量在船舶静水 力资料中查得； KG — 船舶重心距基线高度（m），其值与船 舶总的垂向力矩以及排水量大小有关， 按下式求得： 图2-2 式中：Pi — 构成船舶排水量的各项重量(t)，包括空船重量△L，船舶常数C，各货舱货物重量 ∑Q，各油水舱中的油水重量以及船员、行李、粮食、供应品等重量∑G； Zi — 构成船舶排水量的各项重量的重心距基线高度（m）； ∑Pi·Zi— 构成船舶排水量的各项重量所形成的总的垂向力矩（9.81 kN·m），可用 Mz 表示； △ — 船舶排水量（t）。 在计算KG值时，涉及到空船重量、空船重心距基线高度以及各载荷重心距基线高度的取值问题，下面介绍确定的方法： 1.空船重量及空船重心距基线高度 空船重量及空船重心距基线高度可以在船舶资料中查得。 2.各载荷重心距基线高度 确定各载荷重心距基线高度有多种方法。 （1）液体载荷重心距基线高度的确定 各液体舱液体载荷重心距基线高度应分舱加以确定： ①满舱时，以该液舱舱容中心距基线高度作为舱内液体载荷重心距基线高度。各液舱舱容中心距基线高度可查液舱容积表。 ②未满舱时，如该舱有液舱容积曲线资料，可根据实际测得并经修正后的空档值查曲线加以确定。个别船上备有的液舱测深表（sounding table）中，有经修正后的液舱空档与液体载荷重心距基线高度关系资料，亦可使用。如船上没有这样的资料、图表，则可对各液体舱中的液体载荷重心距基线高度进行近似估算确定，近似估算方法同货物载荷。 （2）货物载荷重心距基线高度的确定 如需要较为精确的数据，可用以下两种方法，分别求取每票货物的重心距基线高度，再求取总的货物载荷重心距基线高度。 ①近似估算法 a 将同一舱内的货物中相邻的积载因数相近的货物合并视为一票货物； b 分别根据各票货物在舱内所占的舱容与该货舱的总容积之比，求出其近似的在舱内堆货高度Hi： 式中：Vci — 第i票货物在舱内所占的舱容（m3）(Vci = Pi · SFi )； Vch — 装第i票货物的货舱总容积（m3）； Hc — 装第i票货物的货舱舱高（m）。 c 对于船中部货舱，取0.5倍货堆高度作为该票货物重心距其基面高度；首尾部货舱，取0.6(有教材认为应取0.54～0.58)倍货堆高度作为该票货物重心距其基面高度； d 将各票货物的重心距其基面的高度加上货物基面距船舶基线的高度，求出各票货物的重心距基线高度Zi； e 根据下式计算舱内所有货物的合重心距基线高度Z′i: 式中：Pi — 舱内第i票货物的重量(t)； Zi — 第i票货物重心距基线高度（m）； ∑Pi·Zi — 舱内各票货物载荷产生的总的垂向重量力矩（9.81 kN·m）。 ②舱内货物合重心法 对于大多数杂货船，在确定舱内货物载荷重心距基线高度时，均以舱内所装货物的合体积中心作为该舱货物的合重心，如果货物已满舱，则取舱容中心作为货物合重心。具体方法是：无论舱内装了几票货，也不论其积载因数的大小，将这几票货物的体积相加，求出总的体积。然后根据上述的近似估算法原理，确定这几票货物在舱内总的堆高和货物的合重心距基线高度。 因为配货的原则一般掌握将重货配于货舱的底部，而将轻货配于货舱的上层，所以用这种方法确定的全船货物载荷重心距基线高度，比实际全船货物载荷重心距基线高度要高。所求得的GM值比实际值为小