1、.,1,第四章 船舶吃水差,船舶吃水差是表示船舶浮態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)，它的大小主要取決于船舶的裝載情況。吃水差對船舶的快速性、適航性和操縱性具有重大的影響。為保證船舶運(yùn)輸安全，要求船舶具有適度的吃水差和前、后吃水。,.,2,教學(xué)目標(biāo)及基本要求： 了解吃水差對船舶航海性能影響；熟練計(jì)算不同裝載情況下的吃水差及調(diào)整；學(xué)會(huì)使用吃水差圖表。 重點(diǎn)： 對吃水差的要求，吃水差與首尾吃水的計(jì)算和調(diào)整方法。 難點(diǎn)： 吃水差調(diào)整的計(jì)算。,.,3,教學(xué)內(nèi)容： 學(xué)時(shí) 對船舶吃水差的要求 吃水差與首尾吃水的計(jì)算與調(diào)整 2 吃水差與首尾吃水計(jì)算圖表 2,.,4,第一節(jié)吃水差基本概念及要求 第二節(jié)吃水差及首尾吃水計(jì)算 第三

2、節(jié)吃水差圖表及應(yīng)用,.,5,第一節(jié) 吃水差基本概念及要求,一、吃水差基本概念 船舶首吃水與尾吃水相差的數(shù)值叫吃水差（Trim），用符號t表示。其計(jì)算公式如下： tdF一dA（m） 式中： dF 首吃水(Fore draft )，m； dA 尾吃水（Aft draft )，m。 當(dāng)船舶首、尾吃水相等即吃水差t等于零時(shí)，稱為平吃水（Even Keel）；當(dāng)首吃水大于尾吃水時(shí)，稱作首傾(Trim by bead )，俗稱拱頭；當(dāng)尾吃水大于首吃水時(shí)稱作尾傾(Trim by stern),俗稱尾沉。需要注意的是，有些國家（如日本、德國等）習(xí)慣將吃水差定義為t = dA一dF，以避免船舶在航行中通常處于尾

3、傾狀態(tài)的吃水差出現(xiàn)負(fù)值。,.,6,二、吃水差對船舶的影響 吃水差主要影響船舶的操縱性、快速性和耐波性。對于船舶穩(wěn)性、船體縱向受力狀況、通過淺水區(qū)時(shí)允許的船舶最大排水量及部分港口使費(fèi)的支出等也有影響。船舶吃水差的大小直接影響螺旋槳和舵的人水深度，對操縱性和航速有直接的影響。船舶尾傾過大，會(huì)使操縱性能變差，易偏離航向，船首部底板易受波浪拍擊而導(dǎo)致?lián)p壞，同時(shí)還不利于駕駛臺的的繚望；船舶首傾過大，因螺旋槳和舵的人水深度減小，從而導(dǎo)致航速降低，航向穩(wěn)定性變差，首部甲板易上浪，而且船舶縱搖時(shí)，螺旋槳和舵葉易露出水面，主機(jī)負(fù)荷不均勻，造成飛車，影響主機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。,.,7,三、對船舶吃水及吃水差的要求 1吃

4、水差產(chǎn)生的原因 吃水差是船舶縱傾的一種表現(xiàn)。船舶之所以發(fā)生縱傾，是因?yàn)檎r(shí)船舶受到一縱傾力矩（Moment toChange Trim）作用。而縱傾力矩是由于船舶重力縱向分布作用點(diǎn)與正浮時(shí)的浮力作用點(diǎn)不在同一條垂線而產(chǎn)生的。如圖所示，當(dāng)船舶的重心G1與正浮狀態(tài)下浮力作用點(diǎn)B0不在同一條與基線相垂直的垂線上時(shí)，船舶的平衡條件就會(huì)遭到破壞。此時(shí)，重力和浮力構(gòu)成一個(gè)力偶矩（縱傾力矩），使船舶繞漂心的縱傾軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生縱傾角。同時(shí)，縱傾角的出現(xiàn)將使水下船體形狀發(fā)生變化，浮心由B0移至B1；當(dāng)B1與G1在一條與新水線相垂直的垂線上時(shí)，則船舶達(dá)到新的平衡，于是產(chǎn)生了吃水差。,.,8,.,9,2對船舶吃

5、水差的要求 船舶航行中適當(dāng)?shù)奈矁A值應(yīng)根據(jù)具體船舶的不同裝載狀態(tài)確定。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，萬噸級 貨船適度吃水差為：滿載時(shí)尾傾0.30.5m；半載時(shí)尾傾0.60. 8m；空載時(shí)尾傾0.91.9m;對于速度較高的船舶，出港前靜態(tài)時(shí)允許稍有首傾，航行時(shí)由于舷外水的壓強(qiáng)相對降低，可使船舶處于一定尾傾。大噸位船舶滿載進(jìn)出港口或通過淺水區(qū)時(shí)因水深限制而要求平吃水，以免擱淺，并有利于多裝貨物。 船舶空載時(shí)的吃水差要求，一般都以螺旋槳具有足夠的浸水深度為前提。因此，空船時(shí)船舶須具有較大的尾傾值，以保證螺旋槳的推進(jìn)效率和舵的反應(yīng)效率。,.,10,由于船舶縱傾（或吃水差）狀態(tài)不同，其水線下流線型船體形狀會(huì)有明顯的差別，

6、從而直接影響船舶的阻力、穩(wěn)性和船體受力等，因此，船舶在一定船速和排水量狀態(tài)下通過不斷調(diào)整船 舶縱傾，就必然能找到船舶的最佳縱傾狀態(tài)。在該狀態(tài)下，兼顧滿足船舶穩(wěn)性和縱強(qiáng)度要求的條件下船舶所受的阻力最小，或同樣主機(jī)功率下船速最快。目前，不少船舶的資料中已提供有經(jīng)船模試驗(yàn)后繪制的船帕最佳縱傾曲線圖譜。,.,11,3. 空船航行的吃水要求 船舶在空載時(shí)，為了節(jié)約能源總力圖減少壓載重量，但考慮到過小吃水會(huì)影響船舶的穩(wěn)性，不利于安全航行，故空載航行的船舶必須進(jìn)行合理壓載。一般認(rèn)為，空載船舶壓載航行時(shí)，至少應(yīng)達(dá)到夏季滿載吃水的50%以上，冬季航行時(shí)因風(fēng)浪較大，應(yīng)使其達(dá)到夏季滿載吃水的5560%。,.,12,

7、近年來，國際上已研究出在營運(yùn)條件下允許的最小首吃水及最小平均吃水的要求。上海船舶運(yùn)輸研究所在分析了IMO浮態(tài)衡準(zhǔn)后，建議我國遠(yuǎn)洋航行船舶的最小首吃水d F min及最小平均吃水dMmin應(yīng)滿足以下要求： （1）當(dāng)LBP150m時(shí)， d F min0.025 LBP dMmin 0.02 LBP+2 （ 2）當(dāng)LBP 150m時(shí)， d F min0.012 LBP+2 dMmin 0.02 LBP+2 式中： LBP_船舶垂線間長，m。,.,13,應(yīng)該指出，對于專用船舶，如液體散貨船、固體散貨船、集裝箱船等，其壓載能力一般都能滿足上述最小吃水要求；對于萬噸級貨船，因其空船排水量約占夏季滿載排水量

8、的25%35%，故為保證船舶吃水要求得到滿足，全船壓載水及航次儲備總和應(yīng)達(dá)到夏季滿載排水量的25左右方可；對于5000 7000噸級的遠(yuǎn)洋尾機(jī)型船，因壓載艙容量偏小，有時(shí)難以達(dá)到要求，工作中如果發(fā)現(xiàn)船舶狀態(tài)偏離衡準(zhǔn)值過大，則應(yīng)引起警惕，謹(jǐn)慎駕駛。,.,14,第二節(jié) 吃水差及首尾吃水計(jì)算,一、吃水差計(jì)算原理 若改變每厘米吃水差的船舶縱向復(fù)原力矩為MTC 。則按復(fù)原力矩(100tMTC )等于傾側(cè)力矩（MT)即能求得船舶吃水差的計(jì)算公式： 100tMTC= MT,.,15,二、吃水差與首尾吃水的基本計(jì)算方法,.,16,三、適合少量載荷變動(dòng)時(shí)吃水差與首尾吃水的計(jì)算方法 P70和P71公式 四、吃水差

9、的調(diào)整 如果在計(jì)劃裝載或?qū)嶋H裝載中發(fā)現(xiàn)船舶的吃水差不符合要求時(shí)，就必須進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整方法有以下兩種： 1貨物縱向移動(dòng),.,17,.,18,2選擇適當(dāng)艙位加減載荷 營運(yùn)船舶經(jīng)常通過選擇合適艙位打入或排出壓載水的方法來調(diào)整吃水差。一般其調(diào)整量多數(shù)在少量載荷范圍內(nèi)與式（5-18)基本相同，先設(shè)將加減的載荷重心置于過漂心軸上的任一位置此時(shí)船舶的吃水差保待不變?nèi)缓笤購脑撐恢脤⑤d荷移至其實(shí)際裝載處。,.,19,五、保證適當(dāng)吃水差的經(jīng)驗(yàn)方法 為了在確定全船各艙配貨重量時(shí)就能兼顧到滿足適當(dāng)吃水差的要求，減少裝貨完畢后需 要大幅度調(diào)整吃水差的情況出現(xiàn)，廣大船員在實(shí)踐中總結(jié)出了不少經(jīng)驗(yàn)，歸納如下： 1.按經(jīng)驗(yàn)得出

10、的各艙配貨重量的合適比例配貨。各艙配貨重量占全船裝貨總重量的合適 比例，隨船舶的機(jī)艙位置、貨艙和液體艙的大小及布置等的不同而變化。對于同一船舶，其合適比例也隨船舶排水量的不同而變化。即使對于同一船舶在相同排水量下，兼顧縱強(qiáng)度要求的保證適當(dāng)吃水差的各艙配貨重量合適比例也有多種方案可以通過計(jì)算或由長期積累的船舶積載數(shù)據(jù)獲得。,.,20,2.按艙容比例配貨，但首尾艙內(nèi)留出一定量的機(jī)動(dòng)貨載供臨裝貨結(jié)束前作調(diào)整吃水差之用。通常選擇對船舶吃水差調(diào)整效果明顯的首尾貨艙留出機(jī)動(dòng)貨載。由于需要兼顧滿足其他要求，因此在首尾艙條件不具備時(shí)也可以選擇遠(yuǎn)離船中的其他貨艙留出機(jī)動(dòng)貨載供吃水差調(diào)整之用。對動(dòng)機(jī)貨載一般要求同

11、時(shí)滿足： 1）貨載重量既應(yīng)控制在船舶縱強(qiáng)度的容許范圍內(nèi)，又能滿足調(diào)整吃水差的要求，通常取船舶夏季滿載排水量的1 - 2左右； 2）所選貨載應(yīng)當(dāng)與擬定調(diào)整艙室內(nèi)的貨物相容。,.,21,第三節(jié) 吃水差圖表及應(yīng)用,用公式一計(jì)算吃水差比較麻煩。實(shí)際工作中，為簡化計(jì)算，船舶資料中常配備不同形式的計(jì)算圖表，以方便駕駛員使用。但無論何種形式的圖表，其設(shè)計(jì)原理都相同。,.,22,作業(yè)： 1.計(jì)劃向船長 150m 的船上裝載 150t 貨物，已知船舶漂心在中后 4.6m 處， TPC=24.8t/cm ， MTC=9.81 209KN.m/cm ，并設(shè)這些數(shù)據(jù)在裝載后不變，試求： 貨物裝載在漂心前 40m 處時(shí)

12、，船舶前后吃水各變化多少？ 為使尾吃水不變，該貨物應(yīng)裝在離漂心幾米處？ 2.某輪裝貨到 dF = 7.2m ， dA = 8.2m ，尚留有 200t 貨物擬裝在 NO1 和 NO5 艙，問兩艙應(yīng)各裝多少噸才能使吃水差為 -0.7m ？（已知 d m = 7.7m 時(shí)，查得 MTC=9.81 200KN.M/cm ， Xf =0 ，且 NO1 和 NO5 艙艙容中心距中距離為 X1=+ 50m,X5= -50m ）。,.,23,3.Q 輪空船吃水為 dF=2.4m,dA=3.6m ，為進(jìn)塢修理，允許的最大尾吃水值為 3.40m ，為此應(yīng)在首尖艙打入多少噸壓載水方能達(dá)到目的？（ 令 Xf =+

13、1.0m ， TPC=20t/cm,MTC=9.81 130kn.m/cm ） 4.Q 輪裝貨結(jié)束前觀測首吃水dF=8.1m ， dA=7.6m 尚有 150t 貨擬裝于 NO5 二層艙（ Xp= -55.55m ），問貨物全部裝船后能否尾傾？,.,24,5 某輪船長 158m 滿載礦石抵達(dá)長江口外的綠華山駁載錨地，當(dāng)時(shí)船舶排水量為 35000t ， dF = 9.70m ， dA = 10.08m ，決定駁載后于次日乘中浚高潮過銅沙淺灘進(jìn)口。已知次日中浚高潮潮高為 3.15m ，銅沙淺灘基準(zhǔn)水深為 7.00m ，過淺灘時(shí)要求富裕水深為 0.70m ，銅沙淺灘處海水比重為 1.010 ，綠華山

14、錨地海水比重為 1.025,MTC=9.81 400Kn.m/cm ， Xf = -5.0m ，今欲在 NO2 艙（重心距中 40m ）和 NO6 艙（重心距中 -45m ）開艙駁卸，問各艙應(yīng)駁卸多少噸方可調(diào)平吃水安全通過淺灘？（ 設(shè) TPC =45t/cm ）。,.,25,6某輪抵某港錨地時(shí)，滿載吃水為dF=8.50m ， dA=9.50m ，該港允許最大吃水為 8.00m 。已知該輪此時(shí)的 Xf = -1.70m ， MTC=230 9.81Kn.m/cm ， TPC=26t/cm ， Lbp = 140m 。問至少在 NO2 貨艙（ X2 = 31m ）和 NO4 貨艙（ X4 = -11m ）處各駁多少噸貨，方能達(dá)到 8.00m 平吃水進(jìn)港？ 7某輪滿載到達(dá)某錨地,dF=8.30m,dA=9.10m此時(shí)MTC=9.81223.5Kn.m/cm ,TPC=25.5t/cm ， Xf = -5.4m ，欲調(diào)平吃水進(jìn)港，問應(yīng)在中后 55m 處駁卸多少噸？駁卸后平均吃水為多少？（ Lbp = 148m ）。,.,26,8 某輪滿載排水量為 19000t 船長 160m ，經(jīng)計(jì)算得垂向總力矩為 146300(9.81KN.m) ，縱向總力矩中前為 23200(9.81KN.m) ，中后為 27340(9.81KN.m) ，求該