第五章船舶吃水差的计算与调整
船舶吃水差的概念与基本计算
船舶吃水差的概念与基本计算第一节船舶吃水差的概念与基本计算一、吃水差概述1. 吃水差(trim)概念当t = 0时，称为平吃水(Even keel)；t = d F－d A当t > 0时，称为首倾(Trim by head)；当t < 0时，称为尾倾(Trim by stern)。
2. 吃水差对船舶航海性能的影响快速性操纵性耐波性等首倾时轻载时螺旋桨沉深比下降，影响推进效率。
轻载时舵叶可能露出水面，影响舵效。
满载时船首容易上浪。
过大尾倾时轻载时球鼻首露出水面过多，船舶阻力增大。
水下转船动力点后移，回转性变差。
轻载时船首盲区增大，船首易遭海浪拍击。
3. 适当吃水差的范围1)载货状态下，对万吨级货轮：满载时：t = -0.3～-0.5 m半载时：t = -0.6～-0.8 m轻载时：t = -0.9～-1.9 m2)空载航行时：◎一般要求dm ≥ 50%d s（冬季航行dm ≥ 55%d s）I/D ≥0.65～0.75| t | ＜2.5%L bp其中：d s——船舶夏季满载吃水(m)；I ——螺旋桨轴心至水面高度(m);D ——螺旋桨直径(m)。
◎推荐值当L bp≤ 150m时d Fmin≥ 0.025L bp( m )d mmin ≥ 0.02L bp + 2 ( m )当L bp > 150m 时d Fmin ≥ 0.012L bp + 2 ( m )d mmin ≥ 0.02L bp + 2 ( m )二、吃水差产生的原因1. 纵向上，船舶装载后总重心与正浮时的浮心不共垂线，即g b x x ≠2. g x 的求法合力矩定理()i i g P x x ∑?=?三、吃水差的基本计算1. 纵向小倾角静稳性理论证明，船舶在小角度纵倾时，其纵倾轴为过初始水线面漂心的横轴，在排水量一定时，纵倾前后相临两浮力作用线的交点L M 为定点，L M 称为纵稳心。
sin tan RL L L L BPt M GM GM GM L ??=≈= 2. 每厘米纵倾力矩MTC ：吃水差改变1cm 所需要的纵倾力矩，可由资料查得。
船舶水尺吃水纵倾修正方法
船舶水尺吃水纵倾修正方法
在船舶发生纵倾的情况下，要计算船舶的排水量，需要考虑到吃水标志与艏艉垂线或船舯线不重合的情况。
这时观测的吃水与实际吃水存在一定的差值，需要进行艏艉吃水或船舯吃水修正。
具体方法如下：
1. 修正后的实际吃水：
艏吃水df = df’ + Clf
艉吃水da = da’ + Cla
舯吃水dm = dm’ + Clm
2. 吃水修正值的计算：
当吃水差t > 0时，即首倾：Clf = tLf/(Lbp-Lf-La)，为正值，符号与“t”相同；Cla = -tLa/(Lbp-Lf-La)，为负值，符号与“t”相反。
当t < 0时，即尾倾：Clf = tLf/(Lbp-Lf-La)，为负值，符号与“t”相同；Cla = -tLa/(Lbp-Lf-La)，为正值，符号与“t”相反。
3. 船舯吃水修正：如果船舯水尺标志不在船中，需要进行船中修正。
修正值Clm的符号与其相对于船中载重线标志的位置和吃水差符号有关。
具体修正方法如下：
如果吃水标志位于舯后时：艏倾Clm为正，艉倾为负。
如果吃水标志位于舯前时：艏倾Clm为负，艉倾为正。
在计算中需要注意，当吃水差小于米时，可以忽略不计。
此外，上述公式中的符号确定主要取决于两个因素：一是吃水差符号，二是Lf和La相对于艏艉垂线的位置。
因此，在进行修正时，应仔细考虑这两个因素。
以上内容仅供参考，如需更专业的信息，建议咨询航海方面的专家或查阅航海相关的书籍。
船舶吃水差的概念与基本计算
第一节船舶吃水差的概念与基本计算一、吃水差概述1. 吃水差(trim)概念当t = 0时，称为平吃水(Even keel)；t = d F－d A当t > 0时，称为首倾(Trim by head)；当t < 0时，称为尾倾(Trim by stern)。
2. 吃水差对船舶航海性能的影响快速性操纵性耐波性等首倾时轻载时螺旋桨沉深比下降，影响推进效率。
轻载时舵叶可能露出水面，影响舵效。
满载时船首容易上浪。
过大尾倾时轻载时球鼻首露出水面过多，船舶阻力增大。
水下转船动力点后移，回转性变差。
轻载时船首盲区增大，船首易遭海浪拍击。
3. 适当吃水差的范围1)载货状态下，对万吨级货轮：满载时：t = -0.3～-0.5 m半载时：t = -0.6～-0.8 m轻载时：t = -0.9～-1.9 m2)空载航行时：◎一般要求dm ≥ 50%d s（冬季航行dm ≥ 55%d s）I/D ≥0.65～0.75| t | ＜2.5%L bp其中：d s——船舶夏季满载吃水(m)；I ——螺旋桨轴心至水面高度(m);D ——螺旋桨直径(m)。
◎推荐值当L bp≤ 150m时d Fmin≥ 0.025L bp( m )d mmin ≥ 0.02L bp + 2 ( m )当L bp > 150m 时d Fmin ≥ 0.012L bp + 2 ( m ) d mmin ≥ 0.02L bp + 2 ( m ) 二、吃水差产生的原因1. 纵向上，船舶装载后总重心与正浮时的浮心不共垂线，即g b x x ≠2. g x 的求法 合力矩定理 ()i i g P x x ∑⋅=∆三、吃水差的基本计算 1. 纵向小倾角静稳性理论证明，船舶在小角度纵倾时，其纵倾轴为过初始水线面漂心的横轴，在排水量一定时，纵倾前后相临两浮力作用线的交点L M 为定点，L M 称为纵稳心。
sin tan RL L L L BPt M GM GM GM L ϕϕ=∆⋅⋅≈∆⋅⋅=∆⋅⋅2. 每厘米纵倾力矩MTC ：吃水差改变1cm 所需要的纵倾力矩，可由资料查得。
船舶吃水差计算讲解
P d 100TPC
( m)
P 符号： 装正卸负
（2）纵移，计算δt和t1
t
ห้องสมุดไป่ตู้
P(XP X f ) 100MTC
(m)
船舶吃水差及首尾吃水的计算
t1 t t (m)
（3）计算 dF1，dA1
Xf d F 1 d F d t 0.5 ( m) L Xf d A1 d F 1 t1 d A d t 0.5 L
( m)
例题10-2
某船由某港开航时Δ=20122t，dF=8.50m， dA= 8.90m，航行途中油水消耗：燃油300t（ xp=-10.50m），柴油20t（xp=-40.00m），淡水 90t（xp=-68.00m）， 求船舶抵港时的dF1，dA1 。 已知Δ=20122t时 xf=-1.42m，TPC=25.5 t/cm，MTC=9.81×225.1 KNm/cm，Lbp=140m。
船舶吃水差及首尾吃水的计算
一、基本计算方法（适用于积载设计）
（） 1 t
( X g Xb ) 100 MTC
(m)
( Pi X i ) Xg
Xf （2）d F d m t 0.5 L
(m)
Xf (3) d A d F t d m t 0.5 (m) L
例题10-1
（2）求压载水调拨后的dF1，dA1
Xf d F 1 d F t 0.5 L 1.54 8.29 0.36 0.5 8.47 m 140 d A1 d F 1 t1 8.47 (0.64) 9.11m
关于稳性与船舶吃水差的调整的认识
匕科技．凰关于稳性与船舶吃水差的调整的认识熊丁(江苏海事职业技术学院，江苏南京211170)睛要]物体的运动包括平动和转动，平动涉及到力，转动涉及到力矩，要研究物体的运动当然离不开对源头的追溯，即对力和力矩的分析j要解决船舶的运动也是同样的道理。
船舶在航行中受到外力后倾斜，如何回复；当船舶要调整到某个倾斜角度，如何去做。
下面都分别做了论述。
饫锺阑】回复力偶；稳】生；吃水差；风力1保证稳性的重量分配船舶在重量上的纵向分配是保证纵向强度的经验做法，同样在垂向上分配的经验做法是所有货重的百分之三十五左右分配在二层舱，底舱分配余下的重量，当然，多层舱的船舶分配的量略有不同，按照经验，船舶重心低能保证具有足够的稳性，表面上去看，稳性仅仅和船舶的重心有直接的关系，下面我们从力和力矩的角度去理1生看待这样的问题。
11力的传动性和平行移动船舶正浮于水上，在不受外力的作用下，重力与浮力必然保持平衡，我们知道保#-T4鼾的力有这样的特点，力的大小相等方向相反并且共线。
对于刚体(即受到力的作用时，物体变形可以忽略一般被视为刚体)来说其上单独作用一力F，与作用一力F同时再加任意一对平衡力是完全等效的，按此推理得出结论：1)力F沿着其延长线移动到刚体上某处和力移动前的状态完全等效。
2)物体在A点处受力F1，把力F1平行移动到B点处，A与B间距Lo在A处我们加上一对平衡力F2和F3，F2与F1同向且相等。
那么力F1平行移动后物体的整个受力情况是，物体受到F2(F1=F2)力作用同时．#t曾／J07-F1和F3构成的力偶，力偶距大小为F1口Lo12回复力矩与倾覆力矩船舶在受到一侧风力的作用，按经验判断船舶必定顺着风向一例倾斜，但倾斜并不是因为风力，力是物体间的相互柳械作用，力本身只会让物体平动，而力矩才可以让物体转动。
在风力的作用下船舶有J顷风向一侧移动的趋势，船舶运动给水推力，根据作用力与反作用力，水必然给船舶一大，J、丰目等方向相反的力，作用点当然位于水下，而船舶露出水面的部分才会受到风压力F，F=P[]A：F：为船舶一侧受到风力：P：风压强：A：受风侧投影面积。
船舶吃水差解析PPT课件
2．对船舶吃水差的要求
船舶航行中适当的尾倾值应根据具体船舶 的不同装载状态确定。实践经验表明，万吨级
货船适度吃水差为：满载时尾倾—；半载时尾 倾—0. 8m；空载时尾倾—1.9m;对于速度较高 的船舶，出港前静态时允许稍有首倾，航行时 由于舷外水的压强相对降低，可使船舶处于一 定尾倾。大吨位船舶满载进出港口或通过浅水 区时因水深限制而要求平吃水，以免搁浅，并 有利于多装货物。
近年来，国际上已研究出在营运条件下允许 的最小首吃水及最小平均吃水的要求。上海船 舶运输研究所在分析了IMO浮态衡准后，建议 我国远洋航行船舶的最小首吃水d F min及最小 平均吃水dMmin应满足以下要求： （1）当LBP≤150m时，
d F min≥0.025 LBP
dMmin ≥0.02 LBP&#保证适当吃水差的经验方法
为了在确定全船各舱配货重量时就能兼顾 到满足适当吃水差的要求，减少装货完毕后需
要大幅度调整吃水差的情况出现，广大船员在 实践中总结出了不少经验，归纳如下：
1.按经验得出的各舱配货重量的合适比例 配货。各舱配货重量占全船装货总重量的合适
比例，随船舶的机舱位置、货舱和液体舱的大 小及布置等的不同而变化。对于同一船舶，其 合适比例也随船舶排水量的不同而变化。即使 对于同一船舶在相同排水量下，兼顾纵强度要 求的保证适当吃水差的各舱配货重量合适比例 也有多种方案可以通过计算或由长期积累的船 舶积载数据获得。
船舶空载时的吃水差要求，一般都以螺旋 桨具有足够的浸水深度为前提。因此，空船时 船舶须具有较大的尾倾值，以保证螺旋桨的推 进效率和舵的反应效率。
由于船舶纵倾（或吃水差）状态不 同，其水线下流线型船体形状会有明显 的差别，从而直接影响船舶的阻力、稳 性和船体受力等，因此，船舶在一定船 速和排水量状态下．通过不断调整船
《船舶吃水差解析》课件
1
航行速度控制
2
了解船舶的吃水差，可控制航行速度，
平衡船舶的安全性与经济性。
3
航行安全性评估
通过计算船舶的吃水差，可以评估航行 安全性和稳定性，有助于预防船舶的倾 覆事故。
重载物装载控制
根据船舶的吃水差，控的重要性
船舶吃水差是船舶与海水的重要接触方式，影 响航行速度和载重能力，对船舶的性能和安全 性至关重要。
《船舶吃水差解析》PPT 课件
船舶吃水差是船舶与海水的相对高度差，影响航行速度和载重能力。本课程 将深入讲解吃水差的计算方法和应用场景。
什么是船舶吃水差
定义
船舶吃水差是指船底与海水面之间的垂直距离差，是船舶与海洋的重要接触方式。
重要性
船舶吃水差非常重要，因为它与航行速度和载重能力有关，能够影响船舶的性能和安全性。
解决方法
了解船舶的结构和运行条件，计算船舶的吃水差，可以为船舶运行提供技术支持。
影响船舶吃水差的因素
1
船舶结构
2
船舶的吃水差还与其结构有关。船舶的
吃水线、排水量等因素会影响船舶吃水
差的大小。
3
载重量
船舶的载重量越大，船舶吃水差也会越 大。船舶吃水差的计算需要考虑到特定 载重量的影响。
运行条件
船舶在不同运行条件下的吃水差也会有 所不同。例如，海况、风力、水深等都 会对船舶的吃水差造成影响。
船舶吃水差的计算方法
通过初步计算、获取船舶载重量和船舶吃水变 化计算，可以得出船舶的吃水差。
船舶吃水差的影响因素
船舶吃水差的大小与载重量、船舶结构和运行 条件等因素有关，需深入分析和计算。
船舶吃水差的应用场景
评估航行安全性、控制航行速度和装载物重量， 是船舶吃水差应用的主要场景。
船舶吃水修正与货物计量
水尺计算表（首次/ 末次）1．吃水的横倾修正：F ps=(F p+F s)/2Fps---首平均吃水Fp----首左吃水Fs----首右吃水A ps=(A p+A s)/2Aps---尾平均吃水Ap---尾左吃水As---尾右吃水M ps=(M p+M s)/2Mp—中左吃水Ms---中右吃水Mps---中平均吃水T=|(A PS-F PS)|T---首尾吃水差2.纵倾修正：F C=T•D F∕(LBP–D F–D A)Fc—首吃水校正值D F—首水尺标记距离首垂线距离D A—尾水尺距离尾垂线距离LBP—垂线间长度A C=T•D A∕(LBP–D F–D A)Ac—尾吃水校正值M C=T•D m∕(LBP–D F–D A)Mc—中吃水校正值F m=F PS±F cA m=A PS±A cM m=M PS±M cFm—校正后首平均吃水Am—校正后尾平均吃水Mm—校正后中平均吃水T C=╿(A m—F m)╿Tc—校正后吃水差3．吃水的拱陷修正：D/M=(F m+A m +6M m)/8D/M—拱陷修正后的平均吃水4.排水量的计算与修正：a.查表计算排水量D1:D1=D0±cD0—排水量表对应排水量c—修正值D1—排水量b.排水量的纵倾修正（纵倾大于30厘米）:D2=100 T C·XF·TPC/LBP (公制)D2=12 T C·XF·TPI/LBP （英制）D2—排水量纵倾第一校正值XF—D/M处漂心距船舯距离。
漂心在船舯后为正，在舯前为负。
T C—艉倾为正，艏倾为负TPC—D/M相应处每厘米吃水吨TPI—D/M相应处每英寸吃水长吨D3=50LBP·(T C/LBP)2·(d m/d Z) (公制)D3=6LBP·(T C/LBP)2·(d m/d Z) （英制）D3—排水量纵倾第二修正值d m/d Z D/M处纵倾力矩变化率（按D/M值增减50cm或6英寸，查得纵倾力矩MTC 或MTI,求其差数。
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dF1 ?
dF
?
LBP 2
?
xf
LBP
×?t
dA1? dA ?
LBP 2
?
xf
×?t
LBP
x值的符号确定 ：
载荷由后向前移，取“ +”； 载荷由前向后移，取“－”。
2020/4/5
三、 少量载荷变动对吃水和吃水差的计算
条件：? Pi < 10%?
① 假定先将载荷P装在漂心F的垂线上：使船舶平行沉浮， 吃水改变，吃水差不变
通过图示可知，水密度变化的影响可视为原排水量Δ 内的?? 浮心由B点纵移至k点（近似漂心处），使船舶产 生纵倾力矩。
?d A
?
P? 100TPC
LBP 2
?
xf
LBP
?
P(xP ? xf ) 100MTC
?少量载荷变动后首、尾吃水和吃水差
2020/4/5
dF1 ? dF ? ?dF
dA1 ? dA ? ?dA
t1 ? t ? ?t
例题
某船由某港开航时 Δ=20122t ，首吃水dF=8.50m， dA=8.90m，航行途中油水消耗为：燃油 300t(xp= -10.50m) ，柴油20t(xp= -40.00m) ，淡水90t(xp= 68.00m) 。求船舶抵港时的首尾吃水 dF1、dA1。 （已知Δ=20122t 时的xf= -1.42m，TPC=25.5t/cm ， MTC=9.81x225.1kN·m/cm ，LBP=140m ）
根据经验，万吨轮适宜吃水差为：
满载时 t=-0.3m~-0.5m 半载时 t=-0.6m~-0.8m 轻载时 t=-0.9m~-1.9m
实际吃水差还受水深、港口使费等因素影响
2020/4/5
2 空载航行时对吃水及吃水差的要求
1）空载航行时对吃水的要求
通常情况下， d≥50%dS 冬季航行时， d≥55%dS 对船舶纵向浮态建议值：
100MTC 100MTC 100MTC
dA
F?
?
W
B
G
xb xg
dF
（MTC和xb根据Δ 或平均型吃水查静水力资料）
ML—
船舶纵倾力矩，是船舶的重力作用线与浮力作用线不在一 条垂直线上造成的
lL— 重力作用线与浮力作用线之间的水平距离，lL=xg - xb xg— 船舶重心距船中距离，船中前为“+”，船中后为“-” xb— 船舶浮心距船中距离，船中前为“+”，船中后为“-”
F xf ?
dM
?
?dF
dF
当漂心在船中处，即xf=0时：dF=dM+0.5t
2020/4/5
dA=dM-0.5t
二、纵向移动载荷对吃水和吃水差的计算 移动特点：
移动过程中船舶排水量不变，属于船内问题。
P
L
?dA
dA
M x
F
G
?? B
???GB11
?
?dF W dF
2020/4/5
计算公式： ?t ? P ?x
D—螺旋桨直径）
I ? 0.65 ~ 0.75，当 I ? 0.5时，推进效率将急剧下 降。
D
D
? 吃水差与船长之比
t ? 2.5% LBP
纵倾角 ? ? 1.5?
2020/4/5
第二节 吃水差的计算与调整
一、吃水差及首尾吃水的计算
1 吃水差计算
t ? ML ? ? ?? ? ? ?(xg ? xb ) L
MTC— 每厘米纵倾力矩
2020/4/5
2.船舶重心距船中距离 xg的确定
? x g ?
Pi x i
?
xi－组成? 的载荷重心距船中距离(m)。中前为正，中后为负。
构成船舶排水量的各项重量距船中距离的确定方法：
? 空船、航次储备量不变部分、船舶常数重心距船中距离：查取船舶资 料；
? 油水等重心距船中距离：无论是否装满，均视液舱舱容中心为其重心 纵向坐标；
?d ? P
100 TPC
2020/4/5
② 将载荷由漂心处水平移到实际装载位置Xp处：变为船 内载荷纵向移动，移动距离（xp-xf）
?t ? P( xP ? x f )
100 MTC
2020/4/5
? 少量载荷变动后首、尾吃水的改变量
?dF
?
P? 100TPC
LBP 2
?
xf
LBP
?
P(xP ? x f ) 100MTC
2020/4/5
四、大量载荷变动对吃水和吃水差的计算*
条件：??? ???? 1
①计算载荷变动后的重心距船中距离 xg2
xg2 ?
?1xg1 ? ?Pixi
? 1
?
?Pi
②利用排水量 Δ2查取dM2、xb2、xf2、MTC2 ③利用本节基本计算公式计算 t2、dF2、dA2
2020/4/5
五、舷外水密度变化对吃水差的影响*
第五章 船舶吃水差的 计算与调整
第一节 船舶吃水差概念
一、吃水差的概念
1 吃水差的定义
t ? dF ? dA
2 吃水差产生的原因
船舶装载后 重心的纵向 位置与正浮时 浮心的纵
向位置不共垂线 。
2020/4/5
?尾倾(Trim by stern)：t<0
W1
L
F
WБайду номын сангаас
L1
G
B
2020/4/5
?首倾(Trim by head)：t>0
? 货物重心距船中距离：均可近似取货舱容积中心为其重心纵向坐标；
详算法：
xi
?
货堆长度 2
?
货堆近船中一端至船中 的距离
2020/4/5
3 首尾吃水的计算
?
?
??dF ?
?
? ??
d
A
? dM ? dM
? ?
LBP 2
?
xf
LBP
LBP 2
?
xf
LBP
?t ?t
L
?dA
dA
（两对近似三角形）
d船中
主机寿命。
2020/4/5
甲板上浪
2020/4/5
2020/4/5
2020/4/5
2020/4/5
2020/4/5
螺旋桨出水
2020/4/5
二 、对船舶吃水及吃水差的要求
船舶航行时要求有适宜的尾倾
＃提高推进效率，航速增加； ＃舵效变好，操纵性能变好； ＃减少甲板上浪，利于安全。
1 对装载状态下船舶吃水差的影响
L1
L
F
G B
W W1
2020/4/5
?平吃水(Even keel)： t=0
L
F
W
?
?G ?B
2020/4/5
3 吃水差对船舶的影响 尾倾过大
船首底板易遭拍底，造成损害； 操纵性能变差，易偏离航向； 影响瞭望。
首倾
舵效变差，操纵困难，航速降低； 首部甲板易上浪，对首部结构造成损害； 船舶纵摇时，船打空车严重，主机受力不均，降低
2020/4/5
LBP
?
150m，???ddMF(m(mini)n)??00.0.022L5BLP B?P
(m) 2(m)
LBP
?
150m，???ddFM(m(minin) )??00.0.0122LLBBPP
? ?
2(m) 2(m)
2）空载航行时对吃水差的要求
? 螺旋桨沉深比（I—螺旋桨轴至水面的高度即螺旋桨沉深，