抗沉性
船舶六大航行性能和船舶结构性能对船舶安全的影响
船舶六大航行性能和船舶结构性能对船舶安全的影响为了确保船舶在各种条件下的安全和正常航行，要求船舶具有良好的航行性能，这些航行性能包括浮力、稳性、抗沉性、快速性、摇摆性和操作性。
（一）浮性船舶在一定装载情况下的漂浮能力叫做船舶浮性。
船舶是浮体，决定船舶沉浮的力主要是重力和浮力。
其漂浮条件是：重力和浮力大小相等方向相反，而且两力应作用在同一铅垂线上。
船舶的平衡漂浮状态，简称船舶浮态。
船舶浮态可分为四种。
1、正浮状态是指船舶首、尾、中的左右吃水都相等的情况。
2、纵倾状态是指左右吃水相等而首尾吃水不等的情况。
船首吃水大于船尾吃水叫首倾；船尾吃水大于船首吃水叫尾顷。
为保持螺旋桨一定的水深，提高螺旋桨效率，一般未满载的船舶都应有一定的尾顷。
3、横倾状态是指船首尾吃水相等而左右吃水不等的情况，航行中不允许出现横倾状态。
4、任意状态是指既有横倾又有纵倾的状态。
（二）稳性稳性是指船舶在外力矩（如风、浪等）的作用下发生倾斜，当外力矩消除后能自行恢复到原来平衡位置的能力。
船舶稳性，按倾斜方向可分为横稳性和纵稳性；按倾斜角度大小可分为初稳性（倾角100以下）和大倾角稳性；按外力矩性质可分为静稳性和动稳性。
对于船舶来说，发生首尾方向倾覆的可能性极小，所以一般都着重讨论横稳性。
（三）抗沉性抗沉性是指船舶在一个舱或几个舱进水的情况下，仍能保持不致于沉没和倾覆的能力。
为了保证抗沉性，船舶除了具备足够的储备浮力外，一般有效的措施是设置双层底和一定数量的水密舱壁。
一旦发生碰撞或搁浅等致使某一舱进水而失去其浮力时，水密舱壁可将进水尽量限制在较小的范围内，阻止进水向其他舱室漫延，而不致使浮力损失过多。
这样，就能以储备浮力来补偿进水所失去的浮力，保证了船舶的不沉，也为堵漏施救创造了有利条件。
（四）快速性船舶在主机输出功率一定的条件下，尽量提高船速的能力叫船舶快速性。
快速性包含节能和速度两层意义，所以提高船舶快速性也应从这两方面入手，即尽量提高推进器的推力和减小船舶航行的阻力。
第六章 船舶抗沉性
在船舶设计中，是通过在船壳内用水密舱 壁分隔船体成适当数量的舱室的方法来满 足船舶的抗沉性要求。
第一节 进水舱的分类及渗透率
一、进水舱的分类
在抗沉性计算中，根据船舱进水情况，可将船舱分为下列 三类
：
1.第一类舱 舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满整个舱室， 但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面。双层底和顶盖在 水线以下的舱柜等属于这种情况。
三、渗透率
船舱内有各种结构构件、设备、机械和货物等，它们在舱 内已占据了一定的空间。因此， 船舱内实际进水的体积 V1 总是小于空舱的型体积V。两者的比值称为体积渗透率
μV :
体积渗透率μV的大小视舱室用途及货物装载情况而定
V1 v V0
各种处所及货物的渗透率
舱室名称 客舱、船员 住室、双层 95% 底、尖舱 蒸汽机舱 柴油机舱 80% 85% 罐装食物 30% 低渗透率货物 面粉(包装) 29% 高渗透率货物 家俱(箱装) 80% 机器(箱装) 85% 车 胎 85% 一般货物 羊肉，羊皮 55.2%
可浸长度的确定系假定进水舱的渗透率μ= 1.0 , 事实上 各进水舱的μ总是小于1.0 的, 故在 “可浸长度曲线图上” 通常还画出实际的可浸长度曲线，并注明μ的具体数值
二、分舱因数及许用舱长
如果船舶货舱的长度等于其长度中点处的可浸长度，则该 舱破损进水后，水线恰与下沉限界线相切。然而不同的船 舶对抗沉性的要求不同，因此在我国《船舶与海上设施法 定检验规则》中采用了一个分舱因数F来决定许用舱长
2.第二类舱 进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相联通，有自 由液面。为调整船舶浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵 塞但水还没有抽干的舱室属于这类情况。 3.第三类舱 舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相通，因此舱 内水面与船外海水保持同一水平面。这是船体破舱中最为 普遍的典型情况，对船的危害也最大。
[工学]第五章 抗 沉 性
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V1 V
体积渗透率μv的大小视舱室用途及装载情况而定， 我国《海船法定检验技术规则》规定的μv的数值加表5-l 所示。
面积渗透率：进水面积a1与空舱面Байду номын сангаасa
船舱内实际进水的面积 面积渗透率 空舱的面积
a1 a a
或
a1 a a
y
x L/2
C L/2
z
W W1
xF
C
L1 d L
—，纵稳性高为GM —L，水线面面积为AW， 吃水为d)，横稳性高为GM
进入该舱的水看成是在C处增加了重量为p＝ωV的液体载荷，进水 舱内自由液面对于其本身的纵向主轴和横向主轴的惯性矩分别为ix
船舶原浮于水线WL处，排水量为△ ，首尾吃水为dF及dA(平均
漂心纵向坐标为xF，进水舱的体积为V，其重心在C(x,y,z)处。可把
及iy 。对于这类舱室,进水后船舶的浮态及稳性按下列步骤进行计算。
舱室进水后船舶的浮态及稳性计算
p 1.平均吃水增量： d wAW wix p d (d z GM ) 2.新的横稳性高： G1M 1 GM p 2 p wiy GM L 3.新的纵稳性高： G1M L1 p p py 4.横倾角正切： tg ( p)G1M 1
p d AW p d G1 M 1 GM (d z GM ) p 2 G1 M L1 GM L p py tg ( p)G 1 M 1
4.横倾角正切
5.纵倾角正切
p ( x xF ) tg ( p )G1M L1
L p ( x xF ) 6.由于纵倾而引起 d F ( xF ) 2 ( p )G1M L1
海上货物运输 第06章 破舱浮性和稳性
船舶破舱进水类型图
W
L
4、渗透率（Permeability） 、渗透率（ ）
4.1 体积渗透率
破舱处所的实际进水体积与理论进水体积之比 v µ= v0 某一舱室或处所在限界线以下的理论体积能被水浸 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率。 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率。 船舶破损进水后船舶不沉所允许的最大进水量， 船舶破损进水后船舶不沉所允许的最大进水量，与 破舱前船舶的初始水线位置、 破舱前船舶的初始水线位置、舱室内各种设备所占 据的体积、装载货物种类的不同有关。 据的体积、装载货物种类的不同有关。 界限线：在船侧由舱壁甲板上表面以下至少76mm处 界限线：在船侧由舱壁甲板上表面以下至少 处 所划定的线。 所划定的线。
重量增加法的基本思路 重增法是将破舱进水视为增加船舶载 重。由于增加载重的重心不一定在船舶 的漂心上， 的漂心上，所以船舶除平行下沉外还会 发生纵倾和横倾，形成新的水线面； 发生纵倾和横倾，形成新的水线面；新 的水线面可能高于破损处， 的水线面可能高于破损处，则该破损处 的进水量将增加，于是又形成新的水线 的进水量将增加，于是又形成新的水线 依次类推，经过一段时间后， 面，依次类推，经过一段时间后，舱内 水面与舷外水面一致， 水面与舷外水面一致，破损处的进水量 不再发生变化。 不再发生变化。
船舶在一舱或数舱进水后仍能保持一定的浮 态和稳性的性能称为抗沉性。 态和稳性的性能称为抗沉性。
2、破舱浮性和破舱稳性的计算方法 、
重量增加法（ 重量增加法（Added weight method） ） 将进水量处理为载重，是船员熟知的方法。 将进水量处理为载重，是船员熟知的方法。 浮力损失法（ 浮力损失法（Lost buoyance method） ） 将破舱处所处理为与舷外水相连而失去浮力， 将破舱处所处理为与舷外水相连而失去浮力， 是造（ 船师习用之法。 是造（验）船师习用之法。
1-5船舶适航性控制
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二、船舶部分丧失浮力的控制
• 1、进水量估算
破洞进水与破洞面积、破洞距水面的距离成正比。若进水 舱与大气相通，则进水量可用下式估算：
Q ≈ 4.43µF H − h
• 式中：Q——破洞每秒进水量(m3/s) • µ——流量系数，取0.60～0.75，破口越大，系数取值越大； 若不给值，则µ= 0.6。 • F——破洞面积(m2)； • H——破洞中心至水面的距离(m)； • h——破洞中心至舱内水面的距离(m)(当舱内水位高于破洞 时；若舱内无水或破洞中心高于舱内水面时，h=0)。
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• 4、排水次序的原则 、 • (1)船舶破损有纵横倾时,先排吃水大的一 端舱室的水,后排其它舱室的水. • (2)先排小型裂缝或小破洞舱室的水,后排 大破洞进水舱室的水. • (3)先排自由液面大的舱室的水,后排自由 液面小的舱室的水. • (4)先排机炉舱、舵机舱、弹药库等重要舱 室的进水,后排其它舱室的水. • (5)先排上层舱室的水,后排下层舱室的水.
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（三）船舶分舱和破舱稳性
• 1、船舶分舱：指沿船长方向设置一定水量的 、船舶分舱 抗沉性是通过分舱实现，分舱长 度越小，破损进水量就小。破舱 水密横舱壁,对船舶进行水密分隔,以满足破舱 后应达到一定的稳性。 后对纵向浮态的要求. • 2、破舱稳性：指船体破舱进水达到新的平衡 、破舱稳性： 状态后的稳性.
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• 限界线：是指沿着船舷由舱壁甲板上表面 限界线： 以下至少76 处所绘的线。 以下至少 mm处所绘的线。 处所绘的线 • 舱壁甲板：是横向水密舱壁所达到的最高 舱壁甲板： 一层甲板。 一层甲板。 • 若船舶有任意一个舱破损浸水后，仍能达 若船舶有任意一个舱破损浸水后， 到抗沉性所要求的浮性和稳性， 到抗沉性所要求的浮性和稳性，该船称为 一舱制船舶。 一舱制船舶。 • 若有任意相邻二舱或三舱浸水后船舶不沉， 若有任意相邻二舱或三舱浸水后船舶不沉， 称为二舱制船或三舱制船舶。 称为二舱制船或三舱制船舶。
抗沉性
1:舱顶在水线以下且封闭的。
进水后舱室充满水，进水量不变，无自由液面。
此类侵水对船舶的稳性和浮态影响较小，可作为装载固体质量来处理。
2：舱顶在水线以上，舱内和舱外水不相同，有自由液面，作为增加液体重量来考虑，并考虑自由液面。
3:舱顶在水线以上，破口在舷侧水线附近或以下，进水后舱内和舱外水想通，水面保持一致。
实质是损失了一部分浮力，用逐步逼近增重法来计算进水后的浮态和稳态。
:4：浮态：船体破损侵水后的最终平衡水线沿船舷距甲板上边缘至少要有76mm的干舷高度。
稳性;对称浸水，当采用固定排水量法计算时，最终平衡状态的剩余稳性高度GM》50mm，不对称时可允许横倾角大于7.
5：舱壁甲板：横向水密舱板所能够达到的最高一层的甲板。
限界线;舱壁甲板上表面以下76mm的线。
分舱载重线：决定分舱长度时的载重线。
可浸长度：沿着船长方向以某一点c为中心的舱，在规定的分舱载重线和渗透率的情况下，以C点所做的舱的长度。
许可舱长：考虑到船长和船舶业务性质对抗沉性要求时所允许的实际舱长，称为许可舱长。
渗透率：舱室实际进水量与理论进水量之比。
6：有区别，因为钢材和面粉的渗透率不同。
7：一：实际装载的渗透率的u值大于规定值二是：船舶破舱浸水钱的载重水线低于规定的分舱载重线。
货运12 船舶抗沉性
第四节 《船舶破损控制手册》简介
二、船舶破损控制手册 5.如果破损控制手册中包括分舱和破舱稳性的分析结 果，应提供另外的指南，以确保参考这些信息的船上 高级船员意识到，包括这些分析结果仅为评估船舶相 关的残余稳性时提供帮助。 6.指南应采用与分舱和破舱稳性分析相同的衡准，并 明确指出分舱和破舱稳性分析中假定的船舶装载的初 始状态、破损的范围和位置、渗透率，可能与船舶的 实际破损情况没有关系。
l lp l FF 实际
l实际——任一实际舱的长度；
F——分舱因数。
第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准
• 分舱因数 . 00 F 0 . 5 当1 船舶任一舱破舱后不致沉没， 为一舱不沉制船舶；
. 5 F 0 . 33 当 0 船舶任意像邻两舱破舱后不 致沉没，为二舱不沉制船舶；
. 33 F 0 . 25 当 0 船舶任意像邻三舱破舱后不 致沉没，为三舱不沉制船舶；
第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准
3.剩余浮性和破舱稳性衡准 国际航行单体客船 船舶破损后以及不对称浸水情况下经采取平衡措施后，其 最终状态应如下： （1） 在对称浸水情况下，当采用固定排水量法计算时，应 至少有0.05m 的正值剩余初稳性高度；
• 抗沉性要求： 军用舰船﹥民用船舶 客船﹥货船 远洋船﹥沿海船 海船﹥河船
第一节 抗沉性基本概念
一、进水舱的分类
1.第一类舱：舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满 整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面；双层 底和顶盖在水线以下的舱柜属于这种情况。 2.第二类舱：进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相 连通，有自由液面；为调整船舶的浮态而灌水的舱以及船 体破洞已被堵塞但水还没有抽干的舱室都属于这种情况。 3.第三类舱：舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相 通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。这种船体 破损较为普遍，也是最典型的情况。
抗沉性
张 远 双
为普遍的典型情况。
2018/9/22
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船 舶 性 能 计 算
三、渗透率
对破损船的浮态和稳性起影响作用的是进水舱的实际进水体积， 而不是进水舱本身的型容积。
船舱内有各种结构、设备、机械和货物等，它们在舱内已占据 了一定的空间。因此，船舱内实际能进水的体积V1总是小于空舱的
型体积V，两者的比值称为（体积）渗透率μV。
2018/9/22
许用舱长和分舱因数等概念
二、能力目标
能用可浸长度曲线解决合理分舱问题
1
船 舶 性 能 计 算
1、进水舱的分类和渗透率
一、抗沉性的概念
所谓抗沉性，船舶遭受海损事故舱室破损进水，仍能保持一定的 浮性和稳性而不致于沉没或倾覆的能力。 抗沉性讨论的是破舱浮性和稳性，以前谈到的浮性和稳性可称为 完整浮性和稳性。 船舶具备抗沉性的主要原因：1、合理分舱（用水密舱壁将船体 分隔成适当数量的舱室，当一舱或数舱进水后，控制进水量，船舶的 下沉和倾斜不超过规定的极限位置）；2、干弦（储备浮力） 在船舶静力学，抗沉性问题包括下列两个方面的内容： 1、破舱浮态和稳性计算：船舶在一舱或数舱进水后浮态及稳性 计算。 2、合理分舱：从保证船舶抗沉性的要求出发，计算分舱的极限 长度，即可浸长度的计算。我们主要学习“合理分舱”。
5
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船 舶 性 能 计 算
讨论
当船舶破损进水量不超过排水量的10％～15％时，可应用上面 两种方法并依据初稳性公式来计算船舶的破舱浮态和稳性。 1、两种方法均可用于三类进水舱的计算。 但一般来说，第一、二类舱用增加重量法，第三类舱用损失浮 力法计算较为方便。
2、若同一进水舱用上述两种方法计算，所得的最后结果：
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第五章抗沉性
●第一节进水舱的分类及渗透率
●第二节舱室进水后船舶浮态及稳性的计算
●第三节可浸长度的计算●第四节分舱因数及许可舱长
●第五节客舱分舱和破舱稳性计算
概述
抗沉性要求：军用舰船﹥民用船舶（客船﹥货船我国船舶检验局颁发的《船舶与海上设施法定检验规则》有明确规定，以保证安全航行。
§5-1 进水舱的分类及渗透率
一、进水舱的分类
1.第一类舱：舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面；双层底和顶盖在水线以下的舱柜属于这种情况。
2.第二类舱：进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相连通，有自由液面；为调整船舶的浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵塞但水还没有抽干的舱室都属于这种情况。
3.第三类舱：舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。
这种船体破损较为普遍，也是最典型的情况。
二、计算抗沉性的两种基本方法船舶破损进水后，如进水量不超过10~15%，则可以应用初稳性公式来计算船舶进水后的浮态和稳性，其结果误差甚小。
计算船舱进水后船舶浮态和稳性的基本方法：1. 增加重量法：把破舱后进
入船内的水看成是增加的液
体重量；
2. 损失浮力法（固定排水量
法）：把破舱后的进水区域看
成是不属于船的，即该部分
的浮力已经损失，损失的浮
力借增加吃水来补偿。
对于
整个船舶来说，其排水量不
变，故又称为固定排水量法。
三、渗透率
●体积渗透率：
●面积渗透率：
5-2 舱室进水后船舶浮态及
稳性计算
一、第一类舱室
二、第二类舱室
三、第三类舱室
§5-3 可浸长度的计算
●我国《海船法定检验技术规
则》规定：民用船舶的下沉
极限是在舱壁甲板上表面的
边线以下76mm处，即船舶
在破损后至少应有76mm的
干舷。
●在船舶侧视图上，舱壁甲板
边线以下76mm处的一条曲
线（与甲板边线相平行）称
为安全限界线（简称限界
线）。
●限界线上各点的切线表示
所允许的最高破舱水线（或
称极限破舱水线）。
一、计算可浸长度的基本原
理
二、可浸长度曲线的计算
1.绘制极限破舱水线
在邦戎曲线图上，先画出计
算水线和限界线，并从限界
线的最低点画一条水平的极
限破舱水线P。
然后在首尾垂
线处，自P线向下量取一段
距离z，其数值可近视的按下
式估算：z=1.6D-1.5d 其中
D-舱壁甲板的型深，d-吃水，
在距离z内取2~3个等分点。
并从各等分点作与限界线相
切的纵倾极限水线
1F,2F,3F,1A,2A,3A等。
通常极限破舱水线约取7~10
条，其中尾倾水线3~5条，
水平水线1条，首倾水线3~4
条。
这些破舱水线对应于不
同舱室进水时船舶的最大下
沉限度。
2.计算进水体积及纵向坐标
●在邦戎曲线上，分别量取计
算水线及破舱水线的各站横
剖面面积，并用数值积分法
分别计算出相应于计算水线
和极限破舱水线的排水体积
和▽1，以及对于中横剖面的
体积静矩M和M1，即可求得
破舱的进水体积及形心纵向
坐标：
●计算各破舱水线下的进水
体积及形心纵向坐标，并将
结果绘制成进水舱的邦戎曲
线。
3.计算进水舱的可浸长度
●
如图：先画出极限破舱水线
W1L1在x i附近一段的横剖面
面积曲线及该段的积分曲
线，然后，在x i处作一垂线
与积分曲线相交于O点，在
该垂线上截取CD=v i，并使
面积AOC=BOD，则A点和
B点间的水平距离为可浸长
度。
同时该舱中点至中横剖
面的距离x也可在该图上量
取。
4.绘制可浸长度曲线
●根据算得的各进水舱的可
浸长度及其中点至中横剖面
的距离，在船体侧视图上标
出各进水舱的中点，并向上
作垂线，然后截取相应的可
浸长度为纵坐标并连成曲
线，即得可浸长度曲线。
5-4 分舱因数及可浸长度
●在《海船法定检验技术规
则》中采用一个分舱因数F
来决定许可舱长。