船舶吃水差计算
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。
第五章船舶吃水差的计算与调整
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
第五章 船舶吃水差
（1）经验法
通常情况下: 冬季航行时:
（2）IMO的要求
LBP 150m,
d≥50%dS d≥55%dS
dF (min) 0.025LBP (m) dM (min) 0.02LBP 2(m)
LBP 150m，
２、其它要求
dF (min) 0.012LBP
d M (min)
一、吃水差的基本概念
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。
3、船舶的纵倾类型
L
F •
平吃水(Even keel)：
W
••
G B
t dF dA 0
G
W1 首倾(Trim by head)：
L
F
W
L1 B
t dF dA 0
影响
特点：重心不变，浮心改变
例1：舷外水密度减小
假设平行沉浮：1) d ( )
排水量分解
100TPC 1 0
0
d 100TPC1
纵倾
MZ (xg xf )
2) t d TPC 1 (xg xf ) MTC
W1 W
例2：舷外水密度增加 W2
Z
L2
F
G
•G
L1 L
B
海上货物运输
航海学院 货运教研室
第一篇 第五章 船舶吃水差（Trim）
吃水差的基本概念 船舶营运对吃水差的要求 吃水差及首、尾吃水计算 吃水差调整 吃水差计算图表
第一节 航行船舶对吃水差及吃水的 要求
一、吃水差的基本概念 二、船舶吃水差及吃水对航行性能的影响 三、航行船舶对吃水差的要求 四、空载航行船舶对吃水及吃水差的要求
5第五章_船舶吃水差的计算与调整
2018/10/2
d F (min) 0.012 LBP 2( m ) 150m， d M (min) 0.02 LBP 2( m )
第一节 船舶吃水差概念
2）对空船压载航行时吃水差的要求
螺旋桨沉深比 t （静水中不小于0.5，风浪中应不 L I I 小于 ） 0 .65 ~ 00.65-0.75 .75，当 0.5 时，推进效率将急剧下 降。
D
2.5%
BP
D
吃水差与船长之比
t Lbp 纵倾角
2018/10/2
2.5% 1.5
第二节 吃水差的核算与调整
考 试 大 纲 要 求
1、船舶吃水差和首、尾吃水的计 算； 2、少量载荷变动时船舶吃水差和 首、尾吃水改变量的计算； 3、吃水差的调整方法（包括纵向 移动载荷以及增加或减少载荷） 及计算：
的吃水与尾垂线处的吃水的差值。
t dF d A
2018/10/2
第一节 船舶吃水差概念
尾倾(Trim by stern)：t<0 首倾(Trim by head)：t>0 平吃水(Even keel)： t=0
W1 L1 L G B W1 F W
L L1
F G B
W
L
F • G • •B
2018/10/2
第二节 吃水差的核算与调整
一、吃水差的计算原理
1、纵稳性的假设条件 （1）纵倾前后的水线面的交线过正浮时的漂心。 （2）浮心移动的轨迹是圆弧的一段，圆心为定 点—纵稳心ML，圆弧的半径即为纵稳心半径BML。
2018/10/2
第二节 吃水差的核算与调整
2、吃水差的基本计算公式
M RL GZL GM L sin
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
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。
第五章船舶吃水差的计算与调整
B
F •
G
W dF
xb
xg
2.船舶重心距船中距离xg的确定
xg Px
i 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； 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；
2019/2/17
当装载量不正好是100t时，可用下式求解：
d F1 d A1
P d F 100 P d A 100
卸载时，其数值与查表所得相同，但符号相反。
2019/2/17
习题
1.某船Δ=20325t ，dF=8.29m，dA=9.29m, xf= -1.54m, MTC=9.81x227.1kN· m/cm，为减小船舶吃水差，拟将 No.3压载舱（xp3=12.1m）压载水250t调拨至No.1压载 舱（xp1=45.14m），已知船长Lbp=140m，试求压载水 调拨后的dF1、dA1和t1。 2.某船到港前Δ=19000t，dF=8.21m，dA=8.71m,查得 MTC=9.81x217kN· m/cm，xf= -0.97m，进港时要求船 舶平吃水，问首尖舱（xp=66.35m)加多少吨压载水才能 满足要求。
dA
d船中
dA
F xf • dM
dF
当漂心在船中处，即xf=0时：dF=dM+0.5t
2019/2/17
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：
船舶吃水差的调节
船舶吃水差的调节船舶吃水差是指船舶在一定载态下首尾吃水的差值，通常是首吃水减去尾吃水，如大连海事大学出版的《船舶货运》就是这么定义的。
吃水差为正值时，首吃水大于尾吃水，船舶首倾；吃水差为负值时，尾吃水大于首吃水，船舶尾倾；吃水差为零时，首尾吃水相等，称为平吃水。
但美国船级社（ABS）认证的有些船舶装载手册是用尾吃水减去首吃水。
吃水差的大小不但影响船舶港口使费和进出吃水受限水域，如运河的港内，而且还会直接影响到船舶性能，如操纵性、快速性、耐波性等。
若船舶尾倾过大：1.操纵性能将会降低，易偏离航向，旋回性降低。
因为船首湿水面积减小，旋回时船首受到的水压力反作用力减小，因此旋回初经增大。
根据实践证明，尾吃水每增加1%船长，旋回初径将增加10%。
2. 大风浪天气中，由于尾部干舷减小，易造成船尾上浪，船首出现严重的拍底现象，损伤船体构造。
3.大型船舶，满载时驾驶台盲区200米以上，空栽达700米左右，集装箱船还要大。
若再严重尾倾，不利于驾驶台了望，影响船舶安全航行换而言之，若船舶首倾过大：1.水阻力增大，降低船速。
2.首吃水过大，舵页漏出水面，舵效降低，不易于船舶转向还会发生空摆现象。
3.首部干舷减小，易造成甲板上浪。
4.螺旋桨易漏出水面，飞车现象出现，空泡加大，影响主机和桨叶寿命。
所以根据船舶经验和实践，对船舶吃水差有适当的要求。
一般吨位船舶应保持适度尾倾。
有利于船舶运动流线型，发动机效率和舵效；大吨位船舶应平吃水进出港；少数高速船不要求尾倾。
因此当船舶吃水不符合要求时，吃水差的调整在装卸货及航行过程中十分必要。
大连海事大学出版的《船舶货运》大专院校统编教材中讲述了两种方法：纵向移动载荷、少量加载或减载。
此两种方法较为常见，在船舶实践中十分实用。
但在实践中，也有一些问题无法解决。
（一）纵向移动载荷方案，根据预定的吃水差和当前吃水差的差值求出吃水差的改变量。
然后根据下面的公式可求出已知重量货物的移动距离或者已知移动距离的货重：P=100δt * MTC / Lδt ：吃水差的改变量，要求的吃水差与实际吃水差的差值。
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例题10-2
（1）求吃水改变量δd和吃水差改变量δt
d Pi (300) (20) (90) 0.16m
100TPC
100 25.5
t [Pi (xpi x f )]
100MTC
300 (10.5 1.42) 20 (40 1.42) 90 (68 1.42) 100 225.1
dF1
dF
t
0.5
Xf L
8.29
0.36
0.5
1.54 140
8.47m
dA1 dF1 t1 8.47 (0.64) 9.11m
答：dF1= 8.47m，dA1= 9.11m，t1= -0.64m
船舶吃水差及首尾吃水的计算
三、少量载荷装卸计算 (1) 由于GML很大，少量装卸不必修正GML (2) 假想货物先装卸于漂心垂线上，求δd (3) 转化为船内纵移问题，求纵向浮态
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)
Xg
(Pi
Xi)
（2）dF
dm
t 0.5
Xf L
(m)
(3)
dA
dF
t dm
t 0.5
Xf L
(m)
力 矩 计 算 表
船舶吃水差及首尾吃水的计算
二、船内载荷纵移计算 已知：dF，dA，t，Xf，L，MTC，现将
Xf L
(m)
d A1
dF1
t1
dA
d
t
0.5
Xf 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。 解：卸载
船舶吃水差及首尾吃水的计算
计算步骤：
（1）先在漂心处装卸，计算δd
d P (m)
100TPC
（2）纵移，计算δt和t1
P 符号： 装正卸负
t P (X P X f ) (m)
100MTC
船舶吃水差及首尾吃水的计算
t1 t t (m)
（3）计算 dF1，dA1
P从x1纵移至x2 ，求： dF1，dA1，t1
船舶吃水差及首尾吃水的计算
(1) t P (x2 x1) (m)
100MTC
t1 t t
（2）dF1
dF
t
0.5
Xf L
(m)
(3)
dA1 dF1 t1 dA
t
0.5
Xf L
(m)
例题10-1
某船Δ=20325t，dF=8.29m，dA=9.29m， xf=-1.54m，MTC=9.81×227.1KNm/cm，为减小 船舶中垂，拟将No.3压载舱（xp3=12.1m）压 载水250t调拨至No.1压载舱（xp1=45.14m）， 已知船长Lbp=140m，试求压载水调拨后的dF1， dA1和t1。 解：船内载荷纵移
0.42m
例题10-2
（2）求dF1，dA1
dF1
dF
d
t
0.5
Xf L
8.50
0.16
0.42
0.5
1.42 140
8.13m
d A1
dA
d
t
0.5
Xf L
8.90
0.16
0.42
0.5
1.42 140
8.95m
例题10-1
（1）求吃水差改变量δt和新吃水差t1
t P (xp1 xp3 )
100MTC 250 (45.14 12.10) 0.36m
100 227.1 t dF dA 8.29 9.29 1m
t1 t t 1 0.36 0.64m
例题10-1
（2）求压载水调拨后的dF1，dA1