1-5船舶适航性控制
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第五节 船舶适航性控制
一、船舶抗沉性 （一）船舶抗沉性 的基本概念 船舶抗沉性， 船舶抗沉性，是指 船舱破损浸水后 船舶仍能保持一 定的浮性和稳性 的性能。 的性能。
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（二）船舱浸水后的浮性和稳性标准： 船舱浸水后的浮性和稳性标准：
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（4）人孔盖 ）
• 在船体结构的构件上为人员出入而开设的孔， 在船体结构的构件上为人员出入而开设的孔， 称为人孔。 称为人孔。 • 在液舱、隔离空舱等的顶板或壁板上开的人 在液舱、 必须装设人孔盖，并保证水密性。 孔，必须装设人孔盖，并保证水密性。 • 为了便于维修、逃生和有利于通风，一般每 为了便于维修、逃生和有利于通风， 个液舱或空舱在顶板或壁板上至少要开两个 人孔，并成对角线布置。 人孔，并成对角线布置。 • 人孔通常有圆形或椭圆形两种，人孔盖主要 人孔通常有圆形或椭圆形两种， 有下列几种形式 几种形式： 齐平人孔； 有下列几种形式：①齐平人孔；②凸起式人 孔盖； 铰链式人孔盖； 孔盖；③铰链式人孔盖； ④凹形人孔盖
• • • • •
重 庆 交• 通• 大 学 应 用 技• 术• 学 院 • (2)破口进水的动压力 除了与破口截面积及破口处在水线下的深度有关外,还与破口处的相对水流 流速的平方称正比。
即：F动=ρ·S·V2 F ρSV
式中V为破口处相对流速 V
(3)进水总压力 进水总压力为静水压力和动水压力之和。故进水后应尽快停车，使船停下 来，以减少进水动压力，并转向，使破口处在下风，以减少波浪的作用。 如一个10cm×10cm的破洞(面积为 × 100 cm2)在水下1m时，其进水静压力 约为 10.25kg。一个人在堵漏时能克 服60～80kg的压力，则一个人就能把 ～ 该破洞堵住。破洞再大些或在水线下 更深时，可能就需要几个人的力量才 能堵住。如该10cm×10cm的破洞在 × 船舶正前方，且船舶以10节速度前进， 则破口处的动水压力将达271.2KN， 如船舶不停下来，则很难堵漏。
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5．可浸长度Lf和可浸长度曲线 ．可浸长度 • 沿着船长方向以某一点 1为中心的舱，在规定 沿着船长方向以某一点C 为中心的舱， 的分舱载重线和渗透率的情况下破舱浸水后， 的分舱载重线和渗透率的情况下破舱浸水后， 船舶下沉和纵倾后的最终平衡水线若刚好与安 全限界线相切，则该舱的长度称为以C 全限界线相切，则该舱的长度称为以 1点为中 心的可浸长度L 。 心的可浸长度 f。 • 以某一点为中心的可浸长度，是满足船舶抗沉 以某一点为中心的可浸长度， 性要求的两水密舱壁间的最大长度。 性要求的两水密舱壁间的最大长度。 • 在船长方向的不同位置处，可浸长度是不同的。 在船长方向的不同位置处，可浸长度是不同的。 • 渗透率越小可浸长度就越大。 渗透率越小可浸长度就越大。
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三、船舶密封与堵漏
（一）船舶密封和船体开口关闭装置 1、船体结构的密性 、 指船体结构构件的接缝、开口关闭位置等， 指船体结构构件的接缝、开口关闭位置等，在规定 的条件下不渗漏气体、 水等的性能。 的条件下不渗漏气体、油、水等的性能。 （1）水密：船体水密结构和装置主要有水密横舱壁、 ）水密： 双层底、双层壳、水密门、窗、水密舱盖及排水 设备等。 （2）风雨密：干舷甲板上及封闭的上层建筑和围敞 ）风雨密： 室等各种开口的关闭装置，以及舱壁甲板或其上 一层甲板均要求为风雨密
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单拉滚翻式舱口盖
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铰接折叠舱口盖
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（2）船用门 ）
①水密门： 水密门： 风雨密门: ②风雨密门 钢制轻便门： ③钢制轻便门： 防火门: ④防火门
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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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• 2、排水量估算
• 船舶排水能力由排水管内径决定，一般可按 下列公式估算： • 排水能力：q ≈ [d/4]2 ×50 (t/h) • 式中：d——排水管内径(英寸)
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3、破口进水的静水与动水压力估算 、
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2．开口的关闭装置 ．
1）船体结构上开口关闭装置的种类 ） • 按用途划分，主要有下列四种：货舱舱口盖、 按用途划分，主要有下列四种：货舱舱口盖、 船用门、船用窗、人孔盖。 船用门、船用窗、人孔盖。 • 按密性划分，又可分为水密、油密型的，风 按密性划分，又可分为水密、油密型的， 雨密型和非密性的关闭装置。 雨密型和非密性的关闭装置。 单拉滚翻式舱口盖 （1）货舱舱口盖： 铰接折叠舱口盖 ）货舱舱口盖： 滚动舱口盖 吊移式舱口盖
(1)破口进水的静水压力 破口进水的静水压力和破洞面积及破口中心在水下的 深度成正比。它可以由下列近似公式算出：
F静=P·S =ρ·h·S = 1.025 h·S (t) P S ρ h S 1.025·h S
式中：h——破洞在水线面下的深度(m)。 ρ——破洞处水密度 (t/m3取标准海水密度： S——破洞面积(m2) P——破口中心处的水 压强(t/m2) F静——破洞处静压力(t) 如F静最终以kgf计， 则F静=1025·h·S(kgf)； 如F静以牛顿计算， 则F静=10055·h·S(N) 1.025)；
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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。
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4．渗透率u ．渗透率
•学 某一舱室或处所在安全限界线以下的理论体积能被水浸 应 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率u。 用 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率 。 •技术 装载的货物密度大、体积小（即渗透率 大），在同样 装载的货物密度大、体积小（即渗透率u ），在同样 学 载重情况下占的舱容小，破舱后浸水量就大，要保证船 载重情况下占的舱容小，破舱后浸水量就大， 院 舱浸水后船舶不沉，船舶分舱的间距就必须短些。 舱浸水后船舶不沉，船舶分舱的间距就必须短些。
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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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6.许可舱长 p与分舱因数 许可舱长L 与分舱因数F 许可舱长
• 考虑到船舶业务性质和船长不同对船舶抗 沉性的不同要求，用一个参数表示， 沉性的不同要求，用一个参数表示，称为 分舱因数F。 分舱因数 。 • 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L 时所允许的实际舱长，称为许可舱长 p Lp=F·Lf • 1）当0.5＜F＜1.0时，为一舱制。 ） ＜ ＜ 时 为一舱制。 • 2）当0.33＜ F＜0.5时，为二舱制船舶。 ） ＜ ＜ 时 为二舱制船舶。 • 3）当0．25＜ F＜0．33时，为三舱制船 ） ． ＜ ＜ ． 时 舶。
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3．分舱载重线 ．
• 决定船舶分舱长度的初始载重水线，称为分舱载 决定船舶分舱长度的初始载重水线， 满载水线作为分舱载重线。 重线。通常都是用满载水线作为分舱载重线 重线。通常都是用满载水线作为分舱载重线。 • 船舶不沉所允许的最大浸水量，是与破舱前船舶 船舶不沉所允许的最大浸水量， 的初始水线位置有关。初始载重水线位置较低， 的初始水线位置有关。初始载重水线位置较低， 船舶储备浮力大，破舱浸水量可以大些， 船舶储备浮力大，破舱浸水量可以大些，或者说 船舱水密舱壁间距可以长些。 船舱水密舱壁间距可以长些。
1、浮态 在任何情况下，船舶浸水的终了阶 、 在任何情况下， 段不得淹没限界线， 段不得淹没限界线，即船体破损浸水后的最 终平衡水线， 终平衡水线，沿船舷距舱壁甲板的上边缘至 少要有76 的干舷高度。 少要有 mm的干舷高度。 的干舷高度 2、 2、稳性 在对称浸水情况下，当采用固定排 在对称浸水情况下， 水量法计算时， 水量法计算时，最终平衡状态的剩余稳性高 度 GM＞50mm；在不对称浸水情况下其总 ＞ ； 横倾角不得超过7°，但在特殊情况下，可允 横倾角不得超过 但在特殊情况下， 许横倾角大于7 许横倾角大于 ° ，不过在任何情况下其最终 横倾角不应超过15 横倾角不应超过 ° 。
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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.
（3）船用窗 ） 舷窗：一种圆形窗， ①舷窗：一种圆形窗，分为重型舷窗 和轻型舷窗。 和轻型舷窗。 方窗； 天窗： ②方窗；③天窗：④手摇窗
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水密门
• • • 水密门有如下三级： 水密门有如下三级： 一级——铰链门 一级 铰链门 二级——手动滑动门；用手动将门完全关 手动滑动门； 二级 手动滑动门 闭所需的时间应不超过90 闭所需的时间应不超过 S • 三级 三级——动力兼手动滑动门。能在 S以 动力兼手动滑动门。 动力兼手动滑动门 能在60 以 内关闭. 内关闭 • 任何水密门的操纵装置， 任何水密门的操纵装置，无论是否动力 操纵，均须在船舶向左或向右倾斜15 操纵，均须在船舶向左或向右倾斜 o时 能将门关闭。 能将门关闭。
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7．分舱载重线标志和记载 ．
• 客船必须满足抗沉性的要求。 客船必须满足抗沉性的要求。 • 对于有抗沉性要求的船舶： 对于有抗沉性要求的船舶： （1）要求在船舶两舷侧勘划经过核准的分舱 ） 载重线标志， 载重线标志，并将所勘划的分舱载重线载 入船舶安全证书中，以符号C 入船舶安全证书中，以符号 1表示主要是 载客， 载客，以C2、C3等符号分别表示交替载运 客货情况。 客货情况。 （2）有抗沉性要求的船舶，在船上备有分舱 ）有抗沉性要求的船舶， 和破舱稳性报告书. 和破舱稳性报告书 (3)船舶破损控制图 船舶破损控制图. 船舶破损控制图
第五节 船舶适航性控制
一、船舶抗沉性 （一）船舶抗沉性 的基本概念 船舶抗沉性， 船舶抗沉性，是指 船舱破损浸水后 船舶仍能保持一 定的浮性和稳性 的性能。 的性能。
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（二）船舱浸水后的浮性和稳性标准： 船舱浸水后的浮性和稳性标准：
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（4）人孔盖 ）
• 在船体结构的构件上为人员出入而开设的孔， 在船体结构的构件上为人员出入而开设的孔， 称为人孔。 称为人孔。 • 在液舱、隔离空舱等的顶板或壁板上开的人 在液舱、 必须装设人孔盖，并保证水密性。 孔，必须装设人孔盖，并保证水密性。 • 为了便于维修、逃生和有利于通风，一般每 为了便于维修、逃生和有利于通风， 个液舱或空舱在顶板或壁板上至少要开两个 人孔，并成对角线布置。 人孔，并成对角线布置。 • 人孔通常有圆形或椭圆形两种，人孔盖主要 人孔通常有圆形或椭圆形两种， 有下列几种形式 几种形式： 齐平人孔； 有下列几种形式：①齐平人孔；②凸起式人 孔盖； 铰链式人孔盖； 孔盖；③铰链式人孔盖； ④凹形人孔盖
• • • • •
重 庆 交• 通• 大 学 应 用 技• 术• 学 院 • (2)破口进水的动压力 除了与破口截面积及破口处在水线下的深度有关外,还与破口处的相对水流 流速的平方称正比。
即：F动=ρ·S·V2 F ρSV
式中V为破口处相对流速 V
(3)进水总压力 进水总压力为静水压力和动水压力之和。故进水后应尽快停车，使船停下 来，以减少进水动压力，并转向，使破口处在下风，以减少波浪的作用。 如一个10cm×10cm的破洞(面积为 × 100 cm2)在水下1m时，其进水静压力 约为 10.25kg。一个人在堵漏时能克 服60～80kg的压力，则一个人就能把 ～ 该破洞堵住。破洞再大些或在水线下 更深时，可能就需要几个人的力量才 能堵住。如该10cm×10cm的破洞在 × 船舶正前方，且船舶以10节速度前进， 则破口处的动水压力将达271.2KN， 如船舶不停下来，则很难堵漏。
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5．可浸长度Lf和可浸长度曲线 ．可浸长度 • 沿着船长方向以某一点 1为中心的舱，在规定 沿着船长方向以某一点C 为中心的舱， 的分舱载重线和渗透率的情况下破舱浸水后， 的分舱载重线和渗透率的情况下破舱浸水后， 船舶下沉和纵倾后的最终平衡水线若刚好与安 全限界线相切，则该舱的长度称为以C 全限界线相切，则该舱的长度称为以 1点为中 心的可浸长度L 。 心的可浸长度 f。 • 以某一点为中心的可浸长度，是满足船舶抗沉 以某一点为中心的可浸长度， 性要求的两水密舱壁间的最大长度。 性要求的两水密舱壁间的最大长度。 • 在船长方向的不同位置处，可浸长度是不同的。 在船长方向的不同位置处，可浸长度是不同的。 • 渗透率越小可浸长度就越大。 渗透率越小可浸长度就越大。
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三、船舶密封与堵漏
（一）船舶密封和船体开口关闭装置 1、船体结构的密性 、 指船体结构构件的接缝、开口关闭位置等， 指船体结构构件的接缝、开口关闭位置等，在规定 的条件下不渗漏气体、 水等的性能。 的条件下不渗漏气体、油、水等的性能。 （1）水密：船体水密结构和装置主要有水密横舱壁、 ）水密： 双层底、双层壳、水密门、窗、水密舱盖及排水 设备等。 （2）风雨密：干舷甲板上及封闭的上层建筑和围敞 ）风雨密： 室等各种开口的关闭装置，以及舱壁甲板或其上 一层甲板均要求为风雨密
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（2）船用门 ）
①水密门： 水密门： 风雨密门: ②风雨密门 钢制轻便门： ③钢制轻便门： 防火门: ④防火门
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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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• 2、排水量估算
• 船舶排水能力由排水管内径决定，一般可按 下列公式估算： • 排水能力：q ≈ [d/4]2 ×50 (t/h) • 式中：d——排水管内径(英寸)
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3、破口进水的静水与动水压力估算 、
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2．开口的关闭装置 ．
1）船体结构上开口关闭装置的种类 ） • 按用途划分，主要有下列四种：货舱舱口盖、 按用途划分，主要有下列四种：货舱舱口盖、 船用门、船用窗、人孔盖。 船用门、船用窗、人孔盖。 • 按密性划分，又可分为水密、油密型的，风 按密性划分，又可分为水密、油密型的， 雨密型和非密性的关闭装置。 雨密型和非密性的关闭装置。 单拉滚翻式舱口盖 （1）货舱舱口盖： 铰接折叠舱口盖 ）货舱舱口盖： 滚动舱口盖 吊移式舱口盖
(1)破口进水的静水压力 破口进水的静水压力和破洞面积及破口中心在水下的 深度成正比。它可以由下列近似公式算出：
F静=P·S =ρ·h·S = 1.025 h·S (t) P S ρ h S 1.025·h S
式中：h——破洞在水线面下的深度(m)。 ρ——破洞处水密度 (t/m3取标准海水密度： S——破洞面积(m2) P——破口中心处的水 压强(t/m2) F静——破洞处静压力(t) 如F静最终以kgf计， 则F静=1025·h·S(kgf)； 如F静以牛顿计算， 则F静=10055·h·S(N) 1.025)；
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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。
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4．渗透率u ．渗透率
•学 某一舱室或处所在安全限界线以下的理论体积能被水浸 应 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率u。 用 占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率 。 •技术 装载的货物密度大、体积小（即渗透率 大），在同样 装载的货物密度大、体积小（即渗透率u ），在同样 学 载重情况下占的舱容小，破舱后浸水量就大，要保证船 载重情况下占的舱容小，破舱后浸水量就大， 院 舱浸水后船舶不沉，船舶分舱的间距就必须短些。 舱浸水后船舶不沉，船舶分舱的间距就必须短些。
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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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6.许可舱长 p与分舱因数 许可舱长L 与分舱因数F 许可舱长
• 考虑到船舶业务性质和船长不同对船舶抗 沉性的不同要求，用一个参数表示， 沉性的不同要求，用一个参数表示，称为 分舱因数F。 分舱因数 。 • 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L 时所允许的实际舱长，称为许可舱长 p Lp=F·Lf • 1）当0.5＜F＜1.0时，为一舱制。 ） ＜ ＜ 时 为一舱制。 • 2）当0.33＜ F＜0.5时，为二舱制船舶。 ） ＜ ＜ 时 为二舱制船舶。 • 3）当0．25＜ F＜0．33时，为三舱制船 ） ． ＜ ＜ ． 时 舶。
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3．分舱载重线 ．
• 决定船舶分舱长度的初始载重水线，称为分舱载 决定船舶分舱长度的初始载重水线， 满载水线作为分舱载重线。 重线。通常都是用满载水线作为分舱载重线 重线。通常都是用满载水线作为分舱载重线。 • 船舶不沉所允许的最大浸水量，是与破舱前船舶 船舶不沉所允许的最大浸水量， 的初始水线位置有关。初始载重水线位置较低， 的初始水线位置有关。初始载重水线位置较低， 船舶储备浮力大，破舱浸水量可以大些， 船舶储备浮力大，破舱浸水量可以大些，或者说 船舱水密舱壁间距可以长些。 船舱水密舱壁间距可以长些。
1、浮态 在任何情况下，船舶浸水的终了阶 、 在任何情况下， 段不得淹没限界线， 段不得淹没限界线，即船体破损浸水后的最 终平衡水线， 终平衡水线，沿船舷距舱壁甲板的上边缘至 少要有76 的干舷高度。 少要有 mm的干舷高度。 的干舷高度 2、 2、稳性 在对称浸水情况下，当采用固定排 在对称浸水情况下， 水量法计算时， 水量法计算时，最终平衡状态的剩余稳性高 度 GM＞50mm；在不对称浸水情况下其总 ＞ ； 横倾角不得超过7°，但在特殊情况下，可允 横倾角不得超过 但在特殊情况下， 许横倾角大于7 许横倾角大于 ° ，不过在任何情况下其最终 横倾角不应超过15 横倾角不应超过 ° 。
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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.
（3）船用窗 ） 舷窗：一种圆形窗， ①舷窗：一种圆形窗，分为重型舷窗 和轻型舷窗。 和轻型舷窗。 方窗； 天窗： ②方窗；③天窗：④手摇窗
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水密门
• • • 水密门有如下三级： 水密门有如下三级： 一级——铰链门 一级 铰链门 二级——手动滑动门；用手动将门完全关 手动滑动门； 二级 手动滑动门 闭所需的时间应不超过90 闭所需的时间应不超过 S • 三级 三级——动力兼手动滑动门。能在 S以 动力兼手动滑动门。 动力兼手动滑动门 能在60 以 内关闭. 内关闭 • 任何水密门的操纵装置， 任何水密门的操纵装置，无论是否动力 操纵，均须在船舶向左或向右倾斜15 操纵，均须在船舶向左或向右倾斜 o时 能将门关闭。 能将门关闭。
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航 运 工 程 系
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7．分舱载重线标志和记载 ．
• 客船必须满足抗沉性的要求。 客船必须满足抗沉性的要求。 • 对于有抗沉性要求的船舶： 对于有抗沉性要求的船舶： （1）要求在船舶两舷侧勘划经过核准的分舱 ） 载重线标志， 载重线标志，并将所勘划的分舱载重线载 入船舶安全证书中，以符号C 入船舶安全证书中，以符号 1表示主要是 载客， 载客，以C2、C3等符号分别表示交替载运 客货情况。 客货情况。 （2）有抗沉性要求的船舶，在船上备有分舱 ）有抗沉性要求的船舶， 和破舱稳性报告书. 和破舱稳性报告书 (3)船舶破损控制图 船舶破损控制图. 船舶破损控制图