第五章 船舶吃水差
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
第五章船舶吃水差的计算与调整
2019/2/17
第三节 吃水差比尺
吃水差比尺是一种供少量载荷变动时计算船 舶浮态的简易计算图表，用它可以方便的求 取在船上任意位置装载100t载荷时，船舶首 尾吃水的改变量。
2019/2/17
第三节 吃水差比尺
吃水差比尺的制作原理：
L BP x f 100 ( x x 1002 P f) d ( cm ) F TPCL MTC BP
2019/2/17
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
1xg1 Pi x i xg2 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
2019/2/17
L BP x f P ( x x P P f) 2 d F 100 TPC L 100 MTC BP
L BP x f P ( x x P P f) 2 d A 100 TPC L 100 MTC BP
少量载荷变动后首、尾吃水和吃水差
d d d F 1 F F
一、吃水差及首尾吃水的计算
1 吃水差计算
( x x )L M g b L t 100 MTC 100 MTC 100 MTC dA
第五章-船舶吃水差
第一节 航行船舶对吃水差及吃水的要求吃水差的概念： 1．吃水差的定义船舶吃水差是指首吃水与尾吃水的差值，用符号t 表示。
当船舶首吃水大于尾吃水时，t 为正值，称为首吃水差，相应纵向浮态称作首倾；当船舶首吃水小于尾吃水时，t 为负值，称为尾吃水差，该纵向浮态称作尾倾；当船舶首吃水和尾吃水相同时，t 为零值，相应纵向浮态称作平吃水。
2．吃水差产生的原因若装载后重心纵向位置与正浮状态的浮心纵向位置不在同一垂线上，则船舶将产生一纵倾力矩，迫使船舶纵倾。
随着船舶纵倾，水线下排水体积的形状发生变化，浮心也随之移动。
当船倾斜至某一水线时，重心与纵倾后的浮心重新在与新水线垂直的垂线上，则船舶达到平衡，此时船舶首、尾吃水不相同，从而产生吃水差。
吃水差对船舶性能的影响：船舶吃水差及吃水对操纵性、快速性、适航性与抗风浪性能都会产生一定的影响。
尾倾过大，船舶操纵性变差，航速降低，船首部底板易受波浪拍击而导致损坏，驾驶台瞭望盲区增大；首倾时使螺旋桨和舵叶的人水深度减小，航速降低，航向稳定性变差，首部甲板容易上浪，而且船舶在风浪中纵摇和垂荡时，使螺旋桨和舵叶易露出水面，造成飞车。
船舶在某些情况下空载航行，此时吃水过小，更影响螺旋桨和舵叶的入水深度，使船舶操纵性和快速性降低。
另外，因受风面积增大，也使船舶稳性变差、航速减小。
营运船舶对吃水差的要求：船舶在航行中为保证其航海性能，应使船舶适度尾倾。
船舶开航前，尾吃水差适宜值与船舶大小、装载状况、航速等因素有关。
实践经验表明，万吨级货船适度吃水差为：满载时-0.3～-0.5m ；半载时-0.6～-0.8m ；轻载时-0.9～-1.9m 。
各船具体情况不同，驾驶人员应根据本船实际状况确定适当尾吃水差值。
船舶不同装载状况下若航速一定，存在一纵倾状态使船舶航行阻力最小，因而所耗主机功率也最小，从而节省了燃料，该纵倾状态称为最佳纵倾。
空载航行船舶对吃水差及吃水的要求：船舶在空载时，为了节约能源总力图减少压载重量，但考虑到船舶过小吃水及不适当的吃水差会给船舶安全航行带来不利影响，因此应使压载后的船舶纵向浮态满足一定要求。
第五章 船舶吃水差
第五章船舶吃水差第一节运营船舶对吃水差及吃水的要求（一）船舶吃水差及吃水对航行性能的影响对船舶的操纵性、快速性、耐波性、稳性、强度及过浅滩能力都有影响。
（1）首倾过大空载时，往往尾吃水过小，影响螺旋桨推进效率和舵效；满载时，首部甲板容易上浪使船舶耐波性下降。
（2）尾倾过大空载时，船首了望盲区增大，船首底板易遭受海浪猛烈拍击，使船舶耐波性下降，损害船体结构；满载时，使转船作用点后移，影响舵效。
（二）航行船舶对吃水差的要求根据经验，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（三）空载航行船对吃水及吃水差的要求尾机型船在空载时因机舱较重而尾倾严重，平均吃水过小，会严重影响船舶航行安全。
因此，IMO和各国都对空载吃水和吃水差有明确的要求。
主要有：1.空载吃水差：|t |＜2.5%L，使纵倾角φ＜ 1.5°；2.尾吃水：要求达到螺旋桨沉深直径比h/D ＞0.8 ～0.9；3.平均吃水：一般要求d＞ 50% 夏季满载吃水；m＞ 55% 夏季满载吃水；4.冬季航行要求dm5.最小平均吃水d≥ 0.02L + 2 （m）m6.首吃水： L ≤150 m，d≥ 0.025L （m）FL ＞150 m，d≥ 0.012L + 2 （m）F第二节 船舶吃水差及首尾吃水的计算（一）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。
（二） 吃水差计算原理1．计算条件一般来说，船舶纵倾角都在小倾角（10 ~15°）范围内，因此，仅仅从静纵倾力矩角度来考察船舶纵向浮态和计算吃水差就完全可以满足实际需要。
作用在船体上的静纵倾力矩仅限于船舶装卸载荷或纵向移动载荷所产生的。
2．厘米纵倾力矩MTC船舶吃水差t 与作用在船体上的纵倾力矩M T 成正比，如果纵倾力矩为零，就没有吃水差。
为便于计算吃水差，船舶设计部门给出了船体在各排水量下吃水差每变化1厘米所对应的纵倾力矩值，称为厘米纵倾力矩，用MTC 表示，其单位为t.m ／cm 。
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：
5第五章_船舶吃水差的计算与调整
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：
2018/10/2
（二）载荷变动对吃水差的影响
1、大量载荷变动
条件： 1 计算载荷变动后的重心距船中距离xg2 利用排水量Δ2查取dM2、xb2、xf2、MTC2 利用基本计算公式计算t2、dF2、dA2
xg2
2018/10/2
1 x g1 Pi xi 1 Pi
减少螺旋桨沉深， 轻载时，舵效 船首甲板上浪 降低船速，船舶纵 变差，航行稳 对首部结构造 摇时，船打空车严 定性变差，操 成损害； 重，主机受力不均，纵困难，航速 降低主机寿命。 降低 轻载时船首底板易 操纵性能变差，不利于了望 遭拍底，造成损害 回转性差 易偏离航向；
甲板上浪
2018/10/2
（二）载荷变动对吃水差的影响
2、少量载荷(Pi < 10%)变动的计算
一）纵向移动载荷对吃水差的影响 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
P d 100TPC
2018/10/2
一）纵向移动载荷对吃水差的影响
2、少量载荷(Pi < 10%)变动的计算
LBP
2018/10/2
d F (min) 0.012 LBP 2( m ) 150m， d M (min) 0.02 LBP 2( m )
第五章-船舶吃水差
第一节 航行船舶对吃水差及吃水的要求吃水差的概念： 1．吃水差的定义船舶吃水差是指首吃水与尾吃水的差值，用符号t 表示。
当船舶首吃水大于尾吃水时，t 为正值，称为首吃水差，相应纵向浮态称作首倾；当船舶首吃水小于尾吃水时，t 为负值，称为尾吃水差，该纵向浮态称作尾倾；当船舶首吃水和尾吃水相同时，t 为零值，相应纵向浮态称作平吃水。
2．吃水差产生的原因若装载后重心纵向位置与正浮状态的浮心纵向位置不在同一垂线上，则船舶将产生一纵倾力矩，迫使船舶纵倾。
随着船舶纵倾，水线下排水体积的形状发生变化，浮心也随之移动。
当船倾斜至某一水线时，重心与纵倾后的浮心重新在与新水线垂直的垂线上，则船舶达到平衡，此时船舶首、尾吃水不相同，从而产生吃水差。
吃水差对船舶性能的影响：船舶吃水差及吃水对操纵性、快速性、适航性与抗风浪性能都会产生一定的影响。
尾倾过大，船舶操纵性变差，航速降低，船首部底板易受波浪拍击而导致损坏，驾驶台瞭望盲区增大；首倾时使螺旋桨和舵叶的人水深度减小，航速降低，航向稳定性变差，首部甲板容易上浪，而且船舶在风浪中纵摇和垂荡时，使螺旋桨和舵叶易露出水面，造成飞车。
船舶在某些情况下空载航行，此时吃水过小，更影响螺旋桨和舵叶的入水深度，使船舶操纵性和快速性降低。
另外，因受风面积增大，也使船舶稳性变差、航速减小。
营运船舶对吃水差的要求：船舶在航行中为保证其航海性能，应使船舶适度尾倾。
船舶开航前，尾吃水差适宜值与船舶大小、装载状况、航速等因素有关。
实践经验表明，万吨级货船适度吃水差为：满载时-0.3～-0.5m ；半载时-0.6～-0.8m ；轻载时-0.9～-1.9m 。
各船具体情况不同，驾驶人员应根据本船实际状况确定适当尾吃水差值。
船舶不同装载状况下若航速一定，存在一纵倾状态使船舶航行阻力最小，因而所耗主机功率也最小，从而节省了燃料，该纵倾状态称为最佳纵倾。
空载航行船舶对吃水差及吃水的要求：船舶在空载时，为了节约能源总力图减少压载重量，但考虑到船舶过小吃水及不适当的吃水差会给船舶安全航行带来不利影响，因此应使压载后的船舶纵向浮态满足一定要求。
第五章 船舶吃水差
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一、吃水差的基本概念1、吃水差的定义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。
AF d d t -=3、船舶的纵向浮态类型首倾(Trim by head)：t>0 尾倾(Trim by stern)：t<0 平吃水(Even keel)： t=0FL1LBGFW1WL1LBGF WLBG•••W1W二、船舶营运对吃水差的要求（一）吃水差对船舶的影响1、过大尾倾对船舶营运的影响船首底板易遭拍底，造成损害；操纵性能变差，易偏离航向；影响了望。
2、适宜尾倾对船舶营运的影响提高推进效率，航速增加；舵效变好，操纵性能变好；减少甲板上浪，利于安全。
3、首倾对船舶营运的影响舵效变差，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，降低主机寿命。
（二）船舶营运对吃水差的要求根据经验，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~-1.9m1、对吃水的要求（1）经验法通常情况下， d≥50%d S冬季航行时， d≥55%d S（三）船舶空载航行时对 船舶吃水及吃水差的要求（2）IMO 的要求⎩⎨⎧+≥≥≤)(.)(.(min)(min)m L d m L d m L BP M BP F BP 20200250150，⎩⎨⎧+≥+≥>)(.)(.(min)(min)m L d m L d m L BP M BP F BP202020120150，2、对吃水差的要求 螺旋桨沉深降。
时，推进效率将急剧下，当50750650..~.<>DI D I %.52<BPL t ︒<51.ϕ吃水差与船长之比纵倾角三、吃水差及首尾吃水的计算（一）纵稳性等容纵倾纵稳心点ML船舶纵倾前后两条浮力作用线的交点。
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（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
1) 1 P
2) d P 100TPC
3）船内移货
t P ( x p x f )
W1
100 MTC
W
4）首尾吃水分配
ML
Z
P
P
G
F B
MZ
L L1
X
首、尾吃水
P 4 ) dF 1 dF 100TPC
1 2
L
xf
t
L
P
d A1 d A
100TPC
1
2 L x f t
L
t1 t t
ML
MZ
φ
G
G0
L
F
φ
B
L1
B1
X
tg MZ GM L
符号： 首倾为 － 尾倾为 ＋
２、吃水差计算 Z
初始正浮，受纵倾力矩作用
ML
tg M Z t GM L L
当t=1cm时
Mz
GML
100 L
W1
dA
W
θ
G
G0
φ
F B
φ
B1
MTC定义:
A.P
dF
使吃水差变化1cm所需的纵倾力矩 。 MTC应用:
L1
G
L
F
B
尾倾(Trim by stern)：
W
t dF dA 0
W1
二、船舶吃水差及吃水对航行性能的
影响
1、过大尾倾
船首底板易遭拍底 操纵性能变差，易偏航 影响嘹望。
L1
G
L
F
２、首倾
舵效变差，操纵困难， 航速降低； 首部甲板易上浪； 船舶纵摇时，易飞车， 主机 受力不均，降低寿命
WW
B
一、纵向移动载荷对吃水差的影响
特点： 船舶排水量不变，船内问题。 分析：力矩平衡法
MZ Plx
t MZ 100MTC
1) t P (xp2 xp1 ) 100MTC
2 ) dF1 dF
1 2
L
xf
t
W1
L
d A1
dA
1 2
L
xf
t
W
L
ML
Z
P
G F
B B1
MZ P
L L1
X
t1 t t
2、吃水差曲线图_原理
ML Z
MZ
W
GF
B
L
W
X
t ( xg xb ) 100MTC
dF dA
dM dM
1 2
1 2
L L
L L
xf xf
t t
纵倾根本原因： xg xb 1、绘制原理：大量载 荷变动对吃水差的影响
对于确定的Δ，dxMg,xb , xf , MTC
可确定
W1
３、适宜尾倾
L L1
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。
W1 G F B
三、航行船舶对吃水差的要求
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
四、船舶吃水及吃水差的要求 －船舶空载航行时
一、船舶纵稳性
ML
１、纵稳心假设 ML
MSL
２、纵稳性力臂
W1
GZ L
W
３、纵稳性力矩
ZL G F
B B1
M SL GZ L M SL GM L sin
Yf F
４、纵稳性半径：
R
BM L
I yf V
R L L3 B r
V
５、纵稳性高度 GM L KB R KG R
MZ L L1
ML
Z
应用说明：
装货P取+ 卸货P取-
P W1
W
P G
F B
MZ
L L1
X
总结：少量卸货（少量装货）计
算
1) 1 P
2) d P 100TPC
3) t P (xp xf ) 100MTC
4)
dF1
d A1
t1
dF
dA t
P 100TPC
P 100TPC
t
1 2
1 2
L L L L
3）利用基本计算公式计算t1、dF1、dA1
三、大量载荷变动计算_公式
假设大量装卸后船舶正浮： dm1
Z ML
MZ
船舶纵倾
1)t 1 ( xg1 xb1 ) 100MTC1
W1 dM1
W
2)
dF1 d A1
d M1 d M1
1 2
1 2
L L
L L
x f1 x f1
t t
d F
d
A
dM dM
LBP 2
xf
LBP
LBP 2
xf
LBP
t t
L
dA
dA
xf•F
B xb
G xg
dF W dF
3）、等容吃水与船中吃水
dM
d船中
xf
tg
d船中
t LBP
xf
L
dA
dA
d船中
xf•F dM
dF W dF
第三节 影响吃水差的因素
一、纵向移动载荷对吃水差的影响 二、少量载荷变动 三、大量载荷变动 四、舷外水密度变化对吃水差的影响
使用注意事项：符号+、-
例题P121
吃水差改变后首、尾吃水 计算
t MZ 100MTC
三角形相似得：
t d A1 d A dF1 dF L 1 / 2L xF 1 / 2L xF
去掉绝对值符号：
t dF1 dF d A1 d A
d F
1 2
L L
xf
t
L 1 / 2L xF 1 / 2L xF
k
例2 舷外水密度增大
假设平行沉浮：1) d ( )
排水量分解
100TPC 1 0
纵倾
0
d 100TPC1
MZ (xg xf )
2) t d TPC 1 (xg xf ) MTC
L L1
结论：公式统一
F •G
k
•B
Байду номын сангаас
W W1
第四节 吃水差计算图表
一、吃水差曲线图 二、少量加载吃水差图表
3）作Δ的垂直线和Mp的水平线
4）插值法读出交点对应 的
t, dF , dA
二、吃水差比尺（Trimming table）
定义： 在船上任意位置装载100t载荷时，船舶首、
尾吃水改变量的图表。
适用范围 用途： 制作原理 图形 使用方法
少量载荷变动 求取t、dF、dA
吃水差比尺_绘制原理
1) 1 P
X
X
ML ６、R的计算
M
F B B1 Y
Yf
F
B B1
r BM Ix 1LB 3
V
V
R BML
I yf V
2L3B V
X
R L2
r B2 , R r
一般船舶R在200米左右
二、船内纵倾力矩（初始纵倾力矩）
ML Z
MZ
船舶偏载，
W1
MZ (Xg Xb )
W
G F
B1
B
L L1
2) d P
W1
100TPC
W
3) t P (xp xf ) 100MTC
4)
P
dF 1
dF
100TPC
P
d
A1
t1
d t
A 100T
t
P
C
1 2
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