5第五章 船舶吃水差的计算与调整解析
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
第五章 船舶吃水差备课讲稿
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。
船舶吃水差保证及调整—吃水差基础知识
B.减少首部甲板上浪，保证主机均衡工作，便于驾驶台瞭望。
2.万吨级货船的吃水差值 满载时要求 t = -0.3～-0.5 m； 半载时要求 t = -0.6～-0.8 m ； 轻载时要求 t = -0.9～-1.9 m。
3.大吨位船舶要求平吃水，以免搁浅,也有利于在吃水受限的情况下多 装货。
船舶吃吃水与尾吃水的差值
t = dF - dA
当t = 0时，称为平吃水(Even keel)； 当t > 0时，称为首倾(Trim by head)； 当t < 0时，称为尾倾(Trim by stern)。
二、吃水差对船舶的影响
1.影响船舶操纵性、快速性和耐波性。 2.船舶稳性。 3.船体纵向受力状况。 4.影响装载量。 5.部分港口使费的支出。 6.影响码头装卸。
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
水下转船动力 点后移，回
轻载时船首盲区增 大，船首易遭海
力增大。
转性变差。
浪拍击。
三、对船舶吃水及吃水差的要求
1.船舶航行时要求有一定的尾倾
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
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 。
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2018/10/13
ML—纵倾力矩 （9.81kN.m） xg—重心纵向坐标 （m ） xb—浮心纵向坐标 （m ）
第二节 吃水差的核算与调整
2、吃水差的基本计算公式
又
pi xi xg
PX t
i
i
Xb
100MTC
式中
—纵向重量力矩（9.81KN.m）; Pi—第i分项重量 （t ） Xi—Pi相应的重心纵坐标 （m ）
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
2018/10/13
的吃水与尾垂线处的吃水的差值。
t dF d A
2018/10/13
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
LBP
2018/10/13
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。
2018/10/13
第一节 船舶吃水差概念
2 、空载航行时对吃水及吃水差的要求 1）对吃水的要求
通常情况下， d≥50%dS 冬季航行时， d≥55%dS
上海船舶研究所建议值：
d F (min) 0.025LBP (m) LBP 150m， d M (min) 0.02 LBP 2(m)
t L t L
二、影响吃水差的因素
（一）纵向移动载荷对吃水差的影响
移动特点 移动过程中船舶排水量不变，属于船内问题。
M P L
dA1
x F • G G• • 1 • •B1 B
W
2018/10/13
第一节 船舶吃水差概念
2、产生吃水差的原因
船舶的重力作用线与正浮时的浮力作用 线在中线面上的投影不在同一条垂直线 上，即 ：Biblioteka xg xbG B
纵倾力矩
2018/10/13
第一节 船舶吃水差概念
3 、吃水差对船舶的影响
快速性
首倾 过大 尾倾 过大
2018/10/13
操纵性
其它
D
2.5%
BP
D
吃水差与船长之比
t Lbp 纵倾角
2018/10/13
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：
M RL GZL GM L sin
其中，GML—纵稳性高度。
GM L KM L KG KB BM L KG
令
2018/10/13
M RL GM L tg GM L
t Lbp
第二节 吃水差的核算与调整
2、吃水差的基本计算公式
i i
px
2018/10/13
第二节 吃水差的核算与调整
xg
P
i
xi
xg－船舶重心距船中距离(m)。中前为正，中后为负。 xi－组成的载荷重心距船中距离(m)。中前为正，中后为负。 包括：L、航次储备量、压载水、货物等。
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； 货堆长度 x 货堆近船中一端至船中的距离 i 详算法： 2
当 t=1cm=1/100 m时，
L L
M RL
GM L M .T .C 100Lbp
M.T.C—厘米纵倾力矩 （9.81kN.m/cm） 设 GM BM 则
BM L MTC MTC(d ) 100Lbp
（2）吃水差的基本计算公式
( xg xb ) ML t 100MTC 100MTC
海上货物运输
第五章 船舶吃水差的计算与调 整
上海海事大学商船学院
第一节 船舶吃水差概述
考 试 大 纲 要 求
2018/10/13
1、吃水差的概念及产生原因； 2、吃水差对船舶性能的影响； 3、对万吨级装载状态下船舶吃 水差以及空载航行时船舶吃 水及吃水差要求。
第一节 船舶吃水差概念
一、吃水差的概念 1 、吃水差的定义 吃水差（Trim）t—船舶在首垂线处
2018/10/13
第二节 吃水差的核算与调整
2018/10/13
L t t d ( x ) d d x F f F m f 2 L 2 L t t d A ( x f ) d A d m x f 2 L 2
2018/10/13
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。
2018/10/13
第二节 吃水差的核算与调整
2、吃水差的基本计算公式
螺旋桨出水
2018/10/13
第一节 船舶吃水差概念
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 、装载状态下对吃水差的要求 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