船舶适航性控制60页PPT
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1-5船舶适航性控制
重 庆 交 通 大 学 应 用 技 术 学 院
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。
-船舶结构与适航性控制(节)
6.许可舱长 LP 与分舱因数F 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LP。 考虑到船长和船舶业务性质不同对船舶抗沉性的不 同要求，用一个参数表示，称为分舱因素F。
F≤1，随着船长的增加逐渐减小。
(1)当0.5< F ≤ 1.0时，为一舱制船舶。 (2)当0.33< F ≤ 0.5时，为二舱制船舶。 (3)当0.25< F ≤ 0.33时，为三舱制船舶。
则该舱的长度称为以 C1点为中心的可浸长度 Lf 。
第4节 船舶抗沉性 二、船舶抗沉性的基本概念 ○ 5.可浸长度 L f 和可浸长度曲线
船中部的船舱可浸长度稍长。 船中前后舱室可浸长度稍短（因出现纵倾） 艏艉部的舱室可浸长度可以长一些（因船体形状
瘦削）。
第4节 船舶抗沉性 二、船舶抗沉性的基本概念 ○
✓ 木匠每日测量水舱、污水舱液位
✓ 所有水密舱壁上的水密门在航行中保持关闭；因工作需 要而必须开启，应能随时关闭；水密舱壁上的水密门， 航行中每天进行操作；其他性质的水密门，至少一周检 查一次。
堵漏应变部署及演习：每周一次；堵漏信号二长一短连 放1min，2min内到达集合地点。
一、船舶摇荡运动的形式○
（4）垂荡：船舶沿垂向轴做周期性的上下平移运动
（5）纵荡：船舶沿纵向轴做周期性的前后平移运动
（6）横荡：船舶沿横向轴做周期性的左右平移运动
一、船舶摇荡运动的形式○
第4节 船舶摇荡性
3．后果：
(1)可能使船舶失去稳性而倾覆；
(2)使船体结构和设备受到损坏；
(3)引起货物移动从而使船舶重心移动危及船舶安全；
（1）船用门 水密门：一级铰链门、二级手动滑动门（90s关闭）、三 级动力兼手动滑动门（液压操纵时，60s关闭）。机舱与 轴隧之间
F≤1，随着船长的增加逐渐减小。
(1)当0.5< F ≤ 1.0时，为一舱制船舶。 (2)当0.33< F ≤ 0.5时，为二舱制船舶。 (3)当0.25< F ≤ 0.33时，为三舱制船舶。
则该舱的长度称为以 C1点为中心的可浸长度 Lf 。
第4节 船舶抗沉性 二、船舶抗沉性的基本概念 ○ 5.可浸长度 L f 和可浸长度曲线
船中部的船舱可浸长度稍长。 船中前后舱室可浸长度稍短（因出现纵倾） 艏艉部的舱室可浸长度可以长一些（因船体形状
瘦削）。
第4节 船舶抗沉性 二、船舶抗沉性的基本概念 ○
✓ 木匠每日测量水舱、污水舱液位
✓ 所有水密舱壁上的水密门在航行中保持关闭；因工作需 要而必须开启，应能随时关闭；水密舱壁上的水密门， 航行中每天进行操作；其他性质的水密门，至少一周检 查一次。
堵漏应变部署及演习：每周一次；堵漏信号二长一短连 放1min，2min内到达集合地点。
一、船舶摇荡运动的形式○
（4）垂荡：船舶沿垂向轴做周期性的上下平移运动
（5）纵荡：船舶沿纵向轴做周期性的前后平移运动
（6）横荡：船舶沿横向轴做周期性的左右平移运动
一、船舶摇荡运动的形式○
第4节 船舶摇荡性
3．后果：
(1)可能使船舶失去稳性而倾覆；
(2)使船体结构和设备受到损坏；
(3)引起货物移动从而使船舶重心移动危及船舶安全；
（1）船用门 水密门：一级铰链门、二级手动滑动门（90s关闭）、三 级动力兼手动滑动门（液压操纵时，60s关闭）。机舱与 轴隧之间
船舶结构与适航性控制节课件
第6节 船舶操纵性 二、影响船舶操纵性的因素○
1．船型和浮态
船体形状和大小对船舶操纵性能的好坏有着重要的 影响。
（1）船舶的长宽比L/B越大，航向的稳定性越好， 而回转性较差。
（2）方形系数 越小的船，航向的稳定性越好，而 船舶回转性则较差。
（3）水线下的船体侧面形状和船舶的浮态：尾倾的 船航向稳定性较好，首倾的船则航向稳定性较差。 装设尾鳍可提高航向稳定性。
转首性好的船舶，不一定旋回直径小。所以，转 首性和回转性两者是有区别的。从船舶操纵性的 观点，要求船舶既要转首快，又要旋回直径小。
航向稳定性好的船舶，它的回转性和转首性能较 差；而回转性和转首性好的船，航向稳定性较差。 对于同一条船难于同时满足航向稳定性、回转性 和转首性都很好的要求。
对于远洋运输船舶，由于长时间远洋航行，进出 港的时间较短，要求有较好的航向稳定性，这样 船舶可较少的操舵保持航向，航线直，从而节约 燃料。经常进出港以及在狭水道航行的船舶，要 求有良好的回转性和转首性，这样可以减小与来 往船舶的碰撞机会，增加安全性。
第4节 船舶摇荡性
2．减摇鳍
减摇效果好，但结构复杂，造价高，只适用于大 型的邮轮和客船
三、船舶减摇装置○
2．减摇鳍
第4节 船舶摇荡性
减摇鳍是迄今使用最多、效果最好的一种主动式船舶减摇 装置。它是在船中舭部或舭部稍上方伸出舷外的一对或数 对鳍片，剖面为机翼形，又称侧舵。
减摇鳍一般为长约3.0 m、宽约1.5 m、剖面为机翼型的长 方体。在船内设有操纵机构，在需要减摇时，将减摇鳍伸 出舷外，并在一定幅度内转动，不需要减摇时，可收进船 内。
远洋船舶——一舱制 客船——二舱制，甚至三舱制
第4节 船舶抗沉性 二、船舶抗沉性的基本概念 ○
第三章 船舶适航性控制
五、漂心与每厘米吃水吨数
1、漂心
船舶水线面积的几何中心称为漂心，以符号
“线可静水面F表”力的示表曲形成示线状吃，图左水漂中右的心（舷关坐图对系标3称曲-用8，线）X所X。f表以f=Y示f(f=d，0)，由。并于漂正绘心浮制坐水标于
漂心的主要作用有：当船舶在小角度倾斜 （等容微倾）时，由于水线面积变化不大，所 以漂心必在倾斜前后的两个水线面的交线上， 利用这个条件，可以计算船舶在小角度纵倾时 的首尾吃水。另外，船舶在小量装卸货物时， 只有当货物装卸在水线面漂心的垂线上，船舶 才会平行沉浮（图3-10）。
“X” ——夏季载重线（国际上采用“S”）； “R” ——热带载重线（国际上采用“T”）； “D” ——冬季载重线（国际上采用“W”）； “ BDD” —— 北 大 西 洋 冬 季 载 重 线 （ 国 际 上 采 用 “WNA”），对于船长大于100m的船舶，不需勘绘北大西
洋冬季载重线；
“Q” ——夏季淡水载重线（国际上采用“F”）； “RQ” ——热带淡水载重线（国际上采用“TF”）；
的计算。
三、船舶重量和重心坐标的计算
1、船舶重量W
W=W0+Dw
W0--- 空船重量，是一个固定重量，其数值是由
船厂提供。
Dw---总载重量
W0=D0
D0---空船排水量
Dw= Pi
Pi---各项可变重量（船员、粮食、淡水、供应
品、燃料、滑油、货物、旅客 ）
船舶的重量为：W=W0+ Pi
2、船舶重心坐标
重力的作用中心：称为船舶重心，通常以符号“G”表示。重心若使用 船舶常用的直角坐标表示时，则为G（（Xg，Yg，Zg）。
2、船舶浮于水中的平衡条件
船舶静止地浮于水中的平衡条件是：作用于 船上的重力Wg和浮力Dg，必须大小相等方向 相反，且作用在垂直于静水面的同一条垂线 上，
1-船舶结构与适航性控制(2节)
船长超过200m时，需用纵骨穿过水密肋板的 形式。
第2节 船舶的强度和结构 二、船体结构——（六）舷侧结构
舷侧外板+舷侧骨架（横/纵骨架） • 横骨架：小型船舶
货舱只设主肋骨 机舱或舷侧需要加强处设 主肋骨、强肋骨和舷侧纵桁 冰区船舶在首部货舱的主肋 骨间设中间肋骨，局部加强。
第2节 船舶的强度和结构 二、船体结构——（六）舷侧结构
中垂
第2节 船舶的强度和结构
1.总纵弯曲强度 总纵弯曲力矩：纵向弯曲变形引起的内力 剪力：内部上下移动趋势构成的内力 • 船体首尾两端无支持，首尾两端的弯曲力矩和剪 力为0 • 总纵弯曲力矩从首尾向船中逐渐增大，船中0.4 L 范围内最大（L为船长） • 最大剪力位于距首尾两端的1/4 L处 • 根据梁的弯曲理论，最大弯曲力矩处，剪力为0
一般船舶舱口较小， 有足够的抗扭强度； 对于货舱口较大的 船舶，如集装箱船 等，须考虑船体结 构的扭转强度。
第2节 船舶的强度和结构
二、船体结构 （一）船体结构形式 钢板+骨架 横骨架、纵骨架、混合骨架式船体结构 1.横骨架式船体结构： • 由横向密布的肋骨框架组成 • 肋骨框架：船底肋板+舷侧肋骨+甲板横梁+肘板 • 结构简单，建造容易，舱容利用高 • 为承担纵向强度，船体外板厚，重量大 • 主要适用于要求纵向强度不大的中、小型船舶
第2节 船舶的强度和结构 二、船体结构 （二）船体结构构件 4.横向构件 • 横梁/强横梁 • 肋骨 • 肋板 • 梁肘板/舭肘板 • 横舱壁
第2节 船舶的强度和结构 二、船体结构 （三）船体外板（船壳板） 组成：多块钢板拼接而成，钢板长边沿船长 方向。 • 船底外板：平板龙骨+船底板 • 舭部外板：舭列板 • 舷侧外板：舷侧列板+舷顶列板 作用：保证船体水密，承担纵向、横向、局 部强度，承受各种作用力
船舶操纵-PPT课件
2.2 船舶操纵运动方程
野本方程
操舵速度有限，船舶的惯性很大，船舶对舵的 响应也是一种非常缓慢的运动，因此有
建立了有效的数学研究方法，借鉴飞艇操纵理论
1939，巴辛
利用里亚谱诺夫运动稳定理论研究船舶的运动稳定 性
1.1 船舶操纵性总论
船舶操纵性研究的发展过程
1944，肯夫（kemf）
提出了用Z形操舵试验来评价船舶的操纵性，开创了 船舶对操舵的动态响应研究
1946，戴维逊(K. S. Davidson)和许夫(L. I. Schiff)
1.1 操纵性总论
操纵性的重要意义（经济性要求）
在海上的直航运动，
航向稳定性好 不用经常地去操舵，航迹接近直线
不好的船 频繁操舵纠正航向，经历曲折的航线，增加了实际 的航行距离，同时增加了操纵装置和推进装置的功 率消耗 由于操舵增加的功率消耗占主机功率的2%-3%，航 向稳定性不好的船，可以高达20%。
船舶有横漂速度 时横向力的导数。该力很大， 方向与 相反；
船舶有横漂速度 时横向力对重心力矩的导数。 该力矩不太大，为负值，方向有使漂角增大的趋势；
船舶有前进速度 时纵向力的导数。该力较小， 方向与 相反。
2.2 船舶操纵运动方程
水动力导数的物理意义
水动力和力矩的旋转导数 和
船首具有右舷攻角，产生负的水动力和负的水动力 矩
– 该时刻船舶运动状态决定的水动力 – 该时刻以前的运动历史决定的水动力
其他原因引起的外力，如托缆力和风压力等；
2.2 操纵运动方程的线性化
水动力学数学模型
船舶静水中运动时的受力，采用一阶泰勒展开
2.2 操纵运动方程的线性化
船舶管理精彩ppt课件
• 船底结构主要有双层底结构和单层底结构两种类型。
(1)双层底结构
是由船底板、内底板、内底边板、舭列板及其骨架组成
的底部空间。船舶应尽可能在首防撞舱壁至尾尖舱舱壁
间设置双层底。当船长L≥76m时，应在船中部设置双
层底，并应延伸至防撞舱壁及尾尖舱舱壁或尽可能接近
该处。
双层底内的油舱与锅炉给水舱、食用水舱之间，应设有
;
1、纵向强度
纵向强度〔总纵强度)定义的解释：
由于外力的作用，沿船长方向分布，作用在船体上向 上和向下的负荷(单位船长上重力和浮力的差值)，将会产 生一种沿船长各区段上下参差不齐的变形趋势和纵向弯曲 变形趋势，这种趋势构成了船体结构内部之间的相互作用 ，这种内部之间的相互作用力称为内力。
内力分为两种，一种是由内部上下移动趋势构成的内 力，称为剪力；另一种是由弯曲变形趋势引起的内力，称 为弯曲力矩。
• 3〕纵向构件：在船体结构中，承担总纵弯曲强度的构件称 为纵向构件，有：甲板纵桁、甲板纵骨、舷侧纵桁、舷侧纵 骨、船底纵桁、船底纵骨、中内龙骨、旁内龙骨、甲板、内 底板、纵向舱壁、船体外板等。
• 4〕横向构件：在船体结构中承担横向强度的构件称为横向 构件，有：横梁、强横梁、肋骨、肋板、梁肘板、舭肘板、 横舱壁等。
;
5.艏、艉结构
1)艏端形状 ①直立型首： ②前倾型首： ③飞剪型艏：设计水线以上呈凹形曲线，有较大的首楼甲板，
利于锚和系泊设备的布置，船首不易上浪。 ④破冰型艏：设计水线以下首柱呈倾斜状，与基线构成30º夹角
，多见于破冰船。 ⑤球鼻型艏：设计水线以下首部前端有球鼻型突出体，作用是
减少兴波阻力和形状阻力，广泛采用。
;
3)外板厚度分布
外板厚度分布的原则是根据船体总纵弯曲强度要求， 按总纵弯曲力矩沿船长方向的分布和总纵弯曲应力沿 船深方向的分布规律来确定，对于个别受力较大的部 位和外板开口，则采用局部加强和相应的规定.
(1)双层底结构
是由船底板、内底板、内底边板、舭列板及其骨架组成
的底部空间。船舶应尽可能在首防撞舱壁至尾尖舱舱壁
间设置双层底。当船长L≥76m时，应在船中部设置双
层底，并应延伸至防撞舱壁及尾尖舱舱壁或尽可能接近
该处。
双层底内的油舱与锅炉给水舱、食用水舱之间，应设有
;
1、纵向强度
纵向强度〔总纵强度)定义的解释：
由于外力的作用，沿船长方向分布，作用在船体上向 上和向下的负荷(单位船长上重力和浮力的差值)，将会产 生一种沿船长各区段上下参差不齐的变形趋势和纵向弯曲 变形趋势，这种趋势构成了船体结构内部之间的相互作用 ，这种内部之间的相互作用力称为内力。
内力分为两种，一种是由内部上下移动趋势构成的内 力，称为剪力；另一种是由弯曲变形趋势引起的内力，称 为弯曲力矩。
• 3〕纵向构件：在船体结构中，承担总纵弯曲强度的构件称 为纵向构件，有：甲板纵桁、甲板纵骨、舷侧纵桁、舷侧纵 骨、船底纵桁、船底纵骨、中内龙骨、旁内龙骨、甲板、内 底板、纵向舱壁、船体外板等。
• 4〕横向构件：在船体结构中承担横向强度的构件称为横向 构件，有：横梁、强横梁、肋骨、肋板、梁肘板、舭肘板、 横舱壁等。
;
5.艏、艉结构
1)艏端形状 ①直立型首： ②前倾型首： ③飞剪型艏：设计水线以上呈凹形曲线，有较大的首楼甲板，
利于锚和系泊设备的布置，船首不易上浪。 ④破冰型艏：设计水线以下首柱呈倾斜状，与基线构成30º夹角
，多见于破冰船。 ⑤球鼻型艏：设计水线以下首部前端有球鼻型突出体，作用是
减少兴波阻力和形状阻力，广泛采用。
;
3)外板厚度分布
外板厚度分布的原则是根据船体总纵弯曲强度要求， 按总纵弯曲力矩沿船长方向的分布和总纵弯曲应力沿 船深方向的分布规律来确定，对于个别受力较大的部 位和外板开口，则采用局部加强和相应的规定.
船舶适航性控制
锚链
锚
三、减摇装置 1、舭龙骨
第四节 舵 舵是一种控制船舶航向的装置。 为了控制船舶的航向，舵需要不断地转 动 并固定在某一位置上。因此，要有一套设备 来操纵和支承它，这套设备称为舵设备。它 包括舵装置、舵机、止舵装置、转舵装置、 舵及其支承零部件。
1、舵的种类
(1)按舵杆中心线位置分类有：不平衡舵；平衡舵； 半平衡舵。
拨叉柱塞
全回转舵浆
主动舵
第五节 锚与锚链 锚 弃链器 锚设备
锚链
锚链管
锚链筒
制链器
锚链是连接锚和船体的链条。 目前船上大量采用的是铸钢锚链和电焊锚链。 锚链的链环成椭圆形，分为有档链环和无档链环两 种。 锚链的直径是用链环剖面直径表示，通常称为 链径。锚链的长度是以“节”为单位，一根锚链由 若干链节连接而成，海船上每节锚链的标准长度为 27.5m。万吨级的远洋运输船每根锚链的长度大约 11kn左右。 根据每节锚链在整根锚链中的位置不同，分为锚 端链节、中间链节和末端链节。在每节锚链上做有 明显的标记。
第一节、船舶抗沉性 一、船体几种破损浸水情况 1、浸水量为定值时的浸水
2、浸水量为变值，但与弦外水不通
3、浸水量为变值，但与弦外水相通机舱进水的严重性和应急措源自 机舱进水的严重性 机舱进水的应急措施
二、船舶抗沉性的基本概念
许可舱长Lp 与分舱因素F 可浸长度Lr和 可浸长度曲线
船舶浸水后的 浮性和稳性标准
船舶摇荡运动可分为6种形式
横摇 横荡 船舶 摇荡 纵摇
纵荡 垂荡
首摇
船舶摇荡运动是一种有害的运动，剧烈的摇荡 会引起严重的后果： （1）可能使船舶失去稳性而倾覆； （2）使船体结构和设备受到损坏； （3）引起货物移动从而使船舶重心移动危及船舶 安全； （4）使机器和仪表的运转失常； （5）会使螺旋桨的效率降低，船舶阻力增加，船 速下降； （6）工作和生活条件恶化，甲板上浪等。