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
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
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
《船舶吃水差解析》课件
1
航行速度控制
2
了解船舶的吃水差，可控制航行速度，
平衡船舶的安全性与经济性。
3
航行安全性评估
通过计算船舶的吃水差，可以评估航行 安全性和稳定性，有助于预防船舶的倾 覆事故。
重载物装载控制
根据船舶的吃水差，控的重要性
船舶吃水差是船舶与海水的重要接触方式，影 响航行速度和载重能力，对船舶的性能和安全 性至关重要。
《船舶吃水差解析》PPT 课件
船舶吃水差是船舶与海水的相对高度差，影响航行速度和载重能力。本课程 将深入讲解吃水差的计算方法和应用场景。
什么是船舶吃水差
定义
船舶吃水差是指船底与海水面之间的垂直距离差，是船舶与海洋的重要接触方式。
重要性
船舶吃水差非常重要，因为它与航行速度和载重能力有关，能够影响船舶的性能和安全性。
解决方法
了解船舶的结构和运行条件，计算船舶的吃水差，可以为船舶运行提供技术支持。
影响船舶吃水差的因素
1
船舶结构
2
船舶的吃水差还与其结构有关。船舶的
吃水线、排水量等因素会影响船舶吃水
差的大小。
3
载重量
船舶的载重量越大，船舶吃水差也会越 大。船舶吃水差的计算需要考虑到特定 载重量的影响。
运行条件
船舶在不同运行条件下的吃水差也会有 所不同。例如，海况、风力、水深等都 会对船舶的吃水差造成影响。
船舶吃水差的计算方法
通过初步计算、获取船舶载重量和船舶吃水变 化计算，可以得出船舶的吃水差。
船舶吃水差的影响因素
船舶吃水差的大小与载重量、船舶结构和运行 条件等因素有关，需深入分析和计算。
船舶吃水差的应用场景
评估航行安全性、控制航行速度和装载物重量， 是船舶吃水差应用的主要场景。
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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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 ϕϕ=∆⋅⋅≈∆⋅⋅=∆⋅⋅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。
或：船舶吃水差改变1cm 时，船舶本身所具有的纵向复原力矩。
令1t cm =，则0.01100LRL L L BP BP BPBM t M GM BM MTC L L L ∆⋅≈∆⋅⋅≈∆⋅⋅== 3. 吃水差的计算()100100100g b i i b Tx x Px x M t MTC MTC MTC∆-∑-∆⋅===⋅⋅⋅显然，g b x x ≠时，船舶将存在一定的吃水差。
4. 首尾吃水的计算 由图可得：2BPf F m BPL x d d t L -=+⨯2BPfA m BPL x d d t L +=-⨯当0f x =，即漂心在船中时：2F m td d =+， 2A m t d d =-5. 注意事项1) t 的成因是重心和浮心不共垂线形成的力矩()g b x x ∆-，不是f x ； 2) g b f x x x 、、及t 的正负。
四、例题1. 某轮装载后排水量△=12000t ，平均吃水d m =7.50m ，船长L BP =150m ，b x =－1.35m ，MTC=9.81×200.0 KN.m/cm ，f x =－0.85m ，经计算得纵向重量力矩船中前为9.81×158200KN.m ，船中后为9.81×174000KN.m ，则该轮出港时的首吃水和尾吃水各为 m 。
2. 某船原首吃水为11.94m ，漂心距中距离为－0.20m ，两柱间长为131.3m ，吃水差改变量为3.0m ，则该轮新的首吃水为 m 。
第二节 吃水差和首尾吃水的计算与调整一、载荷移动对吃水差和首尾吃水的的影响及计算 1. 设载荷重量为，由1x 移动到2x 位置：21()[()]100100i i i i i P x P x x t MTC MTCδ∑⋅∑-==⋅⋅''22BPfF F F F BP BPfA A A A BPL x d d d d tL L x d d d d tL δδδδ-=+=+⨯+=+=-⨯2. 注意事项1)载荷前移，t δ为正值，首倾增加(或尾倾减小)，F d 增加A d 减小； 2)载荷后移，t δ为负值，首倾减小(或尾倾增加)，F d 减小A d 增加。
二、载荷增减对吃水差和首尾吃水的的影响及计算 1. 少量载荷增减1)[()]100i Pi f P x x t MTCδ∑⋅-=⋅''21002100BPfF F F F BP BPfA A A A BP L x P d d d d t L TPCL x Pd d d d t L TPCδδδδ-=+=+⨯+⋅+=+=-⨯+⋅2)注意事项(1)增加载荷P 取正值，减少载荷P 取正值；(2)漂心f x 前加载(或漂心f x 后卸载)，t δ为正值，首倾增加(或尾倾减小)，反之亦然；(3)漂心f x 前加载，t δ为正值，F d 增加，但A d 不一定减小，漂心f x 后卸载，t δ为正值，A d 减小，但F d 不一定增加；(4)载荷增减于船中前后，不能判断吃水差的变化趋势。
2. 大量载荷增减 需重新查表计算。
3. 少量载荷增减对吃水差的影响，主要取决于加载位置和初始漂心的位置关系； 大量载荷增减对吃水差的影响，主要取决于加载位置和初始浮心的位置关系。
4. 2f F A m BPx td d d L ⋅+=+ 三、吃水差的调整 1. 纵向移动载荷通常货物移动的位置受限，而求需调整的货物吨数P 。
1)100t MTCP xδ⋅⋅=2)若舱容难以满足，可采用轻重货物等体积纵向互换的方法。
..H L H H L LP P PP S F P S F -=⎧⎨⨯=⨯⎩ 2. 少量增减载荷(打排压载水)100()i Pi f t MTC PX X δ⎡⎤⋅⋅=∑-⎣⎦ 例：某船Δ=12500t ，抵达某锚地时，F d ＝7.3m, A d ＝7.8m ，港口允许最大吃水只有7.5m ，当时MTC=144×9.81KN.m/cm ,TPC ＝18.4t/cm ，f x =0。
如欲在船中后54.9m 处的货舱卸一部分货物到驳船，以使其尾吃水达到允许的最大吃水，问应卸货多少？卸后的首吃水为多少？ 解：1)计算卸货后尾吃水变化值 '7.57.80.3()A A A d d d m δ=-=-=- 2)求应卸货量()2100100BPf P f A BP L x P x x P d L MTC TPCδ+⋅-=-⨯+⋅⋅1(54.9)0.3210014410018.4P P⨯--=-⨯+⨯⨯求得P=-125(t),负号表示卸货，即在船中后54.9m 处卸货125t 。
3)计算卸货后的首吃水'()2100100BPf P f FF F F BP L x P x x P d d d d L MTC TPC δ-⋅-=+=+⨯+⋅⋅1125(54.9)1257.37.47()210014410018.4m -⨯--=+⨯+=⨯⨯ 3. 兼顾纵向变形的调整原则四、保证适当吃水差的经验方法1. 按经验得出各舱配货重量的合适比例配货；2. 按舱容比例配货，首尾舱留出一定机动货载，在装货结束前作调整吃水差之用。
五、作业(五)1. 某轮尚有150t 货物计划装船，此时已知TPC=25t/cm ，MTC=9.81×200KN.m/cm ，f x =-4.60m, 船长BP L =150m ，为使尾吃水保持不变，该货物应装于船中前 m 。
2. 某轮从大连港出发时排水量为20881t ，首吃水8.80m ，尾吃水9.20m ，抵某中途港时，消耗燃油300t(其重心位于船中后10.70m)，重柴油22t(其重心位于船中后46m)，淡水60t(其重心位于船中后66.40m)，求船舶抵港时的首尾吃水。
(f x =-1.767m ，MTC=230.9t.m ／cm ，TPC=25.75t ／cm ，BP L =140m)3. 某轮抵达目的港时的满载吃水F d =9.50m ，A d =10.50m ，该港允许进港的最大吃水为9.00m ，己知该轮满载时的TPC=25t/cm ，MTC=9.81×300KN.m/cm ，f x =-5.5m ，BP L =150m ，则在第二货舱(P x =+45m)和第四货舱(P x =-40m)各驳卸 t 货物才能达到9.00m 的平吃水进港。
4. 某轮排水量18000t ，中前纵向重量力矩180000t.m ，中后216000t.m ，平均吃水m d =8.06m ，MTC=210×9.81KN.m/cm ，b x =1.80m ，船舶最佳纵倾值为t=－0.66m 。
因各舱均装满，现确定将N0.3舱的重货(P x =10.0m ，S.F=1.03/m t )和N0.1舱的轻货(P x =50.0m ，S.F=2.53/m t )互移，使其满足最佳纵倾要求，则两货舱应各移动 t 货物。
第三节 吃水差计算图表 一、吃水差曲线图1. 制图原理100100i i b TPx x M t MTC MTC ∑-∆⋅==⋅⋅(,)100i i L gL bi i Px x x f Px MTC'∑+∆-∆⋅'==∆∑⋅式中：i i Px '∑为除空船以外船上载荷对舯力矩。
2(,)BPf F m i i BPL x d d t f Px L -'=+⋅=∆∑ 2(,)BPfA m i i BPL x d d t f Px L +'=-⋅=∆∑ 2. 以∆为横坐标，i i P x '∑为纵坐标的t 、F d 和A d 三组等值曲线。
3. 曲线图的使用 1)查取方法2)纵向移动载荷调整吃水差二、吃水差比尺(加载100t 首尾吃水改变量图表) 1. 制图原理()2(,,)100100BPf P f F m P BP L x P x x P d f P d x L MTC TPC δ-⋅-=⨯+=⋅⋅()2(,,)100100BPf P fA m P BP L x P x x P d f P d x L MTC TPCδ+⋅-=-⨯+=⋅⋅2. P x 为横坐标，m d 为纵坐标的F d δ和A d δ两组等值曲线。
3. 曲线图的使用100F F d d P δδ'=⋅，100A A d d P δδ'=⋅1)适用于载荷少量增减，增加载荷P 取正值，减少载荷P 取正值 2)也可用于载荷少量移动(先减后加) 三、例题1. 某船F d =7.63m ，A d =8.81m ，查得在第5舱装载100吨船首吃水变化－0.06m ，尾吃水变化0.23m ，则在第5舱驳卸 吨货物能调平吃水。