1-船舶结构与适航性控制(4、5、6节)

第6节 船舶操纵性
一、基本概念○



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6节 船舶操纵性
一、基本概念○
2.回转性 是指船舶经操舵后改变原航向作圆弧运动 的性能。通常用旋回直径的大小表示回转 性能的好坏。旋回直径越小，回转性能越 好。 3.改向性（转首性） 是指船舶回转初期对舵的反应能力。转舵 后船能很快地进入新的航向，或偏离航向 经操舵后能很快地回到原来航向，则认为 转首性好。
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 ○
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。
第4节 船舶摇荡性
一、船舶摇荡运动的形式○
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； (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。

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 ○
4. 渗透率μ 某一舱室或处所在安全限界线以下的理论体积能被 水浸占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率μ。 渗透率越大，允许两个水密横舱壁之间的距离越小 5.可浸长度 L f 和可浸长度曲线 沿着船长方向以某一点 C1 为中心的舱，在规定的 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刚好与安全限界线相切， 则该舱的长度称为以 C1 点为中心的可浸长度 L f 。
4.堵漏器材

堵漏毯：大面积 堵漏板：铁板或木板，封堵舷窗大小的中型破洞 堵漏箱：铁板方箱 其他器材：堵漏木塞、螺杆、水泥箱、木楔、垫料等。
二、船舶密封与堵漏
5.防水与堵漏



破舱控制示意图 防水检查： 轮机员检查机舱内的水密，如轴隧是否漏水、排水管系 的技术状态。 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。

第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
2．减摇鳍
减摇鳍的布置
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
减摇鳍的工作原理
减摇效果取决于航速，航速越高，效果越好，这是因为减 摇鳍的升力与航速的平方成正比，因此，在低速航行时升力 很小，减摇作用差，只适合于航速高于12 kn的船舶。
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
第6节 船舶操纵性

第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
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
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
2．减摇鳍

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。
但因储水量有限，又是靠水位差 而流动的，所以，减摇能力有限， 很少大于 2 ～ 3°，仅适用于中等 海况。
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
3．减摇水舱
（2）主动式减摇水舱
主动式减摇水舱是在U形被动式减摇水舱的基础上发展起来的。 它通过水泵或风机强迫水在水舱间流动，并能形成较高的水位 差，因此可在水量有限的条件下获得较大的减摇能力。控制系 统可对水泵（或风机）、调节阀进行控制，调节水的流量，使 装置在很宽的遭遇周期范围内具有良好的减摇效果。
二、船舶密封与堵漏
3.船舱进水后对船舶抗沉能力的分析


SOLAS公约对舱底水泵的要求： 一般船舶2台，客船3台 动力舱底泵应能使流经排水总管的水流速度不小于 122m/min。 舱底水泵只能排出少量漏水或机舱舱底水。 大量破舱进水，需使用压载水泵或主海水泵，并迅速采 取堵漏措施。
二、船舶密封与堵漏
第4节 船舶抗沉性
二、船舶抗沉性的基本概念 ○
2. 船舶分舱 抗沉性主要是通过船舶分舱来实现的 通过设置水密横舱壁，将船体分隔成许多水密舱 室 水密舱室越多，抗沉性越好。 3. 分舱载重线 一般以满载水线作为分舱载重线 分舱载重线越低，船舶的储备浮力越大，分舱可 越少
一舱制船：一舱浸水不沉，两舱浸水沉 二舱制船：任意相邻两舱浸水不沉 三舱制船：任意相邻三舱浸水不沉
二、船舶密封与堵漏
2.船体开口关闭装置
（2）货舱舱口盖 风雨密舱口盖：干舷甲板的货舱口 非水密舱口盖：下层甲板舱口盖 油密和水密舱口盖：小型专用舱口盖，用于油船货舱。 Hatch Cover，Hatch Lid
二、船舶密封与堵漏
2.船体开口关闭装置
二、船舶密封与堵漏
2.船体开口关闭装置
（3）船用窗：舷窗、矩形窗、天窗、手摇窗 为了通风和采光 （4）人孔盖：液舱、隔舱等处装设 为便于维修、逃生、通风，人孔盖一般有两个，成对 角线布置。圆形、椭圆形
第4节 船舶摇荡性
二、横摇与谐摇○
2．船在波浪中的横摇与谐摇 当船舶的横摇固有周期（即自由摇摆周期）等 于波浪周期时，船舶会发生剧烈的横摇，称为谐摇
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
船舶摇荡以横摇的不良影响为最大，减摇效果也最佳。因 此船舶减摇装置主要以减轻横摇为目的。 而纵摇和首摇程度较轻，减摇必要性不大，且摇摆力矩巨 大，减摇的效果和经济性均较差，所以在船上没有专门为其 设置减摇装置。 减少船舶横摇有两个途径：一是增加船体横摇阻尼，二是 增加复原力矩或减少横摇力矩。
3．减摇水舱 主要利用了船舶横摇时水流动的滞后性来实现减 摇效果的
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装源自文库○
3．减摇水舱
船体内部左右舷连通的U型或槽形水舱。当船舶侧倾时，水在水 舱中的流动产生的水柱振荡滞后于波浪振荡180度相位角，所产 生的减摇力矩与波浪的倾侧力矩正好相反，从而起到减摇作用。 其效果与水舱的形状、水量、位置有关。 减摇水舱内的水与舷外水不连通时，则称闭式减摇水舱。若减 摇水舱内的水与舷外水相通时，称开式减摇水舱。 当水舱内的左右舷流动是可以控制的，称主动式减摇水舱；而 不能控制水的流动的，称被动式减摇水舱。
第4节 船舶摇荡性
二、横摇与谐摇○
1．船在静水中的横摇 由下式可知横摇固有周期与船宽、GM和重心高度 有关 船员都希望船舶摇摆的缓和一些，这样就要尽可 能的增加船舶的固有周期
B 4z CB T 或T 0.58 GM GM
2
2 g
B-船宽；GM-初稳性高度；Zg-船舶重心纵坐标 横摇周期越大，船舶在波浪上的摇摆越缓和。 万吨级货船8~12s；客船10~16s；小船、渔船4~8s
二、船舶密封与堵漏
2.船体开口关闭装置
（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 风雨密门：钢制风雨密门与一级铰链门相似。干舷甲板 以上的封闭建筑 钢质轻便门：无密封要求的工作舱室、贮藏室、卫生处 所 防火门：平时开启，有火警时自动关闭。防火控制区
第4节 船舶摇荡性
一、船舶摇荡运动的形式○
1.定义： 船舶因某种外力的作用，使其围绕原平衡位置所 作的往复性(或周期性)的运动，称为船舶摇荡运 动。
第4节 船舶摇荡性
一、船舶摇荡运动的形式○
2.分类： （1）横摇：船舶绕纵轴做周期性的角位移运动 （2）纵摇：船舶绕横轴做周期性的角位移运动 （3）首摇：船舶绕垂向轴做周期性的角位移运动 （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
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
3．减摇水舱
（1）被动式减摇水舱 两水舱间的水流和气流可通 过控制系统调节，水流的流 动周期可调范围较大。自动 调节两封闭水舱间空气连通 管上的阀门，通过控制连通 管中的气流，从而控制舱中 水的流速，使水的流动周期 在较大范围内与横摇周期趋 向一致，来改善水舱的响应 特性。

(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。
二、船舶密封与堵漏
1.船体结构的密性


水密：Water-tight 在规定水压下，船体结构构件接缝和开口的关闭装置不 渗漏水的性能。 干舷甲板下方的结构应水密。 风雨密：Weather-tight 在任何风浪情况下，不能使水渗漏入船内。 干舷甲板上方的结构应风雨密。
第4节 船舶抗沉性
一、船体几种破损浸水情况
a)舱室顶部水密且位于水线以下，进水量按装载固体重量 处理
b)舱室顶部在水线以上，舱内未被水灌满，舱内水与舷外 水不相通
c)舱室顶部在水线以上，舱内水与舷外水相通，危害最大
二、船舶抗沉性的基本概念 ○
1.抗沉性： 一舱或数舱破损浸水，仍能保持一定的浮性和稳性的 能力 SOLAS和《海船分舱和破舱稳性规范》，满足下述条件认 为达到抗沉性要求： 浮态：浸水终了不得淹没限界线 限界线—舱壁甲板上表面以下至少76mm处 舱壁甲板—横向水密舱壁所达到的最高一层甲板。 稳性：对称浸水，剩余稳性高度GM≥50mm；不对称浸 水，总横倾角θ≤7°，特殊情况下可7°＜θ≤15°
减摇装置根据是否为其提供动力分为被动式和主动式两类。 主动式减摇装置的动力系统有三种，电力式、液压式、电液 式，电液式各种主动减摇装置应用较普遍。
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
1．舭龙骨 几乎所有的船舶均装设舭龙骨。
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
1．舭龙骨

舭龙骨板是装设在舭部外侧，沿着水流方向的一块长条板。 常见的舭龙骨板的长度为 1／ 4～ 1／3船长，宽度为20~60 cm （大型船更大一些），其外缘不超过船舷和船底线相 交的范围，以免受到码头和海底等碰损。 龙骨的特点：构造简单，制造方便，不占船内体积，重量 较轻，减摇效果较好，对船体和航速影响不大，所以几乎 所有船舶均装设有舭龙骨。
这种方式可作为防止船舶倾斜的手段，在船舶装卸货物向一舷 倾斜时调整船舶。
第4节 船舶摇荡性
三、船舶减摇装置○
4．减摇陀螺仪（回转稳定减摇装置） 造价高，占地广，几乎已经不用
第6节 船舶操纵性
一、基本概念○
船舶操纵性主要包括航向稳定性、回转性和改向 性（转首性）。 船舶的操纵性是通过舵来实现的 1.航向稳定性 是指船舶保持直线航行的性能。如船舶在外力干 扰下不易改变原直线航向，或在外力干扰下偏离 原直线航向，但通过不断地操舵就能很快地回到 原来航向的性能。一般操舵频率每分钟不大于4～ 6次，平均转舵角不超过3～5°，就认为船舶的航 向稳定性是符合要求的。