第四章船舶稳性

1、海上货物运输海上货物运输 稳性的定义和分类稳性的定义和分类 船舶初稳性船舶初稳性 横倾力矩横倾力矩 船舶大倾角稳性船舶大倾角稳性 船舶动稳性船舶动稳性 稳性规范及稳性检验调整稳性规范及稳性检验调整 船舶随浪稳性和破舱稳性船舶随浪稳性和破舱稳性 （一）稳性的定义（一）稳性的定义 船舶受外力作用发生倾船舶受外力作用发生倾 斜而不致倾覆，外力消失后斜而不致倾覆，外力消失后 能够自动回到原来平衡位置能够自动回到原来平衡位置 的能力。的能力。 l按倾斜方向按倾斜方向 横稳性横稳性( (Transverse stability) Transverse stability) 绕纵向轴绕纵向轴X X轴倾斜轴倾

2、斜 纵稳性纵稳性( (Longitudinal stability)Longitudinal stability) 绕横向轴绕横向轴Y Y轴倾斜轴倾斜 l按倾角大小按倾角大小 初稳性初稳性( (Initial stability)Initial stability)： 101010 l按所受作用力矩的性质按所受作用力矩的性质 静稳性静稳性( (StaticalStatical stability) stability) 船舶倾斜过程中不考虑角加速度和惯性矩船舶倾斜过程中不考虑角加速度和惯性矩 动稳性动稳性( (Dynamical stability)Dynamical stability) 船

3、舶倾斜过程中考虑角加速度和惯性矩船舶倾斜过程中考虑角加速度和惯性矩 l按船舶是否破舱进水按船舶是否破舱进水 破舱稳性破舱稳性( (Damaged stability)Damaged stability) 完整稳性完整稳性( (Intact stability)Intact stability) 规定：与外力矩规定：与外力矩Mh反向时，反向时，MR0 与外力矩与外力矩Mh同向时，同向时，MR0，MR0 . ,min radmA j 0300 4030 ；mGZ200 30 . ；radmA. 0550 300 2530 ，至少 max. s 大大 倾倾 角角 稳稳 性性 对对LBP24m的船舶，

4、应满足天气衡准。的船舶，应满足天气衡准。 即船舶在各种装载状态下，具有抵抗横风和横即船舶在各种装载状态下，具有抵抗横风和横 摇（风浪摇（风浪)联合作用的能力。联合作用的能力。 （1）船舶受稳定风压的作用，产生稳定风压倾侧）船舶受稳定风压的作用，产生稳定风压倾侧 力臂力臂lw1，同时产生，同时产生静横倾角静横倾角0 。 wwww w ZAPM 1 1 PW0.0514t/m2； AW横向受风面积横向受风面积(m2)； ZWAW的中心至水下船体侧面积中心或的中心至水下船体侧面积中心或d/2处。处。 （2）假定在横浪作用下，船舶由）假定在横浪作用下，船舶由0 向上向上 风舷横摇风舷横摇到到1处。处。

5、 （3）船舶受到一个突风风压力，产生突风风压倾）船舶受到一个突风风压力，产生突风风压倾 侧力臂侧力臂lw2。 （4）右边界角）右边界角2的确定的确定 （5）如图，静稳性曲线下的面积应满足：）如图，静稳性曲线下的面积应满足： rsxKx 211 3109. 12 51 ww . ab ,min50 2cj 稳性天气衡准计算图稳性天气衡准计算图 2、IMO对特殊船舶的稳性要求对特殊船舶的稳性要求 集装箱船舶的稳性衡准集装箱船舶的稳性衡准 木材船的稳性衡准木材船的稳性衡准 散装谷物船舶的稳性衡准散装谷物船舶的稳性衡准 液货船的稳性衡准液货船的稳性衡准 注：以上特种船舶的稳性衡准要注：以上特种船舶的稳

6、性衡准要 求是独立的衡准条件。求是独立的衡准条件。 1、稳性衡准基本要求、稳性衡准基本要求 mGM150.初稳性： 55 2530 200200 3030 v ss mGZmGZ j （第一峰值） ， ， 大倾角稳性 max.max. . 1K动稳性：稳性衡准数 （二）我国（二）我国法定规则法定规则对船舶稳性要求对船舶稳性要求 AW船舶正浮时水线上船体和甲板货的船舶正浮时水线上船体和甲板货的 侧面积投影侧面积投影(m2)； PW单位计算风压单位计算风压(kPa)，根据，根据ZW和限和限 定航区查取定航区查取PW曲线图；曲线图； ZW计算风力作用力臂计算风力作用力臂(m)，AW的中心的中心 至水

7、线的垂直距离。至水线的垂直距离。 w h w h M M K min.min. wwww ZAPM0010. 2、临界稳性高度、临界稳性高度GMC和极限重心高度和极限重心高度KGmax GMC 从初稳性、大倾角稳性及动稳性的要求 从初稳性、大倾角稳性及动稳性的要求 出发提出的对初稳性高度的下限限制值，即出发提出的对初稳性高度的下限限制值，即 同时满足同时满足法定规则法定规则对船舶稳性衡准的五对船舶稳性衡准的五 点要求时，船舶初稳性高度的最低值。点要求时，船舶初稳性高度的最低值。 C GMGM 临界稳性高度曲线图临界稳性高度曲线图 极限重心高度极限重心高度KGmax 从初稳性、大倾角稳性及动稳性

8、的要求从初稳性、大倾角稳性及动稳性的要求 出发提出的对重心高度的上限限制值，即出发提出的对重心高度的上限限制值，即 同时足同时足法定规则法定规则对船舶稳性衡准的五对船舶稳性衡准的五 点要求时，船舶重心高度的最大值。点要求时，船舶重心高度的最大值。 max KGKG 极限重心高度曲线图极限重心高度曲线图 集装箱船舶的稳性衡准集装箱船舶的稳性衡准 木材船的稳性衡准木材船的稳性衡准 液货船的稳性衡准液货船的稳性衡准 散装谷物船舶的稳性衡准散装谷物船舶的稳性衡准 1、稳性过大的影响、稳性过大的影响 对船员生活工作不利对船员生活工作不利 对航海仪器的使用不利对航海仪器的使用不利 对船舶结构不利对船舶结构

9、不利 货物容易发生移动货物容易发生移动 （一）稳性大小对船舶安全的影响（一）稳性大小对船舶安全的影响 2、稳性过小的影响、稳性过小的影响 l容易导致船舶倾覆容易导致船舶倾覆 l船舶操纵困难船舶操纵困难 l主辅机工况不良主辅机工况不良 l对船员心理产生影响对船员心理产生影响 （二）船舶适宜的稳性范围（二）船舶适宜的稳性范围 1、普通货船适宜的稳性范围、普通货船适宜的稳性范围 sT C GMGMhGM 9 2、保证适宜稳性范围的经验方法、保证适宜稳性范围的经验方法 二层甲板船，二层舱的装货量应占全船二层甲板船，二层舱的装货量应占全船 载货总重量的载货总重量的35，底舱占，底舱占65； 若需装载部分

10、甲板货，其重量一般不超若需装载部分甲板货，其重量一般不超 过过10，且堆积高度不超过，且堆积高度不超过1/51/6B。 三层甲板船，上二层舱占三层甲板船，上二层舱占20，下二层，下二层 舱占舱占25，底舱占，底舱占55。 1、横摇周期、横摇周期T法法 该方法适用于在航船舶。该方法适用于在航船舶。 l法定规则法定规则中的公式中的公式 GM KGB fT 22 4 580 . B/d 2.53.03.54.04.55.05.56.06.57.0 f 1.001.031.071.30 lIMO稳性规则中的公式：稳性规则中的公式： lL70m的船舶，的船

11、舶，IMO的建议简化公式：的建议简化公式： v根据经验，万吨轮最适宜的横摇周期为根据经验，万吨轮最适宜的横摇周期为15s 16s。 GM CB T 012. 2 )( T fB GM GMT的关系曲线的关系曲线 2、横倾角、横倾角 法法 该方法适用于船舶停泊时稳性的检验。该方法适用于船舶停泊时稳性的检验。 l载荷横向移动产生横倾角载荷横向移动产生横倾角 l横向不对称加减载荷产生横倾角横向不对称加减载荷产生横倾角 tg P GM y tgP P GM y )( 3、观察征状法、观察征状法 3.1 稳性过大的征状稳性过大的征状 l稍有风浪即摇摆剧烈，恢复较快。稍有风浪即摇摆剧烈，恢复较快。 3.2

12、 稳性过大的征状稳性过大的征状 l风浪较小，横倾较大，且恢复缓慢；风浪较小，横倾较大，且恢复缓慢； l用舵转向、拖轮拖顶时横倾异常；用舵转向、拖轮拖顶时横倾异常； l甲板上浪、货舱进水、油水使用左右不均甲板上浪、货舱进水、油水使用左右不均 等产生较大的横倾角或出现永倾角；等产生较大的横倾角或出现永倾角； l在装卸过程中横倾异常。在装卸过程中横倾异常。 （四）稳性的调整（四）稳性的调整 1、垂向移动载荷（船内问题）、垂向移动载荷（船内问题） 单向移动载荷（适于不满舱）单向移动载荷（适于不满舱） 双向轻重货等体积对调（适于满舱）双向轻重货等体积对调（适于满舱） Z GM P Z GM P LLHH

13、 LH FSPFSP PPP . l注意注意： GM=要求的要求的GM值调整前的值调整前的GM值值 l注意：因为通常情况下是少量载荷变动注意：因为通常情况下是少量载荷变动 调整稳性，所以可假定调整稳性，所以可假定KM值不变。值不变。 P KPKGP GM )( 1、初始横倾角产生的原因：、初始横倾角产生的原因： l货物配置左右不均；货物装卸左右不均；货物配置左右不均；货物装卸左右不均； l油水使用左右不均；压载水左右不均；油水使用左右不均；压载水左右不均； l舱内货物横向移动；舱内货物横向移动； l使用船吊装卸重大件货物。使用船吊装卸重大件货物。 0 G y 2、初始横倾角的存在对稳性的影响、

14、初始横倾角的存在对稳性的影响 使复原力矩减小，稳性降低。使复原力矩减小，稳性降低。 3、调整初始横倾的方法、调整初始横倾的方法 l从产生的原因上加以消除。从产生的原因上加以消除。 l横向移动载荷或侧翼压载。横向移动载荷或侧翼压载。 y GMtg P 0011 tgGMtgGMPyP P )( 001 0 tgGMyP P ，则若 1、船舶随浪航行时稳性的变化、船舶随浪航行时稳性的变化 l波长近似等于船长，波峰位于船中，船波长近似等于船长，波峰位于船中，船 舶的稳性将小于静水中的稳性。舶的稳性将小于静水中的稳性。 l波长近似等于船长，波谷位于船中，船波长近似等于船长，波谷位于船中，船 舶的稳性将大于静水中的稳性。舶的稳性将大于静水中的稳性。 2、随浪航行对初稳性的影响、随浪航行对初稳性的影响 波峰位于船中时，水线面面积损失较大，波峰位于船中时，水线面面积损失较大， 根据稳心半径根据稳心半径BM的计算公式可知，的计算公式可知，BM 减小；反之，减小；反之，BM增加。增加。 3、随浪航行对大倾角稳性的影响、随浪航行对大倾角稳性的影响 波长近似等于船长，波峰位于船中时，波长近似等于船长，波峰位于船中时， 相比静水中而言，相比静水中而言，KN减小，则减小，则GZ减小；减小； 当波谷位于船中时，当波谷位于船中时，KN增大，则增大，则GZ增加。增加。 波谷在船中波谷在船中