第六章破舱浮性和稳性

1、CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 海上货物运输海上货物运输 货运教研室货运教研室 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 第一篇第一篇 第六章第六章 船舶破舱浮性和破舱稳性船舶破舱浮性和破舱稳性 船舶破舱后浮船舶破舱后浮 性与稳性的变化性与稳性的变化 破舱浮性与稳破舱浮性与稳 性的计算性的计算 破舱浮态衡准破舱浮态衡准 与破舱稳性衡准与破舱稳性衡准 WL CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 1、抗沉性（、抗沉性（Insubmersibility） 船舶在一舱或数舱进水后仍能保持一定的浮船舶在一舱或数舱进水后仍能保持一定的浮 态和稳性的性能称为抗沉性

2、。态和稳性的性能称为抗沉性。 2、破舱浮性和破舱稳性的计算方法、破舱浮性和破舱稳性的计算方法 重量增加法（重量增加法（Added weight method） 将进水量处理为载重，是船员熟知的方法。将进水量处理为载重，是船员熟知的方法。 浮力损失法（浮力损失法（Lost buoyance method） 将破舱处所处理为与舷外水相连而失去浮力，将破舱处所处理为与舷外水相连而失去浮力， 是造（验）船师习用之法。是造（验）船师习用之法。 一、船舶一、船舶破舱后浮性与稳性的变化破舱后浮性与稳性的变化 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 l舱柜上部封闭，破口位于水线以下。舱柜上部封闭，

3、破口位于水线以下。 特点：整个舱柜充满水，进水量不变，特点：整个舱柜充满水，进水量不变， 且不存在自由液面。且不存在自由液面。 计算方法：计算时可作为装载固体重计算方法：计算时可作为装载固体重 量来处理。量来处理。 3、进水类型及其计算方法、进水类型及其计算方法 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 l舱柜上部开敞，但与舷外水不相通。舱柜上部开敞，但与舷外水不相通。 特点：船壳和舱壁未破损，只是舱内特点：船壳和舱壁未破损，只是舱内 因因 故故 进水，其进水量需根据具体情况而进水，其进水量需根据具体情况而 定，一定，一 般般 存在自由液面。计算时可作为存在自由液面。计算时可作为 装

4、载液体重装载液体重 量量 来处理。来处理。 l舱柜上部开敞，且与舷外水相通。舱柜上部开敞，且与舷外水相通。 特点：进水量随船舶下沉及倾斜而变化，特点：进水量随船舶下沉及倾斜而变化， 船内水平面与船内水平面与 舷外水平面一致，且存在自舷外水平面一致，且存在自 由由 液面。应用液面。应用逐步逼近法逐步逼近法计算船舶的最终计算船舶的最终 进水进水 量。量。 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 船舶破舱进水类型图船舶破舱进水类型图 WL CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 4.1 体积渗透率体积渗透率 l 破舱处所的实际进水体积与理论进水体积之比破舱处所的实际进水体积与

5、理论进水体积之比 l 某一舱室或处所在限界线以下的理论体积能被水浸某一舱室或处所在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。占的百分比，称为该舱室或处所的渗透率。 l 船舶破损进水后船舶不沉所允许的最大进水量，与船舶破损进水后船舶不沉所允许的最大进水量，与 破舱前船舶的初始水线位置、舱室内各种设备所占破舱前船舶的初始水线位置、舱室内各种设备所占 据的体积、装载货物种类的不同有关。据的体积、装载货物种类的不同有关。 界限线界限线：在船侧由舱壁甲板上表面以下至少：在船侧由舱壁甲板上表面以下至少76mm处处 所划定的线。所划定的线。 0 v v 4、渗透率（、渗透率（Per

6、meability） CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 各种处所及货物的渗透率各种处所及货物的渗透率 舱室名称舱室名称低渗透率货物低渗透率货物高渗透率货物高渗透率货物一般杂货一般杂货 客舱、船员客舱、船员 住室、双层住室、双层 底、尖舱底、尖舱 95% 面粉面粉(包装包装) 29% 牛油牛油(箱装箱装) 20% 罐装食物罐装食物 30% 软木软木(包装包装) 24% 家俱家俱(箱装箱装) 80% 机器机器(箱装箱装) 85% 车车 胎胎 85% 汽汽 车车 95% 羊肉，羊皮羊肉，羊皮 55.2% 皮，麦皮，麦 55.2% 烟烟 草草 67.8% 橡橡 胶胶 67.8% 蒸汽

7、机舱蒸汽机舱80% 柴油机舱柴油机舱85% 锚链舱、媒锚链舱、媒 舱、行李舱舱、行李舱 轴隧、邮件轴隧、邮件 间、贮藏间间、贮藏间 60% CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 二、破舱浮性与稳性的计算二、破舱浮性与稳性的计算 （一）破舱浮性计算（一）破舱浮性计算 首先确定船舶破舱进水后的最终平衡水线，首先确定船舶破舱进水后的最终平衡水线， 即确定总进水量即确定总进水量P的大小。的大小。 第一种进水情况第一种进水情况 vP 油水 wvP h vP 第二种进水情况第二种进水情况 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 第三种进水情况第三种进水情况 采用逐步逼近的方法求取

8、船舶的最终平衡采用逐步逼近的方法求取船舶的最终平衡 水线。水线。 计算方法：重量增加法或浮力损失法。计算方法：重量增加法或浮力损失法。 重量增加法较浮力损失法直观，符合船员重量增加法较浮力损失法直观，符合船员 固有的计算习惯和已有的船舶资料，因而固有的计算习惯和已有的船舶资料，因而 在生产中比较常用。在生产中比较常用。 浮力损失法亦称排水量固定法，它假定船浮力损失法亦称排水量固定法，它假定船 舶因进水丧失部分浮力，船舶下沉纵倾加舶因进水丧失部分浮力，船舶下沉纵倾加 以弥补。此时使用各种资料必须加以修正。以弥补。此时使用各种资料必须加以修正。 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军

9、重量增加法的基本思路重量增加法的基本思路 重增法是将破舱进水视为增加船舶载重增法是将破舱进水视为增加船舶载 重。由于增加载重的重心不一定在船舶重。由于增加载重的重心不一定在船舶 的漂心上，所以船舶除平行下沉外还会的漂心上，所以船舶除平行下沉外还会 发生纵倾和横倾，发生纵倾和横倾，形成新的水线面形成新的水线面；新；新 的水线面可能高于破损处，则该破损处的水线面可能高于破损处，则该破损处 的进水量将增加，于是的进水量将增加，于是又形成新的水线又形成新的水线 面面，依次类推，经过一段时间后，依次类推，经过一段时间后，舱内舱内 水面与舷外水面一致水面与舷外水面一致，破损处的进水量，破损处的进水量 不再

10、发生变化。不再发生变化。 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 求得求得WnLn后，应判别其是否位于限界后，应判别其是否位于限界 线以下。若在限界线以下，说明船舶具有线以下。若在限界线以下，说明船舶具有 剩余浮力，反之，说明船舶丧失了抗沉性。剩余浮力，反之，说明船舶丧失了抗沉性。 界限线：在船侧由舱壁甲板上表面以界限线：在船侧由舱壁甲板上表面以 下至少下至少76mm处所划定的线。处所划定的线。 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 （2）将）将P处理为载荷增加，求出船舶的过量进水处理为载荷增加，求出船舶的过量进水 线线W L 。 （3）判断：若过量进水线）判断：若过

11、量进水线W L 位于限界线以上，位于限界线以上， 说明船舶将可能丧失抗沉性；若过量进水线说明船舶将可能丧失抗沉性；若过量进水线 W L 位于限界线以下，说明船舶具有剩余浮力，位于限界线以下，说明船舶具有剩余浮力， 同时说明同时说明P内有过量进水。内有过量进水。 g vP 1.2 过量进水法计算船舶过量进水法计算船舶WnLn （1）计算破损舱柜的总进水量）计算破损舱柜的总进水量 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 重量渐增法是以破损舱柜初始水线下的进重量渐增法是以破损舱柜初始水线下的进 水量作为计算的起始依据，求得第一次近水量作为计算的起始依据，求得第一次近 似水线，从而依次类推

12、逐步逼近最终平衡似水线，从而依次类推逐步逼近最终平衡 水线水线WnLn。 对于驾驶员而言，此法需多次从查取对于驾驶员而言，此法需多次从查取 静水力曲线图和舱容表，所以仅适用于在静水力曲线图和舱容表，所以仅适用于在 海损前作预估，以期做到心中有数。海损前作预估，以期做到心中有数。 1.3 重量渐增法和过量进水法的比较重量渐增法和过量进水法的比较 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 过量进水法是以破损舱柜舱壁甲板下过量进水法是以破损舱柜舱壁甲板下 的总进水量作为计算的起始依据，求出的总进水量作为计算的起始依据，求出 其对应的过量进水线其对应的过量进水线W L ，然后将过量，然后将过

13、量 的进水量处理为卸重，从而逐步逼近最的进水量处理为卸重，从而逐步逼近最 终平衡水线终平衡水线WnLn。 两种方法从理论上讲应有相同的最终两种方法从理论上讲应有相同的最终 平衡水线平衡水线WnLn。 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 亦称排水量固定法。该法将破舱进水的舱柜亦称排水量固定法。该法将破舱进水的舱柜 处理为舷外海的组成部分，此时船舶的重量并未处理为舷外海的组成部分，此时船舶的重量并未 改变，所以其重心位置保持不变；破损舱柜进水改变，所以其重心位置保持不变；破损舱柜进水 使船舶失去部分浮力，船舶遂下沉以补足失去的使船舶失去部分浮力，船舶遂下沉以补足失去的 浮力；补偿的

14、浮力与失去的浮力组成纵倾力矩，浮力；补偿的浮力与失去的浮力组成纵倾力矩， 迫使船舶产生纵倾；当下沉和纵倾后的浮心与重迫使船舶产生纵倾；当下沉和纵倾后的浮心与重 心重新共垂线时，船舶将在破舱进水的条件下处心重新共垂线时，船舶将在破舱进水的条件下处 于新的平衡。于新的平衡。 2、浮力损失法、浮力损失法 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 3.2 最终平衡水线最终平衡水线WnLn相同。相同。 3.3 最终平衡横倾角相同。最终平衡横倾角相同。 ww D P 3、重增法和浮损法的比较、重增法和浮损法的比较 3.1 船舶排水量船舶排水量 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军

15、1、重增法求横向对称进水的初稳性、重增法求横向对称进水的初稳性 wwww GMKGKMGM w ww w P ZPKG KG w ax w x w P ii GM sin wwRw GMM （二）破舱稳性的计算（二）破舱稳性的计算 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 大倾角计算大倾角计算 根据根据 GZw=KN-KGwsin 绘制静稳性曲线图；绘制静稳性曲线图； 根据根据 GZ=yGcos 将将 GZ绘制在同一坐标系中。绘制在同一坐标系中。 由图示可以求得由图示可以求得 w。 ww ww w GM yP tg yGcos wO GZ 2、重增法求横向不对称进水的横倾角、重增法求

16、横向不对称进水的横倾角 小倾角计算小倾角计算 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 3、重增法计算船舶破舱后的大倾角稳性、重增法计算船舶破舱后的大倾角稳性 横向对称进水横向对称进水 将进水视为载荷增加，利用合力矩定理将进水视为载荷增加，利用合力矩定理 求取船舶进水后的重心高度求取船舶进水后的重心高度KGw，然后计，然后计 算算GZw。 横向不对称进水横向不对称进水 相当于不对称增加载荷。相当于不对称增加载荷。 cos Gwww yGZGZGZGZ 001 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 4.2 进水后的横稳性系数进水后的横稳性系数 w D KGKG KGKG

17、DDww GMGM 4、重增法和浮损法的比较、重增法和浮损法的比较 4.1 进水后的重心高度进水后的重心高度 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 三、可浸舱长 分舱载重线：船舶分舱计算时的初始载 重线。 在分舱载重线WL时，船舶某一假设舱AB 破损进水，使船舶下沉和倾斜，如果船 舶最终平衡状态下的水线 CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 三、抗沉性衡准三、抗沉性衡准 A达到的分舱指数达到的分舱指数 （Attained subdivision index） 表示船舶进水后的残存能力表示船舶进水后的残存能力(或概率或概率)。 R要求的分舱指数。要求的分舱指数。 RA

18、 （一）破舱浮态衡准（一）破舱浮态衡准 1、普通干货船（、普通干货船（L 100m） CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 l油轮：最终水线不超过大量进水孔下边缘；油轮：最终水线不超过大量进水孔下边缘； 散化船和液化气船：进水过程中水线不得散化船和液化气船：进水过程中水线不得 超过大量进水孔下边缘；超过大量进水孔下边缘； l油轮：进水后的船舶横倾角不得超过油轮：进水后的船舶横倾角不得超过25 ； 散化船和液化气船：进水过程中船舶进水散化船和液化气船：进水过程中船舶进水 角不得超过角不得超过25； 若上甲板边缘未入水则均不得超过若上甲板边缘未入水则均不得超过30 。 2、液货船、液货船 （MARPOL73/78,IBC/IGC Code） CARGO OPERAION OFFICE 田佰军 1、普通货船：、普通货船：A R 2、液货船、液货船 进水最终阶段的剩余稳性应满足：进水最终阶段的剩余稳性应