第05章 船舶吃水差

1、海上货物运输海上货物运输 货运教研室货运教研室航行船舶对吃水差及吃水的航行船舶对吃水差及吃水的要求要求船舶吃水差及吃水的基本船舶吃水差及吃水的基本计算计算影响吃水差的影响吃水差的因素因素吃水差计算吃水差计算图表图表吃水差吃水差调整调整舶舶破舱破舱与与搁浅搁浅第二节第二节第一节第一节第四节第四节第五节第五节第六节第六节第三节第三节第四章船舶吃水差（第四章船舶吃水差（Trim）习题习题第一节航行船舶对吃水差及吃水的要求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三、航行船

2、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四、空载航行船舶对吃水及吃水差的要求一、吃水差的基本概念一、吃水差的基本概念1、吃水差的定义、吃水差的定义2、吃水差产生的原因、吃水差产生的原因 船舶装载后船舶装载后重心的纵向重心的纵向 位置与正浮时位置与正浮时浮心的纵浮心的纵 向向位置不共垂线。位置不共垂线。AFddtbgXX bgbgZZXXtg 3、船舶的纵倾类型、船舶的纵倾类型GB0XZMLoGBYXFLttg dFdAWLW1L1B 3、船舶的纵倾类型、船舶的纵倾类型 平吃水(Even keel)： 首倾(Trim by head)： 尾倾(Trim by stern)： FL1L

3、BGWW1WFW1LBGL10ddtAF 0ddtAF 0ddtAF FBGLW二、二、船舶吃水差及吃水对航行性能的影响船舶吃水差及吃水对航行性能的影响1、过大尾倾、过大尾倾船首底板易遭拍底船首底板易遭拍底操纵性能变差，易偏航操纵性能变差，易偏航影响嘹望。影响嘹望。、适宜尾倾、适宜尾倾提高推进效率，航速增加；提高推进效率，航速增加；舵效变好，操纵性能变好；舵效变好，操纵性能变好；减少甲板上浪，利于安全。减少甲板上浪，利于安全。、首倾、首倾舵效变差，操纵困难，舵效变差，操纵困难，航速降低；航速降低；首部甲板易上浪；首部甲板易上浪；船舶纵摇时，易飞车，船舶纵摇时，易飞车，主机主机 受力不均，降低寿

4、命受力不均，降低寿命WFL1LBGW1WFW1LBGL1三、航行船舶对吃水差的要求三、航行船舶对吃水差的要求根据经验，万吨轮适宜吃水差为：根据经验，万吨轮适宜吃水差为：满载时满载时半载时半载时轻载时轻载时t=-0.3m-0.5mt=-0.6m-0.8mt=-0.9m-1.9m四、船舶吃水及吃水差的要求四、船舶吃水及吃水差的要求船舶空载航行时船舶空载航行时1、对吃水的要求、对吃水的要求（1）经验法）经验法l通常情况下通常情况下: l冬季航行时冬季航行时:（2）IMO的要求的要求,mLBP150 ，mLBP150 d50%dS d55%dS )m(L.d)m(L.dBP(min)MBP(min)F

5、20200250 )m(L.d)m(L.dBP(min)MBP(min)F202020120、其它要求、其它要求吃水差与船长之比吃水差与船长之比纵倾角纵倾角 2、对吃水差的其它要求、对吃水差的其它要求 螺旋桨沉深推推进进效效率率将将急急剧剧下下降降。%.52BPLt51. 时时，当，当5 . 0Dh75. 065. 0Dh h第二节第二节 舶吃水差及吃水的基本计算舶吃水差及吃水的基本计算一、纵稳性一、纵稳性 二、纵倾力矩二、纵倾力矩三、吃水差计算三、吃水差计算四、吃水差及首尾吃水的基本核算四、吃水差及首尾吃水的基本核算、纵稳心、纵稳心假设假设、纵稳性力臂、纵稳性力臂、纵稳性力矩、纵稳性力矩、纵

6、稳心半径：、纵稳心半径：、纵稳性高度、纵稳性高度一、船舶纵稳性LSLGZM LMLGZVIBMRyfL GBFB1MLLW1WXMZZLRKGRKBGML MSL sinGMMLSL rVBLR3L YfFXL1FBB1ML、R的计算的计算XFYfYVBLVIBMR32yfL rR,BLrR22 BMB1VLBVIBMr31x 一般船舶一般船舶R在在200米左右米左右ML二、船内纵倾力矩（二、船内纵倾力矩（初始纵倾力矩）初始纵倾力矩）)XX(MbgZ 船内货物移动船内货物移动)XX(PlPM12PPxP 船舶偏载，船舶偏载，L1LW1GBFB1MLZXWMZWL1GBFB1MLZLW1XPPM

7、ZMSR三、吃水差计算三、吃水差计算、纵倾角计算、纵倾角计算、吃水差计算、吃水差计算、首尾吃水计算、首尾吃水计算、纵倾角计算、纵倾角计算LZGMMtg 首倾为首倾为尾倾为尾倾为初始：纵倾力矩初始：纵倾力矩)XX(MbgZ GBFB1MLZLW1WXMZG0L1LbgL0GMXXGMGGtg 纵倾角正切值纵倾角正切值符号：符号：、吃水差计算、吃水差计算LtZdFGBFB1G0MLLW1WXA.PF.PL1dA当当t=1cm时时L100GMMLz MTC定义定义: 使吃水差变化使吃水差变化1cm所需的纵倾力矩所需的纵倾力矩 。 L100RL100GMMTCL MTC应用应用: t 初始正浮，受纵倾

8、力矩作用初始正浮，受纵倾力矩作用 LZGMMtg dFMTCMZ100、首、尾吃水计算、首、尾吃水计算 FAAxL/dd211FAAFFFxL/ddxL/ddLt 212111 三角形相似得：三角形相似得： tLxL21ddtLxL21ddfA1AfF1FMTC100MtZ F()dFdF1dAdA1特殊：漂心在特殊：漂心在船中船中 ？ Lt FFFxL/dd 211去掉绝对值符号：去掉绝对值符号：tLxL21dfA tLxL21dfF -L/2L/2xF)ABC第三节第三节 影响吃水差的因素影响吃水差的因素一、纵向移动载荷对吃水差的影响一、纵向移动载荷对吃水差的影响二、二、少量载荷变动少量载

9、荷变动三、三、大量载荷变动大量载荷变动四、舷外水密度变化对吃水差的影响四、舷外水密度变化对吃水差的影响一、纵向移动载荷对吃水差的影响一、纵向移动载荷对吃水差的影响特点：特点：分析分析1、力矩平衡法、力矩平衡法WL1GBFB1MLZLW1XPPMZxZlPM MTC100MtZ MTC100)xx(Pt)112pp tLxL21f 分析分析2、力系平衡法、力系平衡法使用注意事项：使用注意事项：符号符号+、-例题例题P121船舶排水量不变，船内问题。船舶排水量不变，船内问题。 F1Fdd)2tLxL21f A1Add ttt1 2、力系平衡法、力系平衡法)XX()XX(M0ggbgZ MTC100

10、MtZ GBFB1MLZLW1WXMZG0L1 xgglPXX0初始正浮初始正浮bgXX0 GG0MTC100lPtx 分析：力系平衡法分析：力系平衡法平行力移动原理：平行力移动原理：xZlPM 二、少量载荷变动计算公式二、少量载荷变动计算公式3）船内移货）船内移货TPC100Pd)2 P)11 MTC100)xx(Ptfp 1， MTC1=MTCXf1=Xf假设载荷变动在漂心垂线上，船舶平行沉浮假设载荷变动在漂心垂线上，船舶平行沉浮4）首尾吃水分配）首尾吃水分配WL1GBFMLZLW1XPPMZ 条件：条件： 假设：假设：首、尾吃水首、尾吃水 应用说明：应用说明：装货装货P取取+卸货卸货P取

11、取-WL1GBFMLZLW1XPPMZtLxL21f F1Fdd)4tLxL21f A1Add ttt1 TPC100PTPC100P 总结：少量卸货（少量装货）计算总结：少量卸货（少量装货）计算WL1GBFMLZLW1XPPMZTPC100Pd)2 P)11 MTC100)xx(Pt)3fp 取取负负值值）P(MTC100)xx(Ptpf ttttLxL21TPC100PddtLxL21TPC100Pdd)41fA1AfF1F2）利用排水量）利用排水量1查取等容吃水查取等容吃水dM1、xb1、xf1、MTC1 P193）利用基本计算公式利用基本计算公式计算计算t1、dF1、dA1三、大量载荷

12、变动三、大量载荷变动_分析分析 条件：条件： MTC=f(d) MTC1MTC 思路：思路：1）算载荷变动后的）算载荷变动后的重量、重心重量、重心iiig1gPxPxx i1P WB1F1G1MLZXMZLW1dM1L1三、大量载荷变动计算三、大量载荷变动计算_公式公式11bg1MTC100)xx(t)11 tttLxL21ddtLxL21dd)21fM1AfM1F1111使用注意事项：使用注意事项：符号符号+、-假设大量装卸后船舶正浮：假设大量装卸后船舶正浮：船舶纵倾船舶纵倾WB1F1G1MLZXMZLW1dM1L11dm船舶重心距船中距离xg的计算 iPigxPx1、基本算式、基本算式2、

13、变形、变形1以空船状态为基准以空船状态为基准 iPiLLgxPXX iP iLP3、变形、变形2以装卸前状态为基准以装卸前状态为基准 iPi00gxPXX i0Pxpi说明说明载荷重心xPi的计算l 油水等重心距船中距离：无论是否装满，均油水等重心距船中距离：无论是否装满，均视液舱舱容中心为其重心纵向坐标；视液舱舱容中心为其重心纵向坐标；l 货物重心距船中距离：均可近似取货舱货物重心距船中距离：均可近似取货舱 容积中心为其重心纵向坐标；容积中心为其重心纵向坐标；l 详算法：详算法：的的距距离离货货堆堆近近船船中中一一端端至至船船中中货货堆堆长长度度 2xiP假设平行沉浮：假设平行沉浮：排水量分

14、解排水量分解纵倾纵倾四、舷外水密度变化对吃水差的影响四、舷外水密度变化对吃水差的影响)(TPC100d)101 特点：重心不变，浮心改变特点：重心不变，浮心改变例例1：舷外水密度减少：舷外水密度减少)xx(MfgZ FWLBG W2W1L2L1kG 01TPC100d MTC)xx(TPCdt)2fg1 例例2：舷外：舷外水密度增加水密度增加Z例例2 舷外水密度增大舷外水密度增大WLBW1L1kGF假设平行沉浮：假设平行沉浮：排水量分解排水量分解纵倾纵倾)(TPC100d)101 )xx(MfgZ 01TPC100d MTC)xx(TPCdt)2fg1 l 结论：结论：公式统一公式统一第四节第

15、四节 吃水差计算图表吃水差计算图表一、吃水差曲线图一、吃水差曲线图二、少量加载吃水差图表二、少量加载吃水差图表三、吃水差系数（大量装卸）三、吃水差系数（大量装卸）一、吃水差曲线图表一、吃水差曲线图表1、吃水差曲线图（、吃水差曲线图（Trim diagram） 适用范围：适用范围： 用途：用途： 内容：内容： 图形图形3、曲线图使用、曲线图使用2、曲线图原理、曲线图原理纵坐标纵坐标：载荷：载荷(不含不含L )对船中力矩的代数和对船中力矩的代数和Mx 横坐标横坐标：排水量；：排水量；曲线曲线：吃水差曲线、首吃水曲线、尾吃水曲线。：吃水差曲线、首吃水曲线、尾吃水曲线。计算大量载荷变动后计算大量载荷变

16、动后t、dF、dA，及调整，及调整t大量载荷变动吃水差曲线图2、吃水差曲线图、吃水差曲线图_原理原理纵倾根本原因：纵倾根本原因：1、绘制原理：、绘制原理： 对于确定的对于确定的，xg 可确定可确定 即：即： 所以：所以：MTC100)xx(tbg tttLxL21ddtLxL21ddfMAfMFMTC,x,xdfb,Mbgxx WBFGMLZXMZLW,A,Fdd)X,( fd)X,( fdgAgF )xPx(fdiPiLgLF )xPx(fdiPiLgLA 船舶重心xg基本计算 )xP(xPiigiP WLZXGpixpixg说明说明船舶重心xg的计算说明 iPigxPx1、基本算式、基本算

17、式2、变形、变形1以空船状态为基准以空船状态为基准 iPiLLgxPXX iP iLP3、变形、变形2以装卸前状态为基准以装卸前状态为基准 iPi00gxPXX i0P3、吃水差曲线图使用、吃水差曲线图使用 LLpiZxxpM)i 2 iLP)13）作）作的垂直线和的垂直线和Mp的水平线的水平线AFd,d, t4）插值法读出交点对应）插值法读出交点对应 的的 ipixxpM二、吃水差比尺（二、吃水差比尺（Trimming table） 定义：定义： 适用范围适用范围 用途：用途： 制作原理制作原理 图形图形 使用方法使用方法在船上任意位置装载在船上任意位置装载100t载荷时，船舶首、载荷时，船

18、舶首、尾吃水改变量的图表。尾吃水改变量的图表。少量载荷变动少量载荷变动求取求取 t、 dF、 dA吃水差比尺吃水差比尺_绘制原理绘制原理TPC100Pd)2 P)11 MTC100)xx(Pt)3fp ttttLxL21TPC100PddtLxL21TPC100Pdd)41fA1AfF1F WL1GBFMLZLW1XPPMZMTC100)xx(PLxL21TPC100PddfpfF1F 100PMTC100)xx(100LxL21TPC100100ddfpfF1F 100Pddd0FF1F 100Pddd0AA1A MTC)xx(LxLTPCdfpfF100100211001000 100Pt

19、tt01 )d,x(fp 000100100100tPtdPddPdAAFF 吃水差比尺图吃水差比尺图1m047. 0d0A m138. 0d0F m35xp m0 . 8d t500P m.dA50470 m.dF51380 吃水差比尺图2使用使用 当装载量不是当装载量不是100t时，可用下式求解：时，可用下式求解：10010011PddPddAAFF 卸载时，其数值与查表所得相同，卸载时，其数值与查表所得相同， 但符号相反但符号相反 例题例题三、吃水差系数三、吃水差系数MTC100)xx(t)1bg tLxL21ddtLxL21dd)2fMAfMF)(fMTC100Lx2LTFFFBPfB

20、P )(fMTC100Lx2LTFAABPfBP )xx(TFFddbgMF )xx(TFAddbgMA l TFF（Trim factor fore）首吃水差系数）首吃水差系数l TFA（Trim factor after）尾吃水差系数）尾吃水差系数第五节第五节 吃水差调整吃水差调整1、纵向移动载荷、纵向移动载荷(调拨压载水）调拨压载水）单向移动载荷（适用于舱位有空余）单向移动载荷（适用于舱位有空余）MTC100lPtx LHPP 双向轻重载荷等体积对调（适用于无空余舱位）双向轻重载荷等体积对调（适用于无空余舱位）MTC100lPtx HLPPxxxl 2、打排压载水、打排压载水 PLLHH

21、F.SPF.SP MTC100)xx(PtfP 01ttt TPCPd100 2、调拨压载水注意事项、调拨压载水注意事项注意：调整吃水差应同时兼顾纵向强度的要求船舶状态 载荷调整原则 船舶吃水差纵向变形首倾首倾首倾尾倾尾倾尾倾平吃水平吃水 中拱中垂0中拱中垂0中拱中垂 前部中部中部后部前部后部后部中部中部前部后部前部前、后部中部中部前、后部 第六节第六节 舶舶破舱破舱与与搁浅搁浅船舶破舱后平衡水线的确定船舶破舱后平衡水线的确定船舶破损浮态衡准船舶破损浮态衡准船舶搁浅位置及船底受力计算船舶搁浅位置及船底受力计算一、船舶破舱后平衡水线的确定一、船舶破舱后平衡水线的确定l舱柜顶部封闭，破口位于水线以

22、舱柜顶部封闭，破口位于水线以下下，整个舱室，整个舱室充满水充满水，例如双层底进水：，例如双层底进水：l深舱进水，舱内与舷外水深舱进水，舱内与舷外水不相通不相通，水，水未充满未充满整整个舱室，进水量确定。例如船舶破损已被堵住，个舱室，进水量确定。例如船舶破损已被堵住，但舱内水没有被抽干；因甲板开口漏水但舱内水没有被抽干；因甲板开口漏水l深舱进水，舱内与舷外水深舱进水，舱内与舷外水相通，相通，进水量进水量不不确定确定增加液体载荷。增加液体载荷。增加固体载荷增加固体载荷重量增加法重量增加法浮力损失法浮力损失法vp hvp ipp二、船舶破损浮态衡准二、船舶破损浮态衡准l1）普通货船）普通货船 SOL

23、AS 1974 l达到的残存概率达到的残存概率l要求的要求的残存概率残存概率l2）液体散装货船）液体散装货船l 油船：油船：1973年国际防止船舶造成污染公约及年国际防止船舶造成污染公约及1978年议定书年议定书( MARPOL73/78)l液体散装化学品船及液化气体船：要求液体散装化学品船及液化气体船：要求l 际载运散装危险化学品船舶建造和设备规则际载运散装危险化学品船舶建造和设备规则（IBC Code)RA iispA3/1s)L0009. 0002. 0(R （MARPOL73/78,IBC/IGC Code）油轮：最终水线不超过大量进水孔下边缘；进水后的船舶横倾角不得超过25；散化船和

24、液化气船：进水过程中水线不得超过大量进水孔下边缘；进水过程中船舶进水角不得超过25若上甲板边缘未入水则均不得超过30。2）船破舱稳性要求）船破舱稳性要求-液体散装化学品船及液化气体液体散装化学品船及液化气体（）进水最终阶段的剩余稳性（）进水最终阶段的剩余稳性剩余稳性范围剩余稳性范围最大剩余稳性力臂最大剩余稳性力臂剩余静稳性面积剩余静稳性面积（）进水过程中达到主管当局的要求（）进水过程中达到主管当局的要求（）破损舱柜自由液面对稳性的修正（）破损舱柜自由液面对稳性的修正各破损舱柜应在各破损舱柜应在横倾角的状态时计算自由液面横倾角的状态时计算自由液面船舶在最终平衡水线处，其破损舱柜在船舶在最终平衡水

25、线处，其破损舱柜在 平衡水线以下空间完全未海平衡水线以下空间完全未海水所占有，水所占有， 而其上的空间在计及渗透率修正后仍为而其上的空间在计及渗透率修正后仍为 原液体。原液体。GZygHOBS cosYGZg （1）进水最终阶段的剩余稳性）进水最终阶段的剩余稳性radmAmGZrrvr.max.0175010020 GZygHOBS cosYGZg 三、船舶搁浅位置及船底受力计算三、船舶搁浅位置及船底受力计算P 1TPCPd100 )dd(TPCpmm 1100MTC)xx(Ptfp100 fpxptMTCx 100. 排水量变化较小排水量变化较小2. 排水量变化较大排水量变化较大2. 排水量

26、变化较大排水量变化较大11110011MTC)xx(ttbg 11MTC,xb1 11111100bgxMTCtx 11 pggxpxx P)tMTCt (xxbp 111001P 1)d(fm11 1p吃水差习题吃水差习题船内移货船内移货少量装卸少量装卸大量装卸大量装卸吃水差调整吃水差调整船内移货船内移货某轮船长某轮船长140m，满载出港，其平均吃水，满载出港，其平均吃水dm=9.0m，排水量排水量=16000t，经计算得纵向重量力矩：船中，经计算得纵向重量力矩：船中前为前为9.81164200KN.m/cm，船中后为，船中后为9.81186000KN.m/cm，此时，此时Xb= -1.25

27、m，Xf =-4.30m，MTC=9.81240KN.m/cm。为了。为了将吃水差调整为将吃水差调整为t=-0.30m，应从，应从NO.1移动移动_t货物到货物到NO.2舱。舱。 答案：答案：120船内移货船内移货某轮排水量某轮排水量18000t，中前纵向重量力矩，中前纵向重量力矩180000t.m，中后，中后216000t.m，平均吃水，平均吃水dM=8.06m，MTC=2109.81KN.m/cm， Xb=1.80m，船舶最佳纵倾值，船舶最佳纵倾值为为t=-0.66m。因各舱均装满，现确定将。因各舱均装满，现确定将NO.3舱的重货舱的重货（Xp=10.0m，S.F=1.0m3/t）和）和NO.1舱的轻货舱的轻货（XP=50.0m，S.F=2.5m3/t）互移，使其满足最佳纵倾要求，）互移，使其满足最佳纵倾要求，则两舱应各移动则两舱应各移动_t货物。货物。 答案：答案：910，2275少量装卸少量装卸某轮进坞，尾部与墩木接触的瞬间吃水差为某轮进坞，尾部与墩木接触的瞬间吃水差为0.116m，每厘米纵，每厘米纵倾力矩倾力矩MTC为为118.0t.m/cm，船长为，船长为224m，漂心距中距离为，漂心距中距离为0.041m，则尾墩木受到的最大反力为，则尾墩木受到的最大反力为_。答案：