船舶抗沉性课件演示文档
第十二章 船舶抗沉性. .一艘载有7000吨浓硫酸、船名为“ 雅典娜”的韩国散装化学品船在汕尾 遮浪附近海域因船舶压载舱进水导 致船体倾斜40多度以至沉没 . .长航渝集13号集装箱船严重 倾斜 ，船舶大量进水，船舶 逐渐下沉 . . . .抗沉性抗沉性（InsubmersibilityInsubmersibility）是指船舶在一舱是指船舶在一舱 或数舱破损进水后，仍能保持一定浮性和或数舱破损进水后，仍能保持一定浮性和 稳性，使船舶不致沉没或延缓沉没时间，稳性，使船舶不致沉没或延缓沉没时间， 以确保人命和财产安全的性能以确保人命和财产安全的性能。在船舶设计中，是通过在船舶设计中，是通过在船壳内用水密舱在船壳内用水密舱 壁分隔船体成适当数量的舱室壁分隔船体成适当数量的舱室的方法来满的方法来满 足船舶的抗沉性要求足船舶的抗沉性要求。各类船舶的抗沉性要求是不同的：军舰>客船>货船 . .第一节第一节 进水舱的分类及渗透率进水舱的分类及渗透率一、进水舱的分类在抗沉性计算中，根据船舱进水情况，可 将船舱分为下列三类 ： 1.第一类舱舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水 灌满整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内 没有自由液面。双层底和顶盖在水线以下 的舱柜等属于这种情况。. .2.第二类舱 进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相 联通，有自由液面。为调整船舶浮态而灌水的舱 以及船体破洞已被堵塞但水还没有抽干的舱室属 于这类情况。 3.第三类舱 舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相 通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。 这是船体破舱中最为普遍的典型情况，对船的危 害也最大。 . .二、计算抗沉性的两种基本方法 船舱破损进水后，如进水量不超过排水量的船舱破损进水后，如进水量不超过排水量的1015%1015%则可以应用则可以应用 初稳性公式来计算船舱进水后的浮态和稳性，误差较小。初稳性公式来计算船舱进水后的浮态和稳性，误差较小。 基本方法有两种：基本方法有两种： （1 1）增加重量法：）增加重量法：把破损后进入船内的水看成是增加的液把破损后进入船内的水看成是增加的液 体重量。体重量。 （2 2）损失浮力法：）损失浮力法：把破舱后的进水区域看成不属于船的，把破舱后的进水区域看成不属于船的， 即该部分的浮力已经损失，损失的浮力借增加吃水来补偿。这即该部分的浮力已经损失，损失的浮力借增加吃水来补偿。这 样对整个船舶来说，其排水量不变，故此法样对整个船舶来说，其排水量不变，故此法又称为固定排水量又称为固定排水量 法。法。 两种方法思路不同，但计算结果是一致的，（复原力矩，横倾两种方法思路不同，但计算结果是一致的，（复原力矩，横倾 角，纵倾角，船舶首尾吃水）是完全一致，但稳性高数值是不角，纵倾角，船舶首尾吃水）是完全一致，但稳性高数值是不 同的，这是因为稳性高是对应于一定排水量的缘故。同的，这是因为稳性高是对应于一定排水量的缘故。 . .由于舱内有各种结构构件、设备、机械 和货物，舱内实际进水的体积V1总是小于空 舱的型体积V，两者之比成为体积渗透率：三、渗透率三、渗透率. .体积渗透率v的大小视舱室用途及装载 情况而定，我国海船法定检验技术规则 规定的v的数值加表5-l所示。. .面积渗透率：进水面积a1与空舱面积a或v与a 之间并无一定联系，通常v小 于a，但并非一定 。在一般计算中， 可取v=a 。. .第二节第二节 船舶剩余浮性和破舱稳性衡准船舶剩余浮性和破舱稳性衡准船舶的抗沉性是用水密舱壁将船体分隔成适当数 量的舱室来保证的，要求当一舱或数舱进水后， 船舶的下沉不超过规定的极限位置，并保持一 定的稳性。. .一、限界线与可浸长度1.限界线我国船舶与海上设施法定检验规则规定， 民用船舶的下沉极限是在舱壁甲板上表面的边 线以下76 mm处，也就是说，船舶在破损后至 少应有76 mm的干舷 在船舶侧视图上，舱壁甲板边线以下76 mm 处的一条曲线（与甲板边线相平行）称为安全 限界线（简称限界线 )船舶在设计上应保证一个舱或几个舱进水的情 况下水线不淹没该限界线. .限界线上各点的切线表示所允许的 最高破舱水线（或称极限破舱水线） . .2.可浸长度为保证船舶在破损后的水线不超过限界 线，对于船舱的长度必须加以限制 船舱的最大许可长度称为可浸长度 ，它 表示进水以后的水线正好达到船舶的极限 破舱水线。. .可浸长度曲线：曲线上各点的垂向坐标是相应的可 浸长度。（可浸长度与舱内进水后的渗透率有关 ，渗透率减小时， 可浸长度会增加）可浸长度的确定系假定进水舱的渗透率= 1.0 , 事 实上各进水舱的总是小于1.0 的, 故在 “可浸长度 曲线图上”通常还画出实际的可浸长度曲线，并注 明的具体数值 . .二、分舱因数及许用舱长如果船舶货舱的长度等于其长度中点处的可 浸长度，则该舱破损进水后，水线恰与下沉 限界线相切。然而不同的船舶对抗沉性的要 求不同，因此在我国船舶与海上设施法定 检验规则中采用了一个分舱因数F来决定 许用舱长 许用舱长=可浸长度×分舱因数分舱因数是一个小于或等于1的系数，即 F1.0 。可见许用舱长 可浸长度. .将实际的可浸长度曲线乘以分舱因数F后， 便得到许用舱长曲线 . .假定水密舱壁的布置恰为许用长度，这时：当F=1.0时，许用舱长等于可浸长度，船在一舱 破损后恰能浮于极限破舱水线处而不致于沉没 。当F=0.5时，许用舱长为可浸长度的一半，船在 相邻两舱破损后恰能浮于极限破舱水线处。而当F=0.33时，许用舱长为可浸长度的1/3，船 在相邻三舱破损后恰能浮于极限破舱水线处。. .一舱制船：1.0F0.5 ，船舶在一舱破损后的 破舱水线不超过限界线，但在两舱破损后其破 损水线超过限界线, 则该船的抗沉性只能满足 一舱不沉的要求二舱制船：0.5F0.33，相邻两舱破损后能满 足抗沉性要求的船称为两舱制船 三舱制船：0.33F0.25，相邻三舱破损后仍能 满足抗沉性要求的船则称为三舱制船 。. .船舶水密舱的划分，是根据实际需要而布 置的。许用舱长曲线仅作为保证船舶满足抗沉 性的要求，而对舱的长度加以一定的限制。实 际舱长小于或等于许用舱长，则船舶的抗沉性 满足要求。. .三、剩余浮性和破舱稳性衡准船舶与海上设施法定检验规则对于国际航行单体客 船破舱稳性的要求是：船舶破损后（若为不对称舱进水 , 但已采取平衡措施后）其最终状态应满足： （1）用损失浮力法求得的初稳性高应不小于0.05 m。 （2）不对称进水情况下，一舱进水的横倾角不得超过7° 。两个或两个以上相邻舱室进水后的横倾角不得超过 12°。 （3）在任何情况下，船舶进水终了的破舱水线的最高位 置不得超过限界线。 （4）正值的剩余复原力臂应不小于0.10 m，在平衡角以 后应有一个15°的最小范围。 （5）从平衡角到进水角或消失角（取小者）之间正值范 围的复原力臂曲线下面积应不小于0.1015 m·rad。. .对于上述（1）、（4）、（5）三项指标也可以 换算成一项破舱稳性极限初稳性高度GMc，船舶 资料中一般带有船舶完整和破舱临界初稳性高度 曲线，容易根据吃水查的GMc。无论客船还是货 船，在船舶装载手册等资料中若有这类资料的话 ，则其破舱稳性要求就可换算成需要满足：GMGMc；7º（一舱进水时）；12º（多相邻舱进水时）。 . .第三节 船舱进水后浮态及稳性的计算一、第一类舱室假设假设: 1: 1、舱室在进水前是空的，即渗透率为、舱室在进水前是空的，即渗透率为1.01.0；2 2、进水不大（即少量进水）用初稳性公式计算；、进水不大（即少量进水）用初稳性公式计算；1、计算方法 增加重量法 2、计算步骤及计算公式. .（1）平均吃水的增量（2）新的横稳性高（3）新的纵稳性高公式（4）横倾角正切（5）纵倾角正切(6）由纵倾引起的首尾吃水变化（7）船舶最后的首尾吃水. .1、计算方法 增加重量法存在自由液面,需计及自由液面修正。 2、计算步骤及计算公式二、第二类舱室. .（1）平均吃水的增量（2）新的横稳性高（3）新的纵稳性高公式（4）横倾角正切（5）纵倾角正切(6）由纵倾引起的首尾吃水变化（7）船舶最后的首尾吃水. .三、第三类舱室这类舱室舱内的水面与船外海水保持在同一水平面上，其进水量需 由最后水线来确定，而最后水线位置又与进水量有关。1、计算方法 损失浮力法2、计算步骤及计算公式 . .(1)平均吃水的增量(2)剩余水线面面积的漂心位置F (3)剩余水线面面积（Aw-a）对通过其漂心F的横向及纵向惯性距. .(4)浮心位置的变化(5)横,纵稳心半径的变化 (6)横,纵稳性高的变化(7)新的横,纵稳性高 (8)横倾角正切(9)纵倾角正切 (10)由于纵倾引起的首,尾吃水变化(11)船舶最后的首尾吃水 . .四、一组舱室进水的情况在一组舱室同时破损的情况下，船舶及稳性可 用等值舱法进行计算。首先需要称出等值舱的有关 数据。（1）等值舱的进水体积； （2）等值舱的重心位置；对于第三类舱室，还需算出：（3）等值舱在原来水线处的损失面面积； （4）等值舱损失水线面面积的形心坐标。. .第四节 船舶破损控制手册简介国际航行船舶依据国际航行船舶依据SOLASSOLAS公约公约要求。自要求。自19921992 年年2 2月月1 1日或以后建造的船舶都应具备与船舶破损相关日或以后建造的船舶都应具备与船舶破损相关 的资料手册的资料手册船舶破损控制手册船舶破损控制手册船舶破损控制手册船舶破损控制手册的主要内容由四部分组成的主要内容由四部分组成 ：一、船舶相关技术资料一、船舶相关技术资料二、船舶破损控制二、船舶破损控制三、船舶破损控制须知三、船舶破损控制须知四、附录四、附录. .一、船舶相关技术资料一、船舶相关技术资料1.1.船舶主要参数、货舱和机舱尺度船舶主要参数、货舱和机舱尺度2.2.排水泵排量和最大排水能力排水泵排量和最大排水能力3.“3.“船舶破损控制图船舶破损控制图” ”张贴位置张贴位置 二、船舶破损控制二、船舶破损控制1.1.船舶碰撞造成破损后的应急措施船舶碰撞造成破损后的应急措施2.2.调整横倾及纵倾的注意事项调整横倾及纵倾的注意事项3.3.进入或撤离水密舱柜的方法进入或撤离水密舱柜的方法. .三、船舶破损控制须知三、船舶破损控制须知 1.1.船舱进水重量和进水速率估算公式船舱进水重量和进水速率估算公式 1）船舱进水重量P（t）计算公式（当船舶舱容资料 丢失时）:进水的水密度（t/m3）; v渗透率； 液舱方形系数，船首尾部舱取0.40.5，船中 部货舱取0.950.98； L船舱的最大长度（m）； B船舱的最大宽度（m）； D船舱内进水的深度（m） . .2 2）船体破损进水速率）船体破损进水速率QQ（m3/sm3/s）计算公式：）计算公式：流量系数（小洞取0.6，中洞取0.7，大洞取 0.75）；F破洞面积（m2）； H破洞中心至舷外水面的垂直距离（m） h破洞中心至舷内水面的垂直距离（m）m3/s. .2.2.船长对船体破损风险分析船长对船体破损风险分析四、附录四、附录 附录主要包括：附录主要包括： 1 1）本轮堵漏器材清单及检查和保养要点；）本轮堵漏器材清单及检查和保养要点； 2 2）本轮货舱、水舱和油舱的通风管、测量管）本轮货舱、水舱和油舱的通风管、测量管 、溢流管在甲板上的位置图；、溢流管在甲板上的位置图； 3 3）船舶破损时，本轮水密装置的操作程序及）船舶破损时，本轮水密装置的操作程序及 其须知。其须知。. .
