-船舶结构与适航性控制(节)课件.ppt

1、一、船体几种破损浸水情况一、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二、船舶抗沉性的基本概念二、船舶抗沉性的基本概念 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GM50mm；不对称浸水，总横倾角7，特殊情况下可7152.船

2、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，分舱可越少二、船舶抗沉性的基本概念二、船舶抗沉性的基本概念 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远洋船舶一舱制客船二舱制，甚至三舱制 4.渗透率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。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 和可浸长度曲线沿着船长方向以某一点 为中心的舱，在规定的分舱载重线和

3、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 点为中心的可浸长度 。二、船舶抗沉性的基本概念二、船舶抗沉性的基本概念 fL1CfL1C5.可浸长度 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）。二、船舶抗沉性的基本概念二、船舶抗沉性的基本概念 fL6.许可舱长 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。F1，随着船长的增加逐渐减小。(1

4、)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、船舶抗沉性的基本概念二、船舶抗沉性的基本概念 PL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。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

5、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

6、。圆形、椭圆形二、船舶密封与堵漏3.船舱进水后对船舶抗沉能力的分析lSOLAS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。l舱底水泵只能排出少量漏水或机舱舱底水。l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l破舱控制示意图l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

7、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。l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。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。一、船舶摇荡运动的形式一、船舶摇荡运动的形式第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性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：

8、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一、船舶摇荡运动的形式一、船舶摇荡运动的形式第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性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。一、船舶摇荡运动的形式一、船舶摇荡运动的形式第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性1 1船在静水中的横摇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

9、样就要尽可能的增加船舶的固有周期l横摇周期越大，船舶在波浪上的摇摆越缓和。横摇周期越大，船舶在波浪上的摇摆越缓和。万吨级货船万吨级货船812s812s；客船；客船1016s1016s；小船、渔船；小船、渔船48s48s二、横摇与谐摇二、横摇与谐摇GMzBTGMBCTg22458.0或B-船宽；GM-初稳性高度；Zg-船舶重心纵坐标第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性二、横摇与谐摇二、横摇与谐摇2 2船在波浪中的横摇与谐摇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，称为谐摇第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性 船舶摇荡以船舶摇荡以横摇横摇的

10、不良影响为最大，减摇效果也最的不良影响为最大，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。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。门为其设置减摇装置。减少船舶横摇有两个途径：一是减少船舶横摇有两个途径：一是增加船体横摇阻尼增加船体横摇阻尼，二是二是增加复原力矩或减少横摇力矩增加复原力矩或减少横摇力矩。减摇装置根据是否为其提供动力分为被动式和主动式减摇装置根据是否为其提供动力

11、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、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。电液式，电液式各种主动减摇装置应用较普遍。三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性1舭龙骨几乎所有的船舶均装设舭龙骨。三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性1舭龙骨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。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常见的舭龙骨板的长度为1413船长，宽度为船长，宽度为2060 cm（大型船更

12、大一些），其外缘不超过船舷和船底线相（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。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，所以较轻，减摇效果较好，对船体和航速影响不大，所以几乎几乎所有船舶均装设有舭龙骨所有船舶均装设有舭龙骨。三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性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三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性

13、2 2减摇鳍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。对鳍片，剖面为机翼形，又称侧舵。减摇鳍一般为长约减摇鳍一般为长约3.0 m3.0 m、宽约、宽约1.5 m1.5 m、剖面为机翼型的长、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，可收进船出舷外，并在一定幅度内转动，不需要减摇时，可收进

14、船内。内。三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性2 2减摇鳍减摇鳍三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性 减摇鳍的布置减摇鳍的布置 减摇效果取决于减摇效果取决于航速航速，航速越高，效果越好，这是，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，只适合于航速高于时升力很小，减摇作用差，只适合于航速高于12 kn12 kn的船舶。的船舶。三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性 减摇鳍的工作原理减摇鳍的工作原

15、理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三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性船体内部左右舷连通的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。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。其效果与水舱的形状、水量、位置有关。3 3减摇水舱减摇水舱减摇水舱内的水与舷外水不连通时，则称减摇水

16、舱内的水与舷外水不连通时，则称闭式减摇水舱闭式减摇水舱。若减。若减摇水舱内的水与舷外水相通时，称摇水舱内的水与舷外水相通时，称开式减摇水舱开式减摇水舱。当水舱内的左右舷流动是可以控制的，称当水舱内的左右舷流动是可以控制的，称主动式减摇水舱主动式减摇水舱；而；而不能控制水的流动的，称被不能控制水的流动的，称被动式减摇水舱动式减摇水舱。三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性（1）被动式减摇水舱）被动式减摇水舱两水舱间的水流和气流可通两水舱间的水流和气流可通过控制系统调节，水流的流过控制系统调节，水流的流动周期可调范围较大。自动动周期可调范围较大。自动调节两封闭水舱间空

17、气连通调节两封闭水舱间空气连通管上的阀门，通过控制连通管上的阀门，通过控制连通管中的气流，从而控制舱中管中的气流，从而控制舱中水的流速，使水的流动周期水的流速，使水的流动周期在较大范围内与横摇周期趋在较大范围内与横摇周期趋向一致，来改善水舱的响应向一致，来改善水舱的响应特性。特性。但因储水量有限，又是靠水位差但因储水量有限，又是靠水位差而流动的，所以，减摇能力有限，而流动的，所以，减摇能力有限，很少大于很少大于23，仅适用于中等，仅适用于中等海况。海况。3 3减摇水舱减摇水舱三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性（2）主动式减摇水舱）主动式减摇水舱主动式减摇水舱是

18、在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。形被动式减摇水舱的基础上发展起来的。它通过它通过水泵或风机强迫水在水舱间流动水泵或风机强迫水在水舱间流动，并能形成较高的水位，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。装置在很宽的遭遇周期范围内具有良好的减摇效果。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这种方式可作为防止船舶倾斜的手段，在

19、船舶装卸货物向一舷倾斜时调整船舶。倾斜时调整船舶。3 3减摇水舱减摇水舱三、船舶减摇装置三、船舶减摇装置第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性三、船舶减摇装置三、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，几乎已经不用第第4 4节节 船舶摇荡性船舶摇荡性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46次，平均转舵角不超过35，就认为船舶的航向稳定性是符合要求的。一

20、、基本概念一、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。一、基本概念一、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，

21、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。一、基本概念一、基本概念1船型和浮态船体形状和大小对船舶操纵性能的好坏有着重要的影响。（1）船舶的长宽比L/B越大，航向的稳定性越好，而回转性较差。（2）方形系数 越小的船，航向的稳定性越好，而船舶回转性则较差。（3）水线下的船体侧面形状和船舶的浮态：尾倾的船航向稳定性较好，首倾的船则航向稳定性较差。装设尾鳍可提高航向稳定性。二、影响船舶操纵性的因素二、影响船舶操纵性的因素2船舶水线以上及其上层建筑侧面形状、大小和分布，风力作用中心位置等对船舶操纵性能有重要影响。3船舶速度越快，舵效高，航向稳定性越好。4舵与桨的作用（1）舵的位置要对称于船体中纵剖面或在中纵剖面内，才能保持良好的航向稳定性；舵叶面积比越大，则船舶操纵性越好。（2）螺旋桨的推力作用线要在中纵剖面内，推力的大小及桨的数目等对操纵性都有很大影响。二、影响船舶操纵性的因素二、影响船舶操纵性的因素