船舶在大风浪中航行的安全稳性浅析

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1、船舶在大风浪中航行的安全稳性浅析(福州航标处陈红齐)【摘要】稳性是船舶最重要的性能之一，是船舶安伞航行的基本保障，也是船舶检验的主要内容之一。国内外大最的船舶倾覆事故表明，静水中稳性好的船舶在波浪中稳性未必好。所以对船舶在波浪中的稳性进行研究有着重要的实际意义，可以为设计者、驾驶者提供一定的参考。本文由已掌握的船舶稳性知识入手分析稳性事故的原因，提出大风浪中操船的合理方法，以便有助于消除误解以减少事故的出现，保证船舶航行安全。【关键词】大风浪船舶稳性稳性事故大风浪操船一、船舶稳性特点及其影响因素L1船舶稳性概述船舶稳性，指在外力作用下，向～侧倾斜，当外力消失后，船舶能平稳地恢复到原来

2、漂浮状态的能力。按倾角大小可分为初稳性和大倾角稳性；按倾斜作用力矩的性质可分为横稳性和纵稳性；按作用力矩的性质可分为静稳性与动稳性。船舶漂浮在水面上，当船上的各种重量是均匀分布时，那么船体的前后左右的吃水也都相同。船舶处于这样的漂浮状态称为“正浮”。正浮时船舶重力和浮力必定是大小相等，方向相反并且作用在同一条直线上。^，当船舶在倾斜力矩”1厂的作用下倾斜一个角度0时。船舶的入水体积发生了变化(如图卜1所示)，L图I-I船舶受倾斜力矩图wL为船舶倾斜前的水线，入水体积左右对称，所以浮心B在中纵剖面上。WILl是倾斜后的水线，入水体积左右不对称，左边减少了W10W的出水楔形体积，右边增加

3、了LIOL的入水楔形休积，因此右舷的入水体积大于左舷的入水体积，以致使得右舷的浮力也大于左舷的浮力，浮心的位置便由B点移至B’点。由于浮心位置的移动，使浮力作用线和重力作用线不再在同一直线上，这便构成了复原力矩ⅢR，此力矩的方向与倾侧力矩”1，的方向相反，所以在外力消失后，船舶在复原力矩的作用下恢复正浮状态，凡在外力消失后能回复到正浮状态的船，称为有稳性的船。图卜1中的M点是船舶正浮时浮力作用线与横倾后的浮力作用线的交点，这个交点称为稳心，稳心M至重心G之间的距离GM称为稳性高度，稳性高度是衡量船舶稳性好坏的重要标准。如果船舶的重心过高，当船舶倾斜一个角度0时，稳性力矩⋯g的方向和横

4、倾力矩⋯，的方向相同，这时的”1暑不仅不能使船舶恢复正浮状态，反而加速了船舶倾覆(如图卜2所示)，75图1-2船舶倾覆图这样的船我们便称为没有稳性的船舶。出现这种情况是由于重心G的高度高于稳心M的高度，这样的船是十分危险的，不能航行作业。可见，船舶的重心位置与船舶稳性有十分密切的关系。船舶重心在稳心之下时，一般称为有稳性的船舶，重心在稳心之上时，称为无稳性的船舶。同时，船舶的稳性是船舶倾斜后浮心的移动，浮力的作用点在浮心上，船舶重力的作用点在重心上，它们的作用不在同一条直线上，产生一个恢复力矩的结果⋯。1．2船舶稳性要求及其影响因素1．2．1船舶稳性的要求国际海事组织和我凼船舶检验局

5、均对船舶稳性有基本的要求。国际海事组织对无限航区的船舶的规定：a。初稳性高度GM应小于0．15m；b。复原力臂曲线在横倾角0-一30度之间所围面积应小于0．055m·radc。复原力臂曲线在横倾角30～40度或进水角中较小者之间所围面积应小于0．030m·rad；d。横倾角30度处的复原力臂应小于0．20m；⋯，e。最大复原力臂对应角最好大于30度，至少不小于25发一I．2．2影响船舶稳性因素(1)重心高度对稳性的影响船舶的重心高度与船舶稳性密切相关，直接影响着船舶稳性，稳性公式或多或少都与船舶重心位置有关联，如稳性力矩M．=9．8IAGMsinp(卜1)该式也称为初稳性方程式。当G

6、点位于M点之下时，GM取正值，船舶具有稳性力矩，当G点位于M点之上时，GM取负值，船舶具有横倾力矩。当G点和M点重合时，GM：O，船舶位于随遇．甲衡。(2)排水量对船舶稳性的影响：稳性的好坏是由船舶复原力矩M决定的，复原力矩越大稳性越好。从公式(卜1)中看出，复原力矩不仅由GM的大小决定，『一时还受到排水量△的影响，在同样的GM和0情况下，满载时的船舶复原力矩要比空载时大许多。如果要产生同样的稳性，船舶卒载状态时必须相应提高GM值才能保证达到满载时的稳性水平。但有的驾驶员认为只有GM才对稳性起作用，误以为某一GM值在本船满载时能产生一定的稳性，而在轻载、空载时也会产生等量的稳性，因而

7、在实际工作中就会对轻载时的GM要求过低。比如在杏阅资料中发现空船压载时的GM远较满载时大，就以为可以随意将压载水舱少打些压载水，从而造成险情或事故。(3)货物横向移动的影响将船舶重量为P的货物自91点沿横向水平方向移至92点，移动的距离为Y(如图I-3)所示：图1-3重物横向移动船舶重心自原来的G点横向移动至G1点，根据重心移动原理可得GG．：堡1A(1-2)这时，重心的作用线通过G1，不再与原来的浮心B在同一铅垂线上，因此，船舶将发生横倾，浮心自B点向横