提升库区客渡船稳性的研究.pdf

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1、提升库区客渡船稳性的研究陈小军(重庆市忠县港航管理处，重庆404300)摘要：随着水利电力建设的发展，大量内河航道被渠化成库，库区客运和旅游业蓬勃发展，库区水域环境发生根本性变化，对客渡船在新环境条件下的航行安全展开深入研究是非常必要的，稳性是保证客渡船航行安全曩重要的因素，本文结合船舶稳性的介绍，分析了影响船舶稳性的重要因素，对提升客渡船稳性的措施进行了总结。关键词：船舶；客渡船；稳性；策略研究中圈分类号：U698．2文献标志码：B文章编号：1672—40ll(2016)03—0155—02DOI：10．3969／i．i8叭．1672—4011．2016．03．078O前言与陆上交通工具相

2、同，安全是船舶航行过程中重点关注的问题，影响客渡船安全的因素较多，其中船舶稳性最为重要。如果船舶没有足够的稳性，将会对船舶和人民生命产生安全威胁。针对库区客渡船而言，需要结合库区水域环境和客渡船的特点，重点分析影响船舶稳性的因素，以此作为突破口找出提升船舶稳性的方法。l船舶稳性概述1．1稳性的定义船舶稳性，系指船舶受外力作用而不致倾覆，当外力消失后仍能回复到原平衡位置的能力。1．2稳性的几个基本概念1)复原力矩MR(硒g№ng咖n帅t)。MR=△．GZ式中GZ一复原力臂(重力和浮力作用线之间的距离)；△—船舶排水量。2)(横)稳心(Metacenter)M。(横)稳心M，指船舶微倾前后浮力作

3、用线的交点(M)，其距基线的高度KM可从船舶静水力资料中查取。3)(横)稳心半径(Metacentricradi璐)BM。(横)稳心半径(MetacentricEBdi∞)BM，指浮心B点到稳心M点之间的距离。1．3船舶的三种平衡状态稳定平衡：重心G在稳心M之下，MR为正值；不稳定平衡：重心G在稳心M之上，MR为负值；随遇平衡：重心G与稳心M重合。MR为零。稳心、重心、浮心关系见图1。2稳性的分类2．1按倾斜方向分横稳性：船舶在横倾状态下所具有的稳性。作者简介：陈小军(1975一)，男，重庆人，本科。工程师，主要从事船舶检验工作。纵稳性：船舶在纵倾状态下所具有的稳性。船舶的横向外力(炬)远大

4、于纵向外力(炬)，且横向复原能力远小于纵向复原能力，因此，衡量船舶的稳性一般只考虑横稳性。圈1稳心、重心、浮心关系2．2按倾角大小分小倾角稳性：倾斜角度小于100时船舶所具有的稳性。大倾角稳性：倾斜角度大于100时船舶所具有的稳性。2．3按外力性质分静稳性：在静态力矩作用下，不计倾斜角加速度和惯性矩的稳性，只研究倾斜力矩和回复力矩之间的静平衡关系。动稳性：在动态力矩作用下，计倾斜角加速度和惯性矩的稳性，只研究倾斜力矩所做功和稳性力矩做功之间的动平衡问题。2．4按船舱是否进水分完整稳性：船体在完整状态时的稳性。破舱稳性：船体破舱进水后所具有的稳性。1)一般情况下，排水量越大，船舶回复能力越大。

5、2)船舶重心高度越低，船舶稳性越好，但是，船舶重心越低。会导致船舶横摇周期越小，直接影响舒适性，并且会加快船舶结构疲劳，因此，不论是客船，还是货船，都应设计适当的重心高度。3)水线面惯性矩越大。船舶回复能力越强。4)进水角越大，船舶抵抗倾覆的能力越强。5)极限静倾角越大，船舶保持平衡状态的能力越强。6)受风面积越小，受风面积形心越低，船舶受到的风压力倾覆力矩越小。7)自由液面的存在，会减小船舶复原力臂，降低回复力矩，实践中。一般是将自由液面对复原力臂的影响换算成船舶重心高度的增加。8)船上重量的移动，包括人员、货物等的移动，会使·155·船舶重心位置的变化，从而导致船舶复原力臂发生变化。9)

6、船体分舱及水密完整性，会直接影响船体破损后的残存能力。4影响库区客渡船稳性主要因素1)船上乘客的移动。客渡船一般船舶主尺度小，排水量小，乘客重量在排水量中所占比例大，乘客在船上的移动对船舶重心高度影响相对较大。2)船舶横向受风面积。相对船舶主尺度，客渡船的横向受风面积相对大。3)船舶主尺度。客渡船由于其功能单一，航行时间短，考虑到经济性，一般主尺度相对小，排水量相对较小，其抵抗外力倾覆的能力相对低。4)干舷。船舶干舷代表船舶的储备浮力，储备浮力越大，其抵抗倾覆的能力越强。5提升库区客渡船稳性的主要方法5．1适当增加船宽增加船宽，水线面惯性矩增大，直接提高船舶回复力臂(力矩)，提高船舶初稳性高

7、度，也可以保证在大倾角状态下船舶有足够的恢复力臂。船宽增加后，出水及入水楔形体积静矩也会有一定程度的增加，如果此时船舶重心的高度保持不变，船舶的重量稳性臂也会保持不变，恢复力臂会出现较大程度的增加。但是船宽增加的同时，甲板边缘的入水角会相应程度地减小，此时恢复力臂的最大值对应的横倾角也会逐渐减小，如图2所示。矧蟛‘一．‘一一4芑，哕图2恢复臂力和横倾角的关系船宽增加的同时，进水角减小，船舶本身的稳性曲线会提前