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船舶


6 横倾时的初稳性)。М点称为稳心,□称为稳心半径,从船舶重心G到М的距离□称为初稳心高或初稳距。船横倾小角度□后,回复力矩为□·sin□·□,□为排水量。船横倾后可能出现 3种稳性情况:①М点在G点之上,□,回复力矩使船的倾斜减小,即船有回复能力,属稳定状态;②М点与G点重合,□,船无回复能力;③М点在G点之下,□,船自身会增大倾斜,属不稳定状态。从船舶使用角度和安全角度考虑,后两种情况和□值太小都是不允许的。
  横倾超过10°以后的稳性称为大倾角稳性,船舶的回复力矩需要用更精确的方法计算。船舶的大倾角稳性对保证船舶在恶劣的风、浪作用下的安全性至关重要。
  鉴于船舶稳性对保障船舶安全的重要性,船舶稳性规范(分海船和内河船)对船的初稳性和大倾角稳性都作出核算的具体规定。用船部门也常从使用角度对□值提出设计要求。船宽、水线面系数、干舷、重心高度、水面以上的侧面积大小和高度,以及船体开口密封性的好坏等,是影响船舶稳性的主要因素。
  抗沉性 船体水下部分发生破损,船舱淹水后仍能浮而不沉和不倾覆的能力。中国宋代造船时就首先发明了用水密隔舱来保证船舶的抗沉性。《国际海上人命安全公约》对船舶抗沉性作了规定,适用于载客超过12人的船舶(客船)。军舰的抗沉性尤为重要。公约对客船抗沉性的要求有两种体系,可任选一种进行核算。一种体系为:全船任一舱、相邻两舱或三舱淹水后,船仍能保持不超过所限制的浮态并具有不小于0.05米的初稳心高,称为一舱制、二舱制或三舱制。舱制依船的大小和载客人数通过计算来确定。另一体系为:在限定的允许破舱后的浮态和稳性的条件下,计入各部位的船舱的受损概率,计算出的船舶破舱后的生存力指数(概率)应达到规定值,这一指数依船的大小和载客人数而定。
  船舶主体部分的水密分舱的合理性、分舱甲板(水密舱壁所达到的那层甲板)的干舷值和完整船舶稳性的好坏等,是影响抗沉性的主要因素。
  快速性 表征船在静水中直线航行速度与其所需主机功率之间关系的性能。它是船舶的一项重要技术指标,对船舶使用效果和营运开支影响较大。船舶快速性涉及船舶阻力和船舶推进两个方面。
  船舶阻力由船舶航行时的水阻力和空气阻力构成。水阻力包括3种成分。①摩擦阻力:由于水有粘性,船航行时水在船体湿表面处形成一个边界层,由边界层内水分子间的剪切力所形成。②旋涡阻力:由于边界层分离形成的旋涡和边界层对水动压力的影响所产生的压阻力,旋涡阻力与摩擦阻力之和又总称为粘性总阻力。③兴波阻力:由于船兴起了波浪(船波)而不断消耗能量所造成的阻力,属于压阻力性质,常把它与旋涡阻力合起来称为剩余阻力。
  摩擦阻力和旋涡阻力的变化与船体湿表面积和船速的平方(弱)成正比。旋涡阻力与船体线型(尤其尾部)的好坏关系更大。兴波阻力与船的排水量成正比,与船速的关系十分密切。船体线型与傅汝德数(或相对速度)□的配合是否恰当对兴波阻力影响较大,式中 □为航速(米/秒),□为重力加速度(米/秒2),L为船长(米)。在总水阻力中,当F□<0.25时,粘性阻力占75%以上(F□越小,此比例越大),F□约达0.30左右时,兴波阻力则可能占50%或更多,故一般运输船的F□多在0.25以下,极少超过0.30。
  主体的水阻力占船舶总阻力的极大部分,舵、轴支架和舭龙骨(装在船舭部、即船侧与船底相接部的狭长板条)等附件的水阻力,按附体的数量约占5~20%。船舶的水上部分受到空气的阻力。空气密度只有水密度的1/800,故空气阻力通常只占船总阻力的2~3%。
  合理地选择船舶主尺度、船体系数(尤其是方形系数CB和棱形系数CP)和线型,是降低船舶阻力的关键。
  船舶推进是指船舶主机通过传动轴系把能量传递给推进器,再转化成有效推力以克服

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