水線面面積曲線

通過具體計算，分別算出船艇正浮狀態時在不同吃水處的水線面面積，然後以各個吃水處的水線面面積為橫坐標，以吃水為縱坐標，繪製成如右圖所示的水線面面積和吃水的關係曲線，此曲線稱為水線面面積曲線A_w=f(z)，式中A_w為水線面面積。

基本介紹

• 中文名：水線面面積曲線
• 外文名：Areas Of water planes
• 定義：水線面面積和吃水的關係曲線
• 學科：船舶工程
• 坐標：水線面面積及船舶吃水
• 作用：反映船舶的浮性和穩性等船舶特性

簡介

水線面面積曲線簡稱Aw曲線，是指船舶與水接觸的輪廓線構成的平面面積隨著船舶吃水變化的坐標曲線，通常表示船舶水線面面積隨平均型吃水增加而增加的規律，可以反映船舶的浮性和穩性等船舶特性。

在任意吃水下，水線面面積曲線與縱坐標軸所包圍的面積為在此吃水下的排水體積。此面積除以水線面面積與吃水的乘積為船在此吃水下船體的垂向棱形係數。面積形心的垂向坐標即為浮心的垂向坐標。

特性

水線面面積曲線如圖1所示，它反映了船舶排水體積沿吃水方向的分布情況，具有下列特性。

圖1

1．曲線所包圍的面積等於船舶在該吃水下的排水體積；

2．曲線所包圍面積的形心的豎向坐標，即為浮心的豎向坐標；

3．曲線所包圍的面積與長方形ABCO面積之比，即為船舶的豎向棱形係數。

實際套用

每厘米吃水噸數的計算

每厘米吃水噸數是指船舶在任一吃水時，平行於水線的吃水增加或減少1厘米所引起排水量相應變化的噸數。根據水線面面積曲線，可以算出任何吃水時的每厘米噸數，用符號q表示。

由於水線面面積是隨吃水而變化的，因此每厘米吃水噸數也隨吃水不同而異，每厘米吃水噸數隨吃水變化的關係曲線稱為每厘米吃水噸數曲線。該曲線的形狀與水線面面積曲線完全相似，兩者之間僅差一個常數。

利用水線面面積曲線計算排水體積和浮心坐標

根據型線圖上的半寬水線圖，可求出各不同吃水處的水線面面積值，分別按A_w=f(t)的關係畫出曲線，即水線面面積曲線，如圖2所示。故水線面面積曲線是表示舟艇的水線面隨吃水變化的曲線。圖中t為總吃水的等分值，即：t=T/n。由水線面面積曲線可知，該面積曲線所圍面積即舟艇的排水體積。而排水體積的浮心坐標仍可根據總體積對坐標平面的靜矩等於各分體積的靜矩之和求得。

圖2

相關概念

靜水力曲線圖（如圖3）是表示船舶在靜水正浮狀態下，有關船舶浮性要素、初穩性要素、船型係數等與船舶吃水有關的一組曲線。它是由船舶設計部門繪製，供營運船舶使用的一張重要技術資料圖。

圖3 靜水力曲線圖

下面具體介紹各靜水力曲線的名稱和使用方法。

(1)排水體積曲線

表示船舶的型排水體積隨平均型吃水增加而增大的規律。

(2)排水量曲線

表示船舶的排水量(t)隨平均型吃水增加而增大的規律。排水量分淡水排水量和海水排水量。

(3)浮心距船中距離曲線

簡稱X_b曲線，表示船舶浮心距船中距離隨平均型吃水增加而變化的規律。我國規定浮心B在船中前為正(+)值，在船中後為負(-)值。該值由船中向前、後讀取。

(4)漂心距船中距離曲線

簡稱置曲線，表示船舶水線面面積中心(漂心)f距船中距離隨平均型吃水增加而變化的規律。我國規定漂心的位置用其距船中的距離X_f表示，漂心在船中前X_f為正(+)值，在船中後X_f為負(-)值。該值由船中向前、後讀取。有些國家漂心縱向位置用其距船尾垂線的距離墨表示。

(5)每厘米吃水噸數曲線

簡稱TPC曲線，表示每厘米吃水噸數隨平均型吃水增加而變化的規律。

(6)浮心距基線高度曲線

簡稱K_B曲線，表示船舶排水體積的幾何中心(即浮心B)在龍骨基線上的高度隨平均型吃水增加而變化的規律。

(7)橫穩心距基線高度曲線

簡稱K_M曲線，表示船舶橫傾前、後浮力作用線的交點(即橫穩心M)在龍骨基線上的高度隨平均型吃水增加而變化的規律。