浮心垂向坐標

浮心垂向坐標（vertical center of buoyancy，VCB）亦稱“浮心垂向位置”，是船舶設計中的重要參數。通常是用浮心與滿載水線間的垂直距離來表示。浮心是船舶排水體積的重心，由於船體對於縱中剖面相對稱的緣故，浮心必然是在縱中剖面上。浮心位置的確定，需要把浮心縱向坐標及垂向坐標與某固定線間的距離加以確定。

基本介紹

• 中文名：浮心垂向坐標
• 外文名：vertical center of buoyancy
• 別稱：浮心垂向位置
• 英文縮寫：VCB
• 一級學科：船舶工程
• 二級學科：船舶總體

浮心的位置

由於船體對於船縱中剖面相對稱的緣故，浮心必然是在船舶縱中剖面上。其位置的確定，只要把它縱向及垂向與某固定線間的距離加以確定。通常浮心的縱位置是用浮心與船中垂線間的水平距離來表示，並說明在&之後或前，圖1中B表示浮心的縱位置，或寫成LCB，浮心的垂向位置通常是用浮心與基線間的垂直距離來表示，圖中KB即表示浮心垂向位置，或寫成VCB。

圖1

浮心與重心的關係

船舶的浮心和重心是研究船舶穩性的必要因素。船舶重量的合力中心稱為重心，作用在重心上的重力總是垂直向下的，船體是由許多重量不同的部分所組成，因此船體上的重量分布並不均勻。尤其是船上的貨載位置及重量經常改變，故其重心位置不一定在船體幾何體的中點，而是在某一定範圍內變動，但浮心B點與船的重量重心G點必須在同一垂線上，前已說過，浮心的縱位置即等於重心縱位置，所以使船體能平衡浮在水上，浮力(Δ)與船舶重量(W)必然相等而方向相反；通常情況下船舶的重心G在浮心B上，重心與浮心在同一垂直線上。如圖2。

圖2

求浮心垂向位置的方法

浮心垂向位置，通常繪入靜水力曲線圖及穩心圖中。通常船舶滿載時的浮心垂向位置，在滿載水線下的8/20d(較瘦型)或9/20d(較肥型)之間(d為滿載水線的吃水)。

根據水平剖面曲線來計算

該曲線中所包含的面積重心垂向位置就是浮心垂向位置。故只要知道各水平剖面面積，就可用辛氏定律來計算浮心垂向位置。

根據排水量曲線計算

令A=任何一水平剖面積，y=從滿載水線到A的垂直距離，d=吃水，則垂向位置：

令W=單位體積的水重量，則Ady·W=由於水尺變更，dy面產生的排水量的變化：令Δ=排水量，dΔ=排水量的變化。

將VCB式上下各乘以W，得：

Δs為滿載排水量，是排水量曲線面積

所以：垂向坐標位置=排水量曲線面積/滿載排水量，（從LWL量下）。

所以要找滿載水線下的VCB，只須將滿載水線下的排水量曲線面積除以滿載時排水量，便可算出。要找任何水線下的VCB，將該水線下的排水量曲線面積算出，除以該水線下的排水量，便可得出VCB在該水線以下的距離（就是浮心與該水線間的垂直距離）。這一方法稱為賀克氏法（Hoks Method）。