滿載排水量，是指船舶在規定的滿載吃水時，水下船體排水的重量。對於海船來說，滿載吃水通常是指夏季海水中載重水線的吃水深度。因此，滿載排水量常指海水夏季載重水線以下船體的總排水量。商船的滿載排水量是空船重量和船舶總載重量之和。
基本介紹
- 中文名：滿載排水量
- 外文名：Loaded displacement
- 意思：船舶吃水達到的上限
- 構成：船體 機械 設備 人 等
- 所屬學科：船舶、海洋工程
- 測量方法：傳統、三維雷射掃描
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定義
船舶在吃水達到其夏季載重線時的船體、機械、設備、備件、貨物、燃料、淡水和船員的重量之和就是滿載排水量。滿載排水量和空載排水量之差即船舶載重量。
計算公式
排水量的計算公式如下：
排水量（長噸）=長*寬*吃水*方模係數（立方英尺）/35（海水）或36（淡水）（立方英尺）
排水量（公噸）=長*寬*吃水*方模係數（立方米）/0.9756（海水）或1（淡水）（立方米）
排水量噸位可以用來計算船舶的載重噸；在造船時，依據排水量噸位可知該船的重量；在統計軍艦的大小和艦隊時，一般以輕排水量為準；軍艦通過巴拿馬運河，以實際排水量作為徵稅的依據。
區別
艦艇在靜止水中船體入水部份所排開水的重量稱為排水量，計量單位為噸(Tons)；對水面艦而言，排水量等於艦艇重量， 對潛水艦而言，排水量是可調節的，當排水量大於艇重時艦艇上浮，當排水量小於艇重時艦艇下沉。
輕(Light又稱空載)排水量包含艦體，機器，武裝但不包含人員，燃油，滑油，彈藥，給養，淡水，備用鍋爐水等。
標準(Standard)排水量包含艦體，機器(航行備便狀態)，武裝，全額人員，彈藥，給養，淡水但不包含燃油，滑油，備用鍋爐水。
滿載(Full Load)排水量為標準排水量再加上燃油，滑油，備用鍋爐水到保證可到達足夠的全速或續航力。
正常排水量為標準排水量再加上半數的燃油，滑油，備用鍋爐水等;主要是出廠公試時的狀態。最大排水量為滿載排水量再加上裝滿所有儲藏空間的備用燃油，滑油，備用鍋爐水。潛艇分為水面(surfaced)排水量與水下(Dived)排水量，運輸艦與商船通常只標明空載排水量和滿載排水量。
測量方法
傳統方法
目前國際上常用的方法是幾何測量法，包括邦戎曲線法、靜水力曲線法以及平均型吃水配合各種修正法。這些方法的基本原理都是利用全站儀測量船體一定高度的特徵點擬合出斷面的面積，再用斷面面積乘以斷面間的高度累加算出排水量。這些方法的優點是快速簡便，但對於包含有大曲面構造的船體，幾何測量法的測量精度難以滿足船舶排水量精確計量的需求。因此，為了提高排水量計量的精度，需要進一步提高船體測量點的密度和數據完整性。
三維雷射掃描法
近年來迅速發展的三維雷射掃描技術，可以彌補傳統排水量計量方法的缺點。三維雷射掃描技術可以大面積獲取被測對象表面的三維坐標數據，並具有數據獲取速度快、實時性強、數據量大、主動性強、點位密集、精度高等突出優點，已成功套用於文物保護、城市建築測量、飛機船舶製造等領域。基於三維雷射掃描技術對船舶排水量計量方法進行了研究，提出了一種基於點雲切片技術的排水量計量方法，將船體表面空間的三維點雲數據分層，利用每一層的切片點雲數據計算該層的上下船體輪廓面積，再依據切片的厚度求得該層切片的體積，最後對每層切片體積進行累加計算不同高度的船體體積，計算出某一高度下的船舶體積在數值上就等於某一狀態下船舶排開水的體積，依照此方法，即可獲得船舶在不同狀態下的實際排水量，即在不同的吃水深度時船舶所排開的水的體積。構建船體三維模型，並利用Geomagic Studio獲取模型不同高度處的標準體積，與切片累加的體積進行對比，從而驗證該方法的精度。
由於環境等因素，掃描過程中會產生許多噪聲點，因此，需對點雲進行預處理，預處理的結果直接影響後期的建模效率和精度。點雲預處理主要包括點雲配準、去噪、空洞修補以及壓縮過程。將船體點雲分割成若干切片，切片上下表面為船體的橫截面。再根據掃描解析度，取出橫截面上下5mm範圍內的點雲數據，將其投影到xoy平面內，獲取船舶輪廓特徵點雲，並計算輪廓點雲的重心坐標；再對輪廓點雲進行排序，相鄰兩點與重心組成一個三角形，計算出三角形的面積，將所有三角形面積相加即獲得橫截面面積。最後根據切片上下橫截面面積和切片厚度計算切片的體積，並將所有切片體積累加即獲得排水量。點雲輪廓線生成主要有兩類算法：投影平面法和虛擬邊緣法。投影法簡便易行效率高，但容易形成較多冗餘點，虛擬邊緣法生成的輪廓點雲質量更好，但計算相對複雜。投影法冗餘點較多的缺陷在後續特徵點重心化環節可以得到解決，因此採用該方法生成輪廓點雲。
利用全站儀進行計量的傳統方法存在著點集密度小、斷面面積計算精度低和斷面間的高度選取隨意等缺陷。立足於點雲切片，並套用數字圖像處理的方法提取了船舶輪廓特徵點雲，高精度地計算出切片上下橫截面的面積，綜合考慮算法執行效率和排水量計量精度兩方面因素，分析確定出最佳切片厚度，使之可以適應不同的點雲數據。實驗結果表明能夠以較高的精度實現船舶排水量的計量，為船舶排水量的計量提供了一種全新的技術手段。
