穩性衡準數(stability criterion numeral)K是對船舶穩性的重要基本要求之一。穩性衡準是依據中華人民共和國海事局《船舶與海上設施法定檢驗規則》(簡稱“法規”),對船舶的穩性進行檢驗計算的一項工作。
“法規”分國際航行海船、國內航行海船、內河航行船舶法定檢驗技術規則,對船舶穩性,按航區、船型的不同提出了具體要求,並規定了衡準的方法和步驟。
基本介紹
- 中文名:穩性衡準數
- 外文名:stability criterion numeral
- 意義:對船舶穩性的重要基本要求之一
- 規定:K≥1
- 一級學科:船舶工程
- 二級學科:船舶性能及其試驗
穩性,穩性衡準數公式,國內航行海船完整穩性衡準,適用於所有船舶的基本完整穩性衡準要求,最小傾覆力臂,風壓傾側力臂,橫搖角,橫搖加速度衡準數,
穩性
穩性(stability)是指船舶在外力矩(如風、浪等)的作用下發生傾斜,當外力矩消除後能自行恢復到原來平衡位置的能力。船舶的穩性對其安全性和使用性均有重要的影響,且受穩性規範的約束,是設計中要很好處理的一項重要技術性能。
穩性衡準數公式
穩性衡準數K是對船舶穩性的重要基本要求之一。規則規定:船舶在所核算的各種裝載情況下的穩性,應符合下不等式
![](/img/3/526/053b16fc7ccff39af88cba5ce1d3.jpg)
穩性衡準數K=
/
=
/
(q表示最小傾覆力矩和力臂,f為風壓傾斜力矩和力臂)
![](/img/9/77c/fd813997cb4a96a9080bf5881bc8.jpg)
![](/img/0/af6/8d8606b1b20095bdac7e78dc1517.jpg)
![](/img/6/cfe/89b79fbbcdd0a34ff737456f0238.jpg)
![](/img/4/006/907188c4b9e2878333584916615d.jpg)
最小傾覆力矩:船舶在最危險情況下抵抗外力矩的極限能力
風壓傾斜力矩:惡劣海況下風對船舶作用的動傾力矩
所謂穩性校核就是判斷K是否大於1。K≥1表示了風壓傾斜力矩小於使船舶傾覆所必須的最小傾覆力矩(至多是相等),所以船舶不至於傾覆,因而認為具有足夠的穩性。
國內航行海船完整穩性衡準
《國內航行海船法定檢驗技術規則》(2011)規定了各類排水型海船的完整穩性衡準,包括適用於所有船舶的基本穩性衡準及特殊船舶穩性衡準,適用於不包括帆船、機帆船、非營業遊艇的各類排水型民船。
適用於所有船舶的基本完整穩性衡準要求
①穩性衡準數K1應符合下列要求:
圖1
![圖1 圖1](/img/c/2a3/nBnauQ2M4IDMxcDNihjM3ETM2MGMjJWZ4kzNiNGZ4YGZzYWO3MmYzY2YxczLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![](/img/e/042/744682674ed0b26c530bc984d59c.jpg)
![](/img/3/94e/bed137f4cb5dfff6aa375c008b61.jpg)
![](/img/5/919/e670a10a7639ba580f39ac03376b.jpg)
②初穩性高度應不小於0.15m。
③橫傾角等於或大於30°處的復原力臂應不小於0.2m,如船體進水角小於30°,則進水角處的復原力臂應不小於該規定值。
④船舶最大復原力臂所對應的橫傾角應不小於25°,如進水角
小於最大復原力臂所對應的橫傾角,則進水角即為最大復原力臂所對應的橫傾角。
![](/img/d/70b/eea6083f79adec477afd635eb8c0.jpg)
⑤當船舶的船寬與型深比B/D大於2時,最大復原力臂所對應的橫傾角可減小,減小值
由下述公式計算:
![](/img/5/567/32f43242a506cca18d21d5ab0ac1.jpg)
![](/img/9/62d/88363683e7d42ab8b24cec61cdd2.jpg)
B——船舶型寬,m,當B/D>2.5時,取B/D=2.5;
K——穩性衡準數,當K>1.5時,取K=1.5。
最小傾覆力臂
最小傾覆力臂
,用計及船舶橫搖影響後的動穩性曲線來確定。船舶具有正常的或曲折的動穩性曲線時,可用下列方法量取。
圖2
![](/img/3/94e/bed137f4cb5dfff6aa375c008b61.jpg)
![圖2 圖2](/img/4/0dd/nBnauImN3cDN1kDNzEjYjFjY2gTZiZGM2UmYwAjNjVTMzMmY1ITO5UmZxU2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
如圖1所示,將動穩性曲線向θ軸負值方向對應延伸,在θ軸上自原點向θ軸負方向取等於所算得的橫搖角θ1的一點,經此點向上作θ軸的垂直線,與動穩性曲線交於A點,由A點作動穩性曲線的切線,再經A點作一直線平行於θ軸,自A點起,在此直線上量取等於1rad(57.3°)的一段長度得B點,由B點向上作AB線的垂直線,與上述的切線相交與C點,則線段BC為最小傾覆力臂
。
![](/img/3/94e/bed137f4cb5dfff6aa375c008b61.jpg)
動穩性曲線因進水角
影響而中斷時,除了用經過動穩性曲線中斷處的割線代替上述切線外,其餘均同本條所述,見圖2。
![](/img/3/610/f0134325577250e4327f98e5edcb.jpg)
風壓傾側力臂
風壓傾側力臂
按下式計算:
![](/img/5/919/e670a10a7639ba580f39ac03376b.jpg)
![](/img/1/657/8ad7c60a69d8a96e4afa4dbef19e.jpg)
Af——船舶受風面積,m2;
表1
![表1 表1](/img/b/634/nBnauEDM4EjNzcjZwYGO3YGN4ATNwEmZ5gDZ2ImZiRjZwQTYmFWY1IDMzgzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
Z——計算風力作用力臂,m;
△——所核算裝載情況下船舶排水量,t。
計算風力作用力臂Z為在所核算裝載情況下,船舶正浮時受風面積中心至水線的垂直距離。受風面積中心套用通常確定圖形形心的方法求得。
橫搖角
對圓舭型船舶,橫搖角θ1按下式計算:
圖3
![圖3 圖3](/img/9/f2b/nBnauQDOwM2YlFTYmhTM5MDMjZWMiNzM5YGZhNTMhhzYllTYmRWMxMmM2UzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![](/img/6/fe3/35985c6fd06497f4eb9cbccf8086.jpg)
①橫搖角公式中係數C1的計算。
計算橫搖自搖周期
,根據
及航區查圖3可得係數C1,有
![](/img/e/f57/92b1ca99ccb19e98fab47960d872.jpg)
![](/img/e/f57/92b1ca99ccb19e98fab47960d872.jpg)
![](/img/4/df9/27aad381a95b6da67dab97d6752e.jpg)
![表2 表2](/img/b/1c8/nBnauQ2Y5IWNiFWNiNzMwIWOmNTN1kzNkhTMyQmM1ITO1AjNhJzNkljZ4Q2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
d——所核算裝載情況下的型吃水,m;
B——不包括船殼板的最大船寬,m;
KG——所核算裝載情況下船舶重心至基線的垂向高度,m;
GM0——所核算裝載情況下船舶未計及自由液面修正的初穩性高度,m。
![](/img/e/f57/92b1ca99ccb19e98fab47960d872.jpg)
②橫搖角公式中係數C2的計算:
![](/img/5/923/ee7cbdeb33563fcf391a5b24552e.jpg)
![表3 表3](/img/0/f33/nBnauY2YiVDNzADNmFDZmNDZzEmZ3cjZxITMkFmZzMTNzEjYlNzYihDZ4EzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
當C2>1時,取C2=1.0;
當C2<0.68時,取C2=0.68。
③橫搖角公式中係數C3的計算。
按船舶的B/d值查表3可得次數C3。
④橫搖角公式中係數C4的計算。
表4
![表4 表4](/img/f/4d1/nBnauADN4MDNjRGZlZDZhVDZwETN5MWN4MzNhVWMkdjMjRTY0kzN4Y2M1Q2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
按船舶類型及舭龍骨尺寸查表4可得係數C4。
⑤對摺角線型船舶,橫搖角θ1應按下式計算:
橫搖加速度衡準數
江-海航行自航船舶當裝載甲板貨時,其所核算的各種裝載情況下,橫搖加速度衡準數Ka應符合下式要求:
對海上航行至近海航區或遠海航區的船舶
![](/img/1/aa7/6615c5b7dbb2f7e384491c8ddb02.jpg)
對海上航行至沿海航區或遮蔽航區的船舶
![](/img/d/f2c/e6b75dbadb094b3a46ec7ff12949.jpg)
![](/img/3/9ca/56ccd005026cebd0f81e21e08c8e.jpg)
θ1——橫搖角,按上文公式求得;
![](/img/e/f57/92b1ca99ccb19e98fab47960d872.jpg)