1、第四章 船舶性能預報4-1快 速 性1.快速性的初步估算1.1海軍系數法 當選用的母型船的主尺度比、船型系數、設計排水量及相對速度等與設計船比較接近時、可用母型船的海軍系數c預估新船的主機功率或航速。 海軍系數c是一艘船的阻力與推進性能的綜合反映，如果新船與母型船在阻力或推進方面有較大差別時，應對c值進行修正。4-1快 速 性1.2經驗公式 經驗公式，是針對某類型船舶的統(tǒng)計資料，分析歸納出來的，如適用于油船及散貨船的瓦持生近似估算公式。1.3阻力及推進系數估算方法（1）阻力估算泰勒法： 此法適用于船速較高，船型較瘦長的雙槳船。陶德法(系列60)： 其橫剖面為U型，適用于單槳運輸船。SSPA系列

2、： 其橫剖面型線為偏V型及中U型，適用于中保速單槳運輸船。NPL系列： 英國國家物理研究所提供的高速排水型艇的系列資料。長江客貨船系列： 上海船舶運輸科研所提供的長江客貨船裸體有效功率估算資料4-1快 速 性（2）推進系數估算PC=O HR GS1.4回歸公式法 埃及學者薩比脫應用回歸分析方法，給出系列60阻力試驗數據的回歸方程。2.設計中保證快速性的措施(1)選取合適的尺度、系數；(2)選用合適的、優(yōu)秀的節(jié)能船型及節(jié)能推進裝置；(3)對于高速小艇，應盡量減小排水量；(4)采用低轉速、大直徑的螺旋槳，以獲得較高的敞水效率；(5)減小附體阻力，其他附體應與船體有良好的水動力配合；(6)減小迎面受

3、風面積，以減小空氣阻力。4-2穩(wěn)性1.初穩(wěn)性及其估算1.1衡準方法及其實用數據 衡準一艘船的初穩(wěn)性好壞的指標是 值。我國海船穩(wěn)性規(guī)范對各類船舶的 值提出了要求。規(guī)范對各種船舶的最低初穩(wěn)性值都有規(guī)定。 初穩(wěn)性上限值是從橫搖緩和性上考慮的，設計時，在保證初穩(wěn)性下限的前提下，應力求使船的橫搖緩和些。 (1)干貨船 這類船在滿載到港時穩(wěn)住最差，對于船寬12m的船舶，如果取滿載出港時的 GM/B為0.040.05，一般即可保證滿載到港時仍有必要的初穩(wěn)性值(GM在0.25m以上），對于中小型船舶，則GM/B需取更大的的值,如0.050.07。 (2)客船及客貨船 通常 在0.0450.055范圍；對于小型

4、客船滿載出港時的值應取得更大。 (3)油船 布格氏認為，修正自由液面影響后大于 即可。GMGM/GM B0.1/ L4-2穩(wěn)性(4)拖船 國內這類船的GM/B在0.120.13范圍。(5)軍艦GM/B大體在0.060.10的范圍。1.2初穩(wěn)性估算及影響因素分析 由船舶靜力學知，初穩(wěn)性高可由初穩(wěn)性方程計算。影響因素：(1)型寬及 B/T(2)水線面系數CW(3)型深D1.3初穩(wěn)性值的核算 在設計深入開展，完成型線圖、總布置圖、結構圖等及技術文件后，要核算船具有的初穩(wěn)性精確值往往是與核算浮態(tài)一起進行的。根據規(guī)范對基本核算載況的規(guī)定，按設計船的使用特點，選取核算載況。然后進行各載況的排水量與重心位置

5、的計算，按表格核算船的浮態(tài)與初穩(wěn)性。GM4-2穩(wěn)性2.大傾角穩(wěn)性 大傾角穩(wěn)性是指船在外力作用(如較大的風和浪作用)下，橫傾角超過1015度時的穩(wěn)性，它涉及到船在航行中能抗多大風浪或橫傾力矩而不傾覆。2.1規(guī)范主要內容 規(guī)范以大傾角穩(wěn)佳作為船舶穩(wěn)性的基本衡準并依船舶的使用任務待點對最小初穩(wěn)性和需要核算的使用情況作了規(guī)定。2.2核算步驟 (1)根據排水量從穩(wěn)性橫截曲線中找出各傾角處對假定重心的復原力臂，修正重心高度的差別后就可其出實際復原力臂。繪出靜穩(wěn)性曲線，檢驗靜穩(wěn)性曲線各要累是否符合要求。繪制動穩(wěn)性曲線。 (2) 計算自搖周期，進而計算出橫搖角。 (3)用作圖法找出最小傾覆力臂或最小傾覆力矩。

6、 (4)由總布置圖的側視圖計算受風面積人及其形心距水面高度。 (5)由Z及船的航區(qū)查出計算風壓。 (6)計算風壓傾側力臂或風壓傾側力矩。 (7)計算穩(wěn)性衡準數是否大于1.0。4-3分艙及破艙穩(wěn)性 船舶分艙及破艙穩(wěn)性是船舶在一艙或數艙進水后，仍能保持一定浮性和穩(wěn)住的能力1.有關的名詞定義 (1)客船 載客超過12人的船舶。 (2)分艙載重線 用以決定船舶分艙的水線。 (3)最探分艙載重線 相應于適用的分艙要求所允許的最大吃水的水線。 (4)艙壁甲板 橫向水密艙壁所達到的最高一層甲板。 (5)安全限界線 在船側由艙壁甲板上表面以下至少76mm處所繪的線。 (6)某一處所的滲透率 短處所能被水浸占的

7、百分比。當該處所伸展至限界線以上時，該處所體積僅量至限界線的高度。 (7)風雨密 在任何風浪情況下，水不應運入船艙內。2.分艙檢驗（1）可浸長度計算（2）許可艙長（3）分艙檢驗3.破艙穩(wěn)性 根據總布置圖和各種載況穩(wěn)性的計算結果，分析并挑選穩(wěn)性最差的載況作為核算載況假定有多種對穩(wěn)性和橫傾最不利的破損情況則按船舶靜力學中的方法進行計算。4-4耐波性 船舶耐波性是指船舶在風浪中遭受外力擾動而產生各種搖擺運動，以及砰擊、上浪、失速、飛車等時仍能維持一定航速在水面上安全航行的性能。1.橫搖1.1橫搖的影響因素（1）初穩(wěn)性（2）船舶主要要素和船體形狀（3）其他因素1.2設計衡準 (1)為使救生艇和工作隨在

8、風浪情況下能順利下放到水面，通常要求橫格幅值不超過15度 (2)從對船上人員的身體運動能力的影響來看、橫格幅值不應超過10度，相應的橫搖周期應大于56s。 (3)為保證拖網漁船的正常工作，橫搖幅值應不超過10度。 (4)為保證直升飛機安全起飛祁降落，應使橫搖幅值小于3度。1.3設計時要考慮的因素 通常采用的最主要措施是控制GM值，加裝舭龍骨、適當加大舭部升高及豎向菱形系數等；只有對耐波性有持殊要求的船，才裝設專門的減格裝置。4-4耐波性2.縱搖與升沉運動2.1主要影響因素分析（1）航向角（2）波長（3）調協(xié)因素（4）主尺度及船型特征2.2設計時要考慮的因素(1)一般來說，改變主尺度的可行范圍是

9、不大的故通常從線型上進行考慮。對大型船舶來說、首橫剖面形狀采用U型、V型均可。而對于航區(qū)波長相對于船長較大的中小型船舶，宜采用V型首橫剖面形狀：(2)應保證船在空載時有必要的首、尾吃水，滿載時有充分的首部干舵，以改善首底砰擊、螺旋槳飛車、甲板上浪等。4-4耐波性3.甲板淹濕性與失速3.1甲板淹濕性 甲板淹濕性是指當船舶在波浪中的縱搖和升沉異常激烈時，在船首住處船與波浪相對運動的幅值大于船首柱處的干舷、波浪涌上甲板的現象。主要要素對甲板淹濕他的影響： 當船首干舷一定時可得如下幾點結論： (1)甲板淹濕的概率隨方形系數的增大而減少； (2)甲板淹濕的概率隨船長的增加而減小； (3)甲板淹濕概率隨航

10、速的增加而增加。3.2失速 造成船在波浪中失速的原因，在一般海況時，是阻力的增加；而在惡劣海況時，是為了避免發(fā)生因劇烈的縱搖及升沉運動而引起的嚴重的甲板上浪、首部砰擊或飛車，船被迫降低航速(航速常常是大幅度下降)或適當改變航向；也有可能為避免嚴重的橫搖而適當改變航向。這些都會造成一定的速度損失。因此要改善船的失速，一是減小船在風浪中阻力的增加；二是改善在惡劣海況中船的運動，以求被迫減速的幅度不大。 4-5船舶最小干舷1.概述 從船舶靜力學可知船的干舷是泛指船舶浮于靜水面時、自水面至露天甲板上表面舷邊處的垂直距離。 規(guī)定船舶的最小干舷是從以下兩個方面來考慮的： 一方面是要減小甲板上浪。 另一方面

11、是要保證有一定的儲備浮力。2.規(guī)范基本精神 規(guī)范適用于船長L24m、150總噸以上的一般民用國際和國內航行船舶。規(guī)范不適用于軍船及L24m的民船、150總噸以下的現有船舶、非營業(yè)游艇及漁船等。規(guī)范對最小干舷規(guī)定的基本著眼點是保證船舶具有必要的儲備浮力，而儲備浮力的大小，除了干舷以外，還取決如下因素：（1）甲板上浪程度（2）影響儲備浮力大小的其他因素（3）船主體灌水的可能性：A/B型船舶3.最小干舷計算3.1國際航行船舶的夏季最小干舷FX=F0+f1+f2+f3+f4+f54-5船舶最小干舷3.2國際航行船舶季節(jié)區(qū)的最小干舷3.3國內航行船舶的最小干舷4.載重線標志ZC中華人民共和國船舶檢驗局登

12、記入級的船舶；BDD冬季北大西洋(WNA)；U冬季(W)；X夏季(S)；R熱帶(T)；Q夏季淡水(F)RQ熱帶淡水(TF)。5.設計中實際考慮的因素（1）最小干舷船（2）富裕干舷船（3）變吃水船4-6操縱性 船舶操縱性包括以下三方面的內容：航向穩(wěn)定性、回轉性、轉首性。對于常規(guī)船型船舶操縱性并不難保證，只需要從舵面積的選取及在舵、螺旋槳和船體型線的配合上加以注意即可。1.舵面積的確定 目前通常采用統(tǒng)計方法和經驗來確定舵面積、舵面積比。 舵面積比的選取與船舶類型和航運有關，設計時一般參照舵的數目相同而布置上又相似的操縱性良好的母型船選取。2.設計中要考慮的因素 (1)舵、螺旋槳、與船體盡部型線要有很好的配合 (2)受航道限制時應持別注意船的回轉性能。 (3)推、拖船(尤其是港口拖船)都