PDF《船舶下沉量的实测研究》

2 确定富余水深时应考虑的因素与现 有标准 设hmin为船舶可安全通过航道的最小水深 ,根 据研究表明 ,hmin可表示为 hmin = d + ∑

5 i=

1 Δhi ± Δh ( 1) 式中: d 为船舶静止时的吃水;

Δh 为水深的误差 ,包 括海况、气象等条件的变化引起的水深变化及海图 的水深误差等;

Δh1 为船舶在静水中运动时引起的 吃水变化 ( Squat);

Δh2 为海浪引起船舶摇荡而产生 的吃水变化;

Δh3 为维持船舶有足够的操纵能力应 保有的水深余量;

Δh4 为操纵负荷的不稳定和操船 引起纵倾和横倾而使吃水的变化;

Δh5 为海水、淡水 比重变化而引起的吃水的变化. 分析上式: Δh 可以通过实际测量水位变化及进 行航道勘测得到改正;

Δh2 在港口中 ,由于海水深度 受限 ,涌浪不大 ,港口又多有遮蔽 ,船舶摇荡较小 ,一 般在研究富余水深时不作考虑;

Δh3 在某一特定港 口一般可根据船舶大小设定为一个常数;

Δh4 在港 口航行中一般可以忽略不计;

Δh5 可以根据海水密 度的变化采用相应的公式进行改正. 因此决定船舶 在港口航行所需的最小水深主要和船舶下沉量 Δh1 有关. 也就是说 ,船舶安全通航最小水深主要取决于 Δh1. 所以 ,准确掌握船舶在航行时的下沉量是确定 船舶富余水深的关键. 如上所述 ,船舶在浅水区域航行时要留有足够 的富余水深 ,以避免发生船体触底等损害和确保船 舶具有良好的操纵性能. 但是浅水区域中船舶的运 动和操纵性能取决于船舶的状态和所处的环境条 件 ,因此 ,确定船舶富余水深时必须考虑以下因素: ( 1)船舶状态;

( 2)环境条件;

( 3)航行支援状况. 目前 ,国际上通常以欧洲引航协会 ( EM PA)的 标准为参考 ,根据具体情况确定适合各港口情况的 船舶富余水深标准.欧洲引航协会建议在安特卫普、 鹿特丹等水深受限的港口采用如下富余水深标准: 海外水道: 吃水的

20 % ;

港外水道: 吃水的

15 % ;

港内: 吃水的

10 % . 通过对上述标准实施过程中的经验总结 ,加之 超大型船舶进出港口的数量不断增加 ,欧洲引航协 会又将以上标准减少

5 % ,即: 海外水道: 吃水的

15 % ;

港外水道: 吃水的

10 % ;

港内: 吃水的

5 % .

3 船舶下沉量的测量原理 从式 ( 1)知 ,确定船舶下沉量是确定船舶富余水 深标准的关键.关于船体下沉量的计算方法 ,目前有 两大类―― 理论计算法和由模型及实船试验结果总 结出的经验计算法. 理论计算法主要有一维理论得 出的一些方法及由细长体理论得出的一些方法. 计 算船舶下沉量的方法很多 ,绝大多数计算公式都是 根据实验结果并考虑主要船舶参数归纳出来的. 对于大型商船而言 ,船舶下沉量的最大值发生 在船艏 ,只要测得船舶的船艏下沉量 ,即可以得到实 际的船舶下沉量 ,如图 1所示. 图1船舶下沉量测量原理 Fig.

1 Method of sinking measuring 船舶在航行中产生船艏下沉 ,造成船艏吃水增 加 ,同时也使船舶艏部到水面的垂直距离减少 ,因此 可以通过测量船艏到水面的垂直距离的变化来求得 船舶在不同船速下的实际下沉量. 船舶在航行过程 中出现船艏下沉现象 ,下沉导致船艏吃水增加 ,这种 船艏下沉引起的吃水增加量是动态变化的 ,并且变 化的速度较快 ,因此 ,要研究船舶下沉量 ,必须实现