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[科普中国]-横稳心垂向坐标

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稳心是指船正浮时的浮力作用线与微倾后的浮力作用线的交点。船横倾时的稳心称横稳心,纵倾时的稳心称纵稳心。在任意角度时的稳心称假稳心。横稳心垂向坐标是指横稳心至基平面的距离,相对应的,纵稳心至基平面的距离称纵稳心垂向坐标。两者与吃水的关系曲线分别称横稳心垂向坐标曲线和纵稳心垂向坐标曲线。1

简介船横倾时的稳心称横稳心,纵倾时的稳心称纵稳心。单言稳心时,指横稳心。在正浮和微倾间的稳心称初稳心。在任意角度时的稳心称假稳心。横稳心至基平面的距离称横稳心垂向坐标,纵稳心至基平面的距离称纵稳心垂向坐标。横稳心垂向坐标及纵稳心垂向坐标与船舶吃水间的关系曲线分别称横稳心垂向坐标曲线和纵稳心垂向坐标曲线。2

稳心按船舶纵、横倾斜状态不同,可分为纵稳心和横稳心,如无特别说明一般系指横稳心(或称初稳心),即船舶在正浮状态作小角度横倾时,浮心移动轨迹近似于一段圆弧的圆心。稳心垂向位置是决定船舶稳性的关键,故稳心的研究对船舶安全具有重要意义。3

横稳心高的核算在设计深入开展,完成型线图、总布置图、结构图等技术文件后,要核算船具有的初(横)稳心高的精确值,往往是与核算浮态一起进行的。通常是根据规范对船的基本核算载况的规定和设计船的具体使用特点,选取核算载况。然后进行各载况的排水量与重心位置计算,按表格核算船的浮态与初稳性。

各典型载况的浮心位置、横稳心垂向坐标等取自静水力曲线图。空船重量及重心位置用详细计算或倾斜试验(完工计算)得到的数据。各货舱及燃料、清水、压载水舱内的载重量及重心位置,可利用容量计算中得到的数据来决定。在设计阶段,如发生初稳性或浮态不合要求的情况,可适当增加压载水的数量,或调整各舱内的装载重量。不得已时,只有调整总布置,以求得适宜的浮态与初稳性。4

实际应用稳心图

用以表达船舶初稳性的曲线图。它以浮心垂向坐标、横稳心垂向坐标为纵坐标,对应的平均吃水为横坐标。图上有一45°的斜线,它与水线的交点是测量的起点。如由平均吃水为T1的水线与45°斜线的交点D1,向下量可得浮心B1距水线的距离B1D1,向上量可得稳心M1距水线的距离D1M1(稳心在水线下时向下量)。当已知船的重心垂向坐标G1时,可在图上方便地量得横稳性高G1M1值。有时在图的左边将排水量、每厘米吃水吨数与平均吃水等列成表格以便于使用。1

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所