一、船舶稳性的定义

　　稳性(Stability)——船舶受外力作用而发生倾斜，当外力消失以后，船舶所具有的回复原来平衡位置的能力。
　　二、船舶稳性的分类
　　1、按倾斜方向分
　　（1）横稳性(Transverse stability)——船舶在横倾力矩作用下所表现的稳性。
　　（2）纵稳性(Longitudinal stability)——船舶在纵倾力矩作用下所表现的稳性。
　　2、按外力矩的作用效果分
　　（1）静稳性(Statical stability)——假设船舶受外力矩作用只发生角位移，而不产生角加速度时的稳性。
　　（2）动稳性(Dynamical stability)——考虑到船舶受外力矩作用不仅产生角位移，而且产生角加速度时的稳性。
　　3、按倾斜角大小分
　　（1）初稳性(Inital stability)——倾斜角小于15且干舷甲板边缘开始入水前的稳性。
　　（2）大倾角稳性(Stability at large angle of inclination)——倾斜角大于15或干舷甲板边缘开始入水后的稳性。

横稳心(Transverse metacentre)M
　　船舶横向微幅倾斜后的浮力作用线与正浮时的浮力作用线的交点。

1、重心G在稳心M之下，复原力矩与倾侧力矩反向，正浮时的船舶处于稳定平衡状态。

2、重心G在稳心M之上，复原力矩与倾侧力矩同向，正浮时的船舶处于不稳定平衡状态。


　　3、重心G在稳心M重合，复原力矩等于0，正浮时的船舶处于随遇稳定平衡状态。

1、船舶横倾前后水线面的交线通过原水线面的漂心F。
　　2、浮心移动的轨迹是圆弧，圆心为定点M（横稳心），圆弧的半径为BM（横稳心半径）。

　　1、初稳性高度(Initical stability hight)GM₀

　　初稳性高度的计算步骤：
　　1、根据船舶平均吃水求KM（因KM=KB+BM=f(x)，可查有关船舶静水力性能参数资料）
　　2、根据船舶装载状态计算确定KG₀
　　式中，P_i——船舶各组成部分的重量（包括空船、货物、航次储备、船舶常数） (t)
　　Z_i——P_i相应的中心重心距基线高度 (m)
　　ΣP_iZ_i ——垂向重量力矩 (9.81kN.m)

1、基本计算法
　　（1）求载荷变动后的排水量。
　　设船舶原排水量为Δ，原重心距基线高度为KG，则载荷变动后的排水量为


　　（2）根据载荷变动后的排水量Δ₁查表确定新的横稳心距基线高度KM₁。


　　（3）计算确定载荷变动后的船舶合重心高度KG₁。


　　（4）计算载荷变动后的初稳性高度。


　　2、少量载荷变动对船舶初稳性高度的影响(P＜10%Δ)
　　假设δKM＝0，
　　即KM不变，则

　　其中：
　　P——加载重量(t)
　　KG₁——加载前船舶
　　重心高度(m)
　　Z_P——加载载荷的
　　重心高度(m)

一、初稳性高度的调整
　　1、初稳性高度的调整值：δGM＝要求值－初始值
　　2、稳性调整的方法：
　　（1）垂向移动载荷

　　P—移动载荷的重量(t)
　　Z—载荷移动的垂向距离(m)，下移为正，上移为负
　　（2）轻、重货物等体积对调

　　其中，P_H、P_L分别为重、轻货的重量；
　　SF_H、SF_L分别为重、轻货含亏舱的积载因数；
　　Z为对调货物的重心高度差，重货下移为正，反之为负。
　　（3）打、排压载水或加、减载货物

　　P—加载载荷的重量(t)
　　KP—加载载荷的重心距基线高度(m)
　　二、船舶横倾角的调整



　　用压载或调整的方法消除ΣPY。
　　压载或移动载荷重量：

抗沉性——船舶在一舱或数舱进水后仍能保持一定的浮态和稳性的性能。
　　一、基本概念
　　1、储备浮力(Reserved Buoyancy)——满载水线以上船舶主体部分水密空间所能提供的浮力。
　　2、破舱稳性(Impaired stability)——船舶破舱进水后仍所保留的剩余稳性。

二、破舱进水的基本类型
　　1、第一类：进水舱上部封闭，破口位于水线以下。
　　2、第二类：进水舱上部开敞，与舷外水不相通。
　　3、第三类：进水舱上部开敞，与舷外水相通。

船舶在一定主机功率（收到功率）下等速直航的速度性能。

　　T——推力
　　R——阻力

　　1、轴系摩擦损失及轴系传送效率
　　轴系摩擦损耗：P_M-P_D
　　轴系传送效率：


　　2、船身与螺旋桨损耗及船身效率
　　船身与螺旋桨损耗：R·Vs-T·Va
　　船身效率：


　　3、螺旋桨损耗和螺旋桨敞水效率
　　螺旋桨损耗：M_Q·ω-T·V_a
　　螺旋桨敞水效率：


　　4、实效伴流损失和相对旋转效率
　　螺旋桨实效伴流损耗：M_Q’·ω-M_Q·ω（ M_Q’·ω=P_D）
　　相对旋转效率：


　　5、推进系数：

1、按产生原因分



　　压差阻力R_r——船体水下压力沿x方向分力的差异所构成的阻力。
　　摩擦阻力R_f——船体水下摩擦应力沿x方向分力的差异所构成的阻力。
　　2、按分布特征分

　　R₀——基本阻力，即裸船体在平静水面深水行驶所产生的阻力。
　　ΔR——附加阻力，基本阻力未考虑的其它因素所产生的阻力。
　　1）基本阻力的构成

　　其中R_f——摩擦阻力
　　R_r——压差阻力
　　R_e——粘性压差阻力
　　R_w——兴波阻力
　　2）附加阻力的构成
　　其中：

　　ΔR_F——污底阻力
　　ΔR_A——附体阻力
　　ΔA_X——空气阻力
　　ΔR_R——汹涛阻力
　　ΔR_S——浅水阻力

一、摩擦阻力
　　1、平板摩擦阻力
　　相邻水层之间的切应力：




　　μ——流体动力粘性系数(Pa.s)
　　——速度梯度(1/s)




　　2、船体摩擦阻力

　　在同样长度、速度和湿水表面的条件下，船体摩擦阻力比平板摩擦阻力大1%—4%。

一、螺旋桨的结构


　　二、螺旋桨的外形和名称
　　1、叶面和叶背
　　自船尾方向观测到的桨叶一面为叶面，另一面为叶背。
　　2、叶根与叶梢
　　与桨毂连接的桨叶下端为叶根，最外段为叶梢。
　　3、导边与随边
　　正车旋转时，桨叶迎水一边为导边，另一边为随边。
　　4、直径与盘面积
　　叶梢圆的直径为螺旋桨直径，叶梢圆的面积为螺旋桨的盘面积。
　　5、左旋与右旋
　　自船尾方向观察，顺时针为右旋，反之为左旋。


　　三、螺距与螺距角
　　1、半径r小于螺旋桨的共轴，圆柱面与叶面的交线为一螺旋线，其旋转一周的移动距离为螺距P。
　　2、将圆柱面展开为一矩形，则其节线与底线的夹角为螺距角θ。


　　四、等螺距螺旋桨与变螺距螺旋桨
　　1、等螺距螺旋桨——桨叶各半径处螺距相等。
　　2、变螺距螺旋桨——桨叶各半径处螺距不等。



　　五、桨叶的切面形状

　　运输船舶桨叶的切面形状一般为机翼形；
　　大载荷螺旋桨桨叶的切面形状一般为、圆背形。

一、机翼的几何要素
　　1、翼展(l)
　　2、翼弦(b)
　　3、展弦比(λ=l/b)
　　4、厚度比(δ=e/b)
　　4、翼面积
　　5、迎角(α)——来流与翼弦线的夹角


　　二、升力与阻力

一、敞水变沉试验

　　二、推力和扭炬下降的原因
　　1、兴波 2、吸入水面空气 3、叶梢出水

船舶摇荡运动的形式：
　　1、纵荡
　　2、横荡
　　3、垂荡
　　4、横摇
　　5、纵摇
　　6、首摇

一、波浪简介

一、舭龙骨

　　属被动式水动力减摇装置，结构简单，费用地，效果好。但吃水差大时航行阻力大。
　　二、防摇鳍
　　根据机翼原理，在专门的动力、传动和控制装置作用下产生水动力矩，对抗波浪干扰力矩。


　　三、减摇水柜
　　通过调节左右两侧水柜的水量，产生减摇力矩以达到减摇目的。
　　1、被动式：通过调节水流通道流速进行控制。
　　2、主动式：依靠水泵和自动控制设备进行控制。