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橫傾角
鎖定
- 中文名
- 橫傾角
- 外文名
- heeling angle
- 定 義
- 船橫傾後水線面與正浮水線面交角
- 方 向
- 向右舷傾斜為正,向左舷傾斜為負
- 一級學科
- 船舶工程
- 二級學科
- 船舶原理
目錄
橫傾角橫傾
橫傾是艦體向一側傾斜斜的狀態。造成橫傾的原因主要是縱中剖面兩側積載不均或一側進水。橫傾後,艦體阻力增大,航速降低,舵面不再垂直於相對流向,轉船力矩減小,橫傾角越大,舵效越低。另外,橫傾後,兩側浸水面積不等,水動力合力作用點偏於一側,產生推艦艇向高舷一側偏轉的力矩;雙螺旋槳艦艇低舷一側的螺旋槳浸水深,效率高,推力略大於高舷螺旋槳,因此形成推力差,也產生向高舷偏轉的力矩。通常除方形艦首的特殊艦船在橫傾時,可能向低舷偏轉外,都有向高舷偏轉的現象。有橫傾的艦艇,在迴轉掉頭時,向舷高一側轉動比較靈活,迴轉直徑也較小。但總的來説,橫傾對艦艇操縱不利。
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橫傾角橫傾角分類
根據外力為靜力或動力產生橫傾,橫傾角分為船舶靜橫傾角和船舶動橫傾角。
橫傾角船舶靜橫傾角
船舶靜橫傾角,是指船舶在靜態力矩作用下產生的橫傾角。靜橫傾角一般按復原力矩等於橫傾力矩的平衡條件求得。過大的靜橫傾角容易使乘客驚慌,故規範對乘客集中一舷和船舶迴轉時的靜橫傾角加以限制,其允許的最大橫傾角稱為極限靜橫傾角。
[2]
橫傾角船舶動橫傾角
橫傾角船舶橫傾角的調整
船舶無論在港內還是在航行中,常常會出現橫傾。產生橫傾的原因有很多:貨物裝卸左右不對稱,油水使用不均衡,艙內貨物橫向移位以及使用船上重吊裝卸重大件貨物等。船舶初始橫傾角的存在會使穩性力臂降低,大傾角穩性變差。因此,由於船上載荷分佈左右不均衡造成的橫傾角,應從其產生的原因上加以消除:在做配積載計劃時應保證貨物載重量左右均衡分佈,船上油水艙位的安排及使用應左右均衡;艙內和甲板上裝載的貨物應做好綁紮,以防止貨物在船舶搖擺中移位。如果發生貨物移位也應努力恢復其原位。
但當用船上重吊裝卸重大件貨物時所產生的橫傾角,則無法通過其產生的途徑加以消除。為了防止船舶產生過大的橫傾角以致危及船舶安全,必須加以調整。
橫傾角船內移動貨物調整初始橫傾角
如圖1左圖所示,船舶排水量Δ,穩心M點,初始重心G點,偏離中線面,座標為Yg,船舶初始橫傾角θ,船舶初穩性高度為GM,GM=KM-KG。
在小角度橫傾時,浮力作用線通過穩心M,船舶處於平衡狀態,有
將船內一貨重P自q點水平移至q1點見圖1右圖。平移距離為
,船舶橫傾角減小至θ1,新的船舶重心G1的橫向座標Yg1,船舶達到新的平衡:
根據平行力移動原理有
式中:
——貨物水平橫移距離,
由式(1)、式(2)和式(3)得:
可以用力矩等效原則,解釋上式三部分的含義:ΔGMtanθ反映了初始狀態使船舶橫傾θ角的等效橫傾力矩大小,
反映了橫移貨物引起的橫傾力矩變化,ΔGMtanθ1反映了調整後,使船舶橫傾θ1角的等效橫傾力矩大小。
當θ=0時,即船舶初始正浮,橫向移動貨物產生橫傾角θ1角,有
與船內水平橫移貨物公式一致。
當θ1=0時,即將船舶自θ角調整至正浮位置,有
橫傾角少量裝卸貨物調整初始橫傾角
通過不對稱裝卸貨物同樣能達到調整船舶橫傾角得目的,如圖1左圖所示初始狀態,滿足平衡條件(式1),假使在q點處裝卸貨重P(圖3),貨物垂向座標為ZP,移動後船舶排水量為Δ1,重心為G1,初穩性高為G1M,移動後船舶靜止於橫傾角θ1處,新的初穩性高度G1M為
滿足平衡條件:
根據重心計算公式,船舶橫向座標滿足
由式(1)、式(6)和式(7)得
依然可以用力矩等效原則,解釋上式三部分的含義:ΔGMtanθ反映了初始狀態使船舶橫傾θ角的等效橫傾力矩大小,
反映了裝卸貨物引起的橫傾力矩變化,ΔGMtanθ1反映了調整後,使船舶橫傾θ1角的等效橫傾力矩大小。
當θ=0時,即船舶初始正浮,裝卸貨物產生橫傾角θ1角,有
可理解為船舶首先裝在與貨物等高的中線面處,船舶平行沉浮,初穩性高度變為,G1M然後平移至YP,產生橫傾角,而得到上式。
當θ1=0時,即將船舶自θ角調整至正浮位置,有