船舶稳性

按倾斜方向分类

横稳性：系指船舶在横倾力矩的作用下，饶纵向X轴的横向倾斜称为横倾，船舶在横倾时的稳性称为横稳性。

纵稳性：指船舶在纵倾力作用下，绕横向Y轴的纵向倾斜称为纵倾，船舶在纵倾时的稳性称为纵稳性。

按倾角大小分类

按船舶倾角大小，可分为初稳性（小倾角稳性）和大倾稳性

按作用力矩的性质分类

静稳性：指船舶在倾斜过程中，不计及角加速和惯性矩时的稳性。它是研究倾斜力矩和稳性力矩之间的静平衡问题。

动稳性：指船舶在动力作用下倾斜时，及计角加速或角速度的倾斜称为动力倾斜。船舶在动力倾斜时的稳性称为动稳性。它是研究倾斜力矩所作功和稳性力矩所作功之间的动平衡问题。

按船舱是否进水分类

船体在完整状态的稳性称为完整稳性；船体破损进水后的稳性称为破损稳性，研究破损稳性对海难应急意义重大。

船舶重心：船舶（包括货物）重力作用的中心，通常以G表示。

船舶稳心：船舶正浮时浮力作用线和倾斜后浮力作用线的交点，通常以M表示。

稳性力臂：船舶中心G至倾斜后浮力作用线的垂直距离，以GZ表示。

船舶排水量，以Δ表示。所以，船舶受外力矩作用发生倾斜后，产生的复原力矩Ms大小为

Ms=Δ*GZ ①

船舶在小倾角条件下，GZ=GM*sinΘ ②

GM为船舶重心与稳心之间的垂直距离；Θ为船舶横倾角，通常在0°--15°范围内适用。因此，横倾角在该范围内时的GM值称为初稳性高度。

由①， ②式可知，在小倾角条件下，船舶的排水量Δ及GM值共同觉定了船舶的复原能力。在实践中，许多海员只注意到了GM值大小却忽略了排水量Δ的巨大影响。

在大倾角条件下（Θ超过15°）因为船舶稳心M位置变化很大，②式就不适应了，复原力矩需要用另外的方法求取（因需要具体船舶的技术资料就不详述了）。2100433B

船舶在停泊或航行中，经常遇到风浪等各种外力的干扰，船舶平衡状态会破坏。船舶在受到外力矩作用下发生倾斜，此时，具有适当稳性的船舶会在浮力和自身重力的共同作用下，船舶将产生复原力矩以抵消外力矩的作用以免倾斜继续扩大。当外力矩消除后，复原力矩使船舶（经过一定的周期性摇摆）恢复到原先的平衡位置。船舶的这种复原能力就是我们所研究的船舶稳性问题。

在航运实践中，船舶稳性的好坏并不是简单的凭船舶的这种复原能力大小来判断。任何时候，船舶都需要结合自身及环境因素，保留一个适当的稳性。

稳性（stability）是指船舶在外力矩（如风、浪等）的作用下发生倾斜，当外力矩消除后能自行恢复到原来平衡位置的能力。船舶的稳性对其安全性和使用性均有重要的影响，且受稳性规范的约束，是设计中要很好处理的一项重要技术性能。

稳性衡准数K是对船舶稳性的重要基本要求之一。规则规定：船舶在所核算的各种装载情况下的稳性，应符合下不等式

稳性衡准数K=

最小倾覆力矩：船舶在最危险情况下抵抗外力矩的极限能力

风压倾斜力矩：恶劣海况下风对船舶作用的动倾力矩

所谓稳性校核就是判断K是否大于1。K≥1表示了风压倾斜力矩小于使船舶倾覆所必须的最小倾覆力矩（至多是相等），所以船舶不至于倾覆，因而认为具有足够的稳性。

《国内航行海船法定检验技术规则》（2011）规定了各类排水型海船的完整稳性衡准，包括适用于所有船舶的基本稳性衡准及特殊船舶稳性衡准，适用于不包括帆船、机帆船、非营业游艇的各类排水型民船。

稳性衡准数适用于所有船舶的基本完整稳性衡准要求

①稳性衡准数K₁应符合下列要求：

②初稳性高度应不小于0.15m。

③横倾角等于或大于30°处的复原力臂应不小于0.2m，如船体进水角小于30°，则进水角处的复原力臂应不小于该规定值。

④船舶最大复原力臂所对应的横倾角应不小于25°，如进水角

⑤当船舶的船宽与型深比B/D大于2时，最大复原力臂所对应的横倾角可减小，减小值

B——船舶型宽，m，当B/D>2.5时，取B/D=2.5；

K——稳性衡准数，当K>1.5时，取K=1.5。

稳性衡准数最小倾覆力臂

最小倾覆力臂

如图1所示，将动稳性曲线向θ轴负值方向对应延伸，在θ轴上自原点向θ轴负方向取等于所算得的横摇角θ₁的一点，经此点向上作θ轴的垂直线，与动稳性曲线交于A点，由A点作动稳性曲线的切线，再经A点作一直线平行于θ轴，自A点起，在此直线上量取等于1rad(57.3°)的一段长度得B点，由B点向上作AB线的垂直线，与上述的切线相交与C点，则线段BC为最小倾覆力臂

动稳性曲线因进水角

稳性衡准数风压倾侧力臂

风压倾侧力臂

A_f——船舶受风面积，m²；

Z——计算风力作用力臂，m；

△——所核算装载情况下船舶排水量，t。

计算风力作用力臂Z为在所核算装载情况下，船舶正浮时受风面积中心至水线的垂直距离。受风面积中心应用通常确定图形形心的方法求得。

稳性衡准数横摇角

对圆舭型船舶，横摇角θ₁按下式计算：

①横摇角公式中系数C₁的计算。

计算横摇自摇周期

d——所核算装载情况下的型吃水，m；

B——不包括船壳板的最大船宽，m；

KG——所核算装载情况下船舶重心至基线的垂向高度，m；

GM₀——所核算装载情况下船舶未计及自由液面修正的初稳性高度，m。

②横摇角公式中系数C₂的计算：

当C₂>1时，取C₂=1.0；

当C₂<0.68时，取C₂=0.68。

③横摇角公式中系数C₃的计算。

按船舶的B/d值查表3可得次数C₃。

④横摇角公式中系数C₄的计算。

按船舶类型及舭龙骨尺寸查表4可得系数C₄。

⑤对折角线型船舶，横摇角θ₁应按下式计算：

稳性衡准数横摇加速度衡准数

江-海航行自航船舶当装载甲板货时，其所核算的各种装载情况下，横摇加速度衡准数K_a应符合下式要求：

对海上航行至近海航区或远海航区的船舶

对海上航行至沿海航区或遮蔽航区的船舶

θ₁——横摇角，按上文公式求得；