更新时间:2022-08-25 14:07
船舶漂浮在水面上,假设平贴着水面对船体做一个切面,其所得就是船舶的水线面。因为这是个虚构的切面,如果从数学的几何概念来看,它没有重量,因此也没有“重心”。然而为了便于理解,我们可以把这个切面想象成一个非常薄的均匀的有重量的切面。而力学中对物体的几何中心和重心的关系是这样描述的:均质物体的重心位置完全决定于物体的几何形状,与物体的重量无关。这时物体的重心就是物体几何形状的中心——形心。由于水线面完全可以看做一层均匀物质,所以其几何面积的中心即形心与其重心也应该是重合的。
船舶的水线面图:
船舶左右是完全对称的,因此其漂心肯定在其中线上,即 轴上。而漂心 与舯部 的距离就是漂心距LCF。漂心位置的确定方法一般有两种:计算法和实验法。
如图《计算法》所示,因为漂心厂肯定在 轴上,所以只需用积分法求得*即可。根据相应的水线面的理论型线图的半宽尺寸,以及表载等距离横剖线的间隔,以船中分别向首尾分成若干个小块。分别用 。表示每一小块的面积。根据力学中面积中心的普遍公式可求得漂心 所在 轴的位置。
把水线面图按比例剪出一个纸板,任意悬挂其一点A,根据二力平衡条件,重心必定在沿着A点的铅垂线上,由于船舶左右是完全对称的,因此其重心在其中线即轴上,所以过A点的铅垂线与轴的交点即为纸板的重心也就是相应水线面漂心。如图《实验法》所示。
较大的散货船采用无尾柱的结构,尾垂线落在舵杆中心,而首垂线则在船首柱和夏季满载水线的交点。从散货船的尾部结构来看,舵杆前方要安装螺旋桨并留出必要安全位置,需要较大的空间;在航行中,螺旋桨的高速旋转,把水向后推,从而船舶获得向前的推力;由于此处的水流速度相当高,为了减少航行中水的紊流及防止尾部产生漩涡,一般后部船体接近螺旋桨位置做成渐变收缩,靠近螺旋桨的地方几乎变成尖的。由于上述结构特点,在轻船状态(指货舱无货并且正常的加载压载水的情况)下,尾部的水线离尾垂线前很远的距离处收缩,尾顶端离尾垂线的距离有数米远;而前缘部分的结构收束比尾部强,首柱一般离首垂线不远,大部分的船舶为了减少航行阻力,在船首首柱前做个球鼻首,轻船状态时,船艏的水线绕着球鼻首,而这部分水线又在船首垂线之前,这样漂心位置前移更多。因此,轻船时,水线面积的中心肯定在船舯前,也就是说漂心肯定是在船舯前。随着吃水的增加,船首结构变化一般比较较小,也就是说,船首的水线面积变化不会太大,而船尾水线面积随吃水的增加而后移并变宽变的风险应该受到重视。
无论在静水力表中对漂心符号如何标定,只要漂心距船舯距离的数字的绝对值随着吃水的增加逐渐变小, 漂心就是在舯前的,计算时采用负值;漂心距船舯距离的数字的绝对值随着吃水的增加逐渐变大,漂心就是在舯后的,计算时采用正值。当然,这个结论仅对大部分的散货船来而言,对于一些特殊的散货船我们还是要结合具体情况来进行漂心符号的判别。