舰艇稳定性评估：平衡位置与静力学

设舰艇重量为P，重心在G点，正直漂浮于水线WL处，浮力为ρgV，浮心在B点。根据平衡条件，这时重量P等于浮力ρgV，重心G和浮心B在同一条铅垂线上。若舰艇等体积倾斜一小角度φ，达到水线W1L1，如图3-7所示，这时认为舰艇的重力大小不变，重心位置不变，重力垂直于水线W1L1。由于是等体积倾斜，故浮力ρgV大小不变，浮心由B移动到B1，浮力作用线垂直于水线W1L1。

图3-7　平衡位置稳定性判断

从图3-7中可以看出，虽然重力P和浮力ρgV仍然保持大小相等、方向相反，但却因浮心移动，二力作用线不在同一条铅垂线上，形成力偶矩，即复原力矩。对于图3-7（a）所示情况，该复原力矩的作用将使舰艇重新回到原来的平衡位置，根据平衡位置稳定性的定义，原平衡位置是稳定的。而图3-7（b）所示情况相反，倾斜后重力和浮力所构成的复原力矩方向是和倾斜方向一致的，在此复原力矩的作用下，舰艇将继续倾斜，不能回到原来平衡位置，因此原平衡位置是不稳定的。图3-7（c）所示情况较特殊，重力和浮力作用在同一条铅垂线上，舰艇不会回到原平衡位置，也不会继续倾斜，这时称舰艇在原平衡位置的平衡状态为中性平衡，或称为随遇平衡。

分析图3-7（a）、（b）所示两种情况的差别，将倾斜后浮力作用线延长，使其和原来的浮力作用线相交于M点（稳心），可以发现：(www.xing528.com)

（1）当稳心M在重心G之上时，复原力矩和倾斜方向相反，舰艇原平衡位置稳定；

（2）当稳心M在重心G之下时，复原力矩和倾斜方向相同，舰艇原平衡位置不稳定；

（3）当稳心M与重心G重合时，复原力矩为零，舰艇在原平衡位置处于随遇平衡状态。

因此，可以根据稳心M和重心G的相对位置判断舰艇在平衡位置的稳性。舰艇的纵向稳定性问题与横向稳定性问题类似，这里不赘述。