舰艇初稳性计算方法及优势

在某些情况下，需要知道舰艇处于纵倾状态下的稳性，如舰艇下水以及舰艇进出船坞等时，通常要对其纵倾状态下的稳性进行校核计算。以下讨论舰艇处于纵倾状态时，其稳性高的计算方法和计算公式。

根据稳性高的定义，如图3-14所示，和正浮状态一样，纵倾状态下的稳性高仍可表示如下：

图3-14　纵倾状态下的初稳性高

式中　hθ、Hθ——纵倾θ角时的横、纵稳性高；

——纵倾状态下的横、纵稳心半径，且有

其中：Ixθ为纵倾水线WθLθ所在的水线面对纵向倾斜轴的面积惯性矩；Iyfθ为纵倾水线WθLθ所在的水线面对横向倾斜轴的面积惯性矩。

现取坐标系oxθyθzθ如图3-14所示，该坐标系与oxyz坐标系相比，只是将坐标平面xoz旋转纵倾角θ，故两坐标系之间的关系为

根据面积惯性的定义，纵倾水线面WθLθ对纵向倾斜轴的面积惯性矩积分式为

由式（3-21），同时注意在倾斜水线WθLθ下有dzθ=0，得

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将式（3-23）代入式（3-22），转换到oxyz坐标系下计算面积惯性矩，则有

式中　Ix——纵倾水线面在基平面上的投影对ox轴的面积惯性矩。

若将式（3-24）展开成梯形近似积分表达式，则有

此外，从图3-14可以得出

由的表达式及式（3-20a）、式（3-24）和式（3-26），得到纵倾状态下的横稳性高：

同理有

式中　Iyf——纵倾水线面在基平面上的投影对oyf轴的面积惯性矩。

由的表达式及式（3-20b）、式（3-24）、式（3-26）和式（3-28），可得

在舰艇下水时的稳性校核中，会遇到需计算舰艇纵倾条件下的横稳性高的情况，纵稳性高的计算则较少用到。