一般船舶的悬挂重量有各种类型,如船舷上悬挂的救生艇,吊杆上装、卸载的货物,渔船用吊杆拖动的渔网,以及未加固定的悬挂重量等,但它们都可以统一看成绕悬挂点转动的重量,在船舶倾斜过程中它们对船舶稳性会产生不利的影响。
设舰艇浮于WL水线处,有一未加固定的悬挂于A点的重物q,其重心位于B点,悬线长l,如图3-22所示。当舰艇横倾一小角度φ后,重物q重心自B点移至B1点。若在B点加上一对大小相等、方向相反的共线力q,则可以将悬挂重量q的影响看作舰艇的重心不变,但增加了一个横倾力矩,即
故舰艇在横倾φ角时的实际复原力矩为
所以舰艇实际的横稳性高为
由式(3-79)可见,悬挂重量使横稳性高减小了ql/P。与载荷铅垂移动对横稳性高影响的计算公式比较,可以看出这个影响相当于把载荷q的重心自B点垂向移至悬挂点A,故A点称为悬挂重量的虚重心。
当舰上有起重机吊起甲板上(或舱内)的载荷时,载荷一离开甲板,也就是在载荷由固定变为悬挂载荷的一瞬间,横稳性高立即按式(3-79)所示规律减小,而只要悬挂点本身的位置不变,那么在载荷继续升高的过程中,横稳性高将不再改变,因为在这一过程中起作用的始终是虚重心,而不是实际重心。
图3-22 悬挂载荷
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图3-23 舰艇悬挂小艇
例3-5 求舰艇用吊杆吊起质量为8.00 t的小艇时的横倾角(见图3-23)。已知舰艇排水量Δ=3000 t,吃水T=3.50 m,吊杆的外伸长度b=8.0 m,吊杆顶端在水线以上的高度l=12.0 m,原横稳性高h=0.75 m。
解 小艇一离开水面,其虚重心即达到吊杆顶端,故用吊杆吊起小艇可看成是舰上增加了一个固定载荷,其重心高度为
应用增加小量载荷对初稳性影响的计算公式,得
(式中ΔT较小,可以略去。)
横倾角为
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