舰艇静力学：船形稳性臂插值曲线，最新成果

如前所述，一条静稳性曲线仅对应于一定的载重状态，即对应于一定的排水量及重心高度。如果排水量和重心高度改变了，静稳性曲线也就不同了。对于设计资料齐全的舰艇，通常标准排水量、正常排水量、满载排水量等典型的载重状态下的静稳性曲线是已经作好的，但是舰艇在服役中可能遇到各种各样的载重状况，而绘制各种载重状态下的静稳性曲线又是一件颇费事的工作。为了能很方便地得到任何一种载重状态下的静稳性曲线，设计部门往往事先作出一套船形稳性臂插值曲线。

根据对复原力矩的分析（见图4-2），对于特定的舰艇，其复原力矩（力臂）取决于排水体积V、重心高度zg和横倾角φ，即

若把复原力臂分成船形稳性力臂和重量稳性力臂，则影响船形稳性力臂的因素只有排水体积V和横倾角φ，即

令排水体积取一系列固定值V=V1，V2，…，Vm，根据船体型线图计算不同横倾角φ下楔形体积移动产生的力矩（力臂），作出以横倾角为横坐标轴、以船形稳性力臂为纵坐标轴的船形稳性力臂lf=f（V=const，φ）等值曲线，或令横倾角取一系列固定值φ=φ1，φ2，…，φk，改变排水体积，由船体型线图计算等横倾角的船形稳性力臂lf=f（V，φ=const），作出等值曲线，如图4-3所示。

图4-3　船形稳性力臂插值曲线

以上两种等值曲线都称为船形稳性力臂插值曲线。有了上述任何一种形式的船形稳性力臂插值曲线，根据舰艇在各种装载情况下的排水量及其重心高度，再按下式即可快速计算舰艇的复原力臂：

(www.xing528.com)

例如，已知舰艇的船形稳性力臂插值曲线如图4-3（b）所示，欲求排水体积为V=V1时的复原力臂。先根据排水体积在静水力曲线图上确定正浮时的浮心垂向坐标zb，并由装载状况确定重心高度zg，再从图4-3（b）上查出对应排水体积V1的各个横倾角下的船形稳性力臂值，填入表4-1，按表4-1计算复原力臂。据此即可绘制舰艇在某一装载情况下的静稳性曲线。

表4-1　利用船形稳性力臂插值曲线计算复原力臂表

设计部门往往假定舰艇的重心在某一位置，作出船形稳性力臂laf的插值曲线（称为条件船形稳性力臂插值曲线），并且通常假定重心在基平面上，即zg=0。所以有

于是，由条件船形稳性力臂插值曲线计算复原力臂时，因

使用时可免去从静水力曲线图上查取浮心垂向坐标zb的步骤。

最后应该指出，以上所讲任意载重状态均仅限于正浮状态。