舰艇静力学与快速性：均衡计算和力矩变化

潜艇在航行中，由于重力或浮力的变化，原来的水下平衡状态被破坏，在用浮力调整水舱和艏、艉均衡水舱进行均衡前需先进行计算，确保均衡后潜艇能达到水下平衡。采取均衡措施前的计算称为均衡计算。

潜艇每次出航之前都要进行均衡，在航行中根据需要也要随时进行均衡。为了迅速进行均衡，在艇上一般都有专门的计算表格用于均衡计算。下面通过实例来介绍均衡计算。

例5-3　某艇前次均衡是在10月20日6时进行的，当时海水密度ρ1=1.010 t/m3，艇上装有正常储备量的燃油（ρf=0.845 t/m3）。该艇在水上全速航行12小时后到达海水密度为ρ2=1.015 t/m3的海区，准备紧急下潜。为了保证满足水下平衡，先进行均衡计算。

为简便起见，表5-2中只列出了有变化的载荷项，并采用质量和质心来进行计算。

表5-2　均衡计算表

（1）2号燃油舱：

消耗燃油质量为

质量变化

纵倾力矩变化

注意：燃油消耗后，燃油舱内将自动补偿等体积的海水。

（2）3号润滑油舱：

质量变化

纵倾力矩变化为(www.xing528.com)

（3）4号淡水舱：

载荷变化

纵倾力矩变化

（4）海水密度变化的影响：

已知艇的排水体积为1300 m3，固定浮容积中心纵坐标为0.76 m，则质量变化

纵倾力矩变化

（5）根据表中计算结果进行均衡。

由计算知重力浮力差为-6.73×103 tf·m，负号表示浮力大于重力，艇轻，纵倾力矩为28.99 tf·m（艏倾）。

均衡方案：在1号浮力调整水舱注水6.73 t，于是

再从艏均衡水舱向艉均衡水舱调水q，以消除58.27 tf·m的纵倾力矩，令q×l=ΔM，调水量为q=ΔM/l=58.27/50.04 t=1.16 t。