舰艇第一类舱浮态与初稳性计算

1.采用重量增加法计算

对于这类舱室，用重量增加法比较方便，可以应用第3章中的有关结论。

如图6-3所示，舰艇在舱室浸水前浮于水线WL处，艏、艉吃水分别为Tf、Ta，重量为P，横稳性高为h，纵稳性高为H，水线面面积为Sw，漂心纵向坐标为xf。设浸水舱的体积为v，其中心在b（xv，yv，zv）处，可把该舱进水看成是在b处增加了重量为q=ρgv的液体载荷，但没有自由液面。由此可得出舱室浸水后舰艇的浮态和稳性相关计算式。

图6-3　第一、二类舱浮态与初稳性

1）平均吃水的改变量

平均吃水改变量的计算式为

2）新的横稳性高

新的横稳性高的计算式为

3）新的纵稳性高

新的纵稳性高的计算式为

4）横倾角与纵倾角

横倾角与纵倾角的计算式为

5）艏、艉吃水

艏、艉吃水的计算式为

以上各公式中的符号与第3章所采用的相同，这里不再重复说明。

2.采用损失浮力法计算

1）平均吃水的改变量

由图6-3可见，舰艇由破损前水线WL平行下沉至水线W1L1处，浮力损失是失去了破损舱浸水体积v造成的，损失的浮力大小为q=ρgv，增加的浮力则是水线WL与水线W1L1之间的排水体积ΔT·Sw，浮力大小为ΔT·ρgSw，增加的浮力和损失的浮力应大小相等，于是得平均吃水改变量为

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2）新的横稳性高

横稳性高的改变量应为

在损失浮力法中，破损前后舰艇重量和重心不变，因此重心高度改变量Δzg=0。稳心半径的改变量则为

在直舷假定下，破损前后水线面面积大小和形状不变，因而有Ix1-Ix=0，所以Δr=0。

浮心高度的改变量则根据体积静矩来确定：水线W1L1下提供浮力的体积大小仍为V，它由水线WL与水线W1L1之间的排水体积ΔT·Sw（=v）和水线WL下排水体积V之和扣除破损舱浸水体积v得到，这三部分体积中心高度分别是T+、zb和zv，这三部分体积对通过原排水体积中心B的水平面取体积静矩，则应等于破损水线W1L1下提供浮力的排水体积相应的静矩，即

所以

将式（6-8）代入式（6-7）中，得到横稳性高的改变量：

所以

3）新的纵稳性高

与新的横稳性高计算类似，可得新的纵稳性高为

4）横倾角与纵倾角

横倾角与纵倾角的计算式为

5）艏、艉吃水

艏、艉吃水的计算式为

应该指出：用由上述两种方法推导出的横稳性高公式（式（6-2）与式（6-9））计算，所得结果不相等，这是因为稳性高是与单位排水量有关的稳性系数，重量增加法对应的排水量为P+q，损失浮力法对应的排水量是P。但是采用上述两种方法时，复原力矩、横倾角、纵倾角，以及舰艇艏、艉吃水的计算结果完全一致。