舷外水密度變化對船舶吃水差影響淺析
我們大家知道船舶在一定的裝載下﹐其吃水將隨着所經航區舷外水密度的變化而變化﹐同時大部分船舶的吃水差也可能產生變化。

這是由于船舶在一定裝載下﹐在不同的舷外水密度中所排開水的體積不同﹐而導致該裝載下浮心縱向距船中位置發生了變化而產生了吃水差的改變。

這對于大型深吃水﹑吃水受限制的船舶當由海水航區進入淡水航區是值得考慮的。

不能簡單地將船舶的前後吃水加上吃水變化量。

據筆者工作過多艘靈便型的船舶(排水量約50,000噸左右) 吃水差均會產生十幾厘米的變化。

其變化的情況不難從下面的關系式看出來﹕
1﹑當船舶裝載一定時﹐不管舷外水密度由ρ1變化到ρ2 ﹐船舶的排水量△不變﹔船舶的總重心距船中距離Xg也保持不變。

2﹑當船舶從舷外水密度ρ1 到舷外水密度ρ2 時﹐船舶所排開水體積則由V1變為V2。

即
V1 = △/ρ1 V2 = △ /ρ2
3﹑由于船舶排開水體積由V1變為V2﹐相應的船舶平均吃水便由d1變為d2 .。

因為δd = △* (ρs /ρ2–ρs /ρ1 ) / (100*TPC)(m)
所以d2 = d1+δd (m)
式中﹕ρs --- 標准海水的密度﹐等于1.025 (g/cm3)
δd -- 舷外水密度變化引起的平均吃水變化量(m)
TPC -- 密度變化時的厘米吃水噸數(t/cm)
4﹑由于船舶的平均吃水由d1變為d2﹐根據d1和d2在船舶靜水力參數圖(表) 查出相應的船舶浮心距船中的距離X b1和X b2 ,
據公式﹕t = △* (X g– X b ) / (100*MTC) (m)
式中﹕t -- 吃水差(m)﹔
Xb -- 浮心距船中的距離﹐船中前取正號﹐船中後取負號(m)﹔
Xg -- 重心距船中的距離﹐船中前取正號﹐船中後取負號(m)﹔
△ -- 船舶排水量(t) ﹔
MTC -- 相應排水量時的厘米縱傾力矩(9.81Kn. m/cm)
當船舶裝載一定時﹐排水量△保持不變。

而厘米縱傾力矩MTC主要隨排水量
△而變化的。

所以船舶在舷外水密度分別為ρ1和ρ2時﹐吃水差相應分別為t1和t2﹔即
t1 = △* (X g– X b1 ) / (100*MTC) (m)
t2 = △* (X g– X b2 ) / (100*MTC) (m)
5﹑船舶從舷外水密度ρ1到ρ2時吃水差的變化量δt為
δt = t2– t1= △* (X b1– X b2) / (100*MTC) = △*δX b /
(100*MTC) (m)
式中﹕δt -- 吃水差變化量(m)。

正數為浮心向尾移﹑首傾變化﹔負數為浮心向首移﹑尾傾變化(m)﹔
X b1﹑X b2- -分別為船舶在舷外水密度ρ1﹑ρ2時的浮心距船中距離﹐船
中前取正號﹐船中後取負號(m)﹔分別據d1﹑d2查取。

δX b = (X b1– X b2) -- 船舶從舷外水密度ρ1到ρ2時浮心縱向距船中距離的變化量(m) ;
正數為浮心向尾移﹐負數為浮心向首移。

(注意﹕有的靜水力參數資料中﹐採用船中前取負號﹐船中後取正號。

)
從上式中可以看出來﹐船舶在一定的裝載下從舷外水密度ρ1到ρ2時吃水差的變化量δt 主要隨浮心縱向距船中距離變化量δX b的變化而變化。

不同船型的船舶其浮心距船中的距離隨吃水的變化是不一樣的﹐這可以從靜水力參數圖(表)中看出來﹐從其變化率的大小也可以看出舷外水密度的變化對吃水差變化量影響的大小。

6﹑船舶從舷外水密度ρ1到舷外水密度ρ2後﹐考慮δt數值一般相對較小﹐漂心也較接近船中﹐可簡單地將吃水差變化量δt平均分配于船舶的前後吃水。

則船舶新的前後吃水分別為﹕
d F2 = d F1 +δd +δt / 2 (m)
d A2 = d A1 +δd -δt / 2 (m)
式中﹕d F1﹑d F2 -- 分別為舷外水密度ρ1﹑ρ2的首吃水(m) ﹔
d A1﹑d A2 -- 分別為舷外水密度ρ1﹑ρ2的尾吃水(m) ﹔。