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[关键词]倾斜试验空船试验控制一次成功
中图分类号：O212.6 文献标识码：O 文章编号：1009―914X（2013）28―0545―01
由于构成船体重量的各个组成部分很多，如结构构件、机电设备、管系和舣装等等，对于每一项的重量和重心坐标均不容易准确计算，因而与船舶建成以后都要进行倾斜试验，以便获得可靠的重量和重心坐標的数据，用以计算船舶的性能，且为以后设计同类型船舶提供可靠的参数数据。
作为一个试验组织者应该能对倾斜试验的原理和标准熟记于心，在很多参考数据文献都详细介绍了计算原理和过程，但是一般数据都是数学模型，对于初学者不太好掌握。
一、倾斜试验原理
1、通过横倾角度计算初稳性高度
如图所示，当船舶正浮于水线WL时，其排水量为△。将船上重物水平横向移至B点距离为l，使船产生横倾角θ，并漂浮于新的水线W1L1。依据平衡条件，作用于船上的横倾力矩和回复力矩相等，并求得船舶的横倾角为tgθ=pl/△h。h为初稳性高度，横倾角θ可以用摆锤法求出tgθ=K/λ，K为摆锤移动距离，λ为线到标尺的距离。
2、初稳性高度公式
GM=KM-KG
KM为浮心高度，可以通过静水力表查出；
KG为船的重心；
GM为初稳性高度，等于h，反推公式，h可以由测量的摆锤移动距离、移动重物的力矩和船的吃水求出。
初稳性高度公式是计算船舶重心的基本公式，船舶的实际重心可以通过其计算得出，试验测量数值和静水力表是计算的资料依据。
二、倾斜试验的静水力计算
1、静水力表
船舶在正浮状态的浮性参数和初稳性参数与吃水之间的函数关系以及船型系数与吃水之间的函数关系通过列表得出，称为静水力表。静水力表可以查出船的排水量，浮心纵向坐标、浮心垂向坐标，每厘米吃水吨数，每厘米纵倾力矩等。
采用求平均值计算方法如下：
1）先依据平均吃水的整位来查表
2）纵倾计算平均值，由倾斜高度乘以平均值
3）水尺高度计算平均值，由中间高度乘以平均值
例：已知DM=2.918M，Trim by stern -1.457M
● 先依据2.9米，尾倾-1.5米，查出11364.2吨。
● 再查每厘米吃水吨位表，用2.9米尾倾-1.5米得出43.5T/CM，再用△V=43.5*1.8=78.3吨。
● 求出尾倾-1.5~-1.0米之间的平均吨位，（11451.7-11364.2）/500=0.175T/mm，-1.457与-1.5之间差43mm，则△T=0.175*43=7.525T。
● 总排水量V=11364.2+78.2+7.525=11450.025吨。
● 由于试验的密度与静水力表的计算密度不一样，存在差值D=△*（ρ-1.025）/1.025。
2、平均吃水计算
水尺的吃水情况往往反映的不是艏柱、艉柱、船舯处，需要进行换算，换算公式：设定LX为水尺分别距艏柱F、船舯M、艉柱A的长度，水尺在前长度为正，否则为负。
Ta=Tao+LA（Tao-Tfo）/LBP- T龙骨
Tm=Tmo+LM（Tao-Tfo）/LBP- T龙骨
Tf=Tfo+LF（Tao-Tfo）/LBP- T龙骨
修正后的平均吃水为：TP=（Tf +6 Tm+ Ta）/8
该计算方法对纵倾角度有不大于0.5度的要求，还需要计算纵倾角度，ψ=tg-1[（Tf -Ta）/LBP。
三、船舶倾斜试验的状态计算
1、一般船舶在水中都是艉倾状态，高度差超出1%船长即不符合试验要求，因此需要计算液舱压载状态。力矩平衡是方法，将试验时的船舶的重量力矩统计清楚，液舱依据舱容表计算，空船的理论重心可以查阅装载手册。
2、纵倾力矩计算，是预测首尾吃水的关键，求出船舶试验时的总力矩，除以排水量可以求出重心的纵向值，查静水力表可求出浮心纵向值，以及每厘米纵倾力矩。△T=[（XG-XC）△]/100MCT，△T为纵向高度差。
3、自由液面的修正
在试验的过程中，难免有些小的油舱与液舱存在残留的液体，就需要进行自由液面的修正，但是大的压载舱必须保证不存在自由液面，可以通过压水在透气帽中可见作为压满标准。
自由液面的对初稳性高度休整计算：h=ρ*IMOM。
四、船舶倾斜试验的注意点
1、多余和不足重量统计，必须列出三向坐标，一些小的深舱无法清空液体，则需要修正自由液面的力矩。自由液面不能存在于大的液舱，在誓言状态下，产生很大的力矩，将直接影响试验的准确性，例：曾经有一条船，艏尖舱差250mm满舱，结果造成重心高度偏高650mm，超出误差范围，试验重做。在船舶基本完工的情况下，多余和不足重量对试验的影响不大，主要用途可以来配合计算船舶重量，但是空船重量不能完全靠它调整，其目的是向船东、船检报验微调船舶重量。自由液面对初稳性高度的修正不能大于50mm。
2、试验区域水的密度测量也非常重要，一定注意密度计的最小刻度，如果少读一位，将会造成上百吨的重量错误，一般密度计都精确到0.001。
3、试验要注意尽量不使用船上的压载系统，如果确定要用，需要将所有需清空压载舱的吸口都用盲板堵住，因船上压载泵流量大，在压满水后关泵会有回流现象，所以需要有外加小泵来消除回流导致地压载舱的自由液面。
4、移动重物的堆放位置，在试验中移动力臂的准确与否直接影响重心高度，所以摆放位置准确至关重要。
5、读吃水，船舶的空船重量在看水尺时最关键，因为水产生的波浪影响到看吃水的准确性，一般在试验前预先读一遍，才能保证吃水能不出问题。
五、船舶倾斜试验的计算
1、计算平均吃水
2、摆锤角度与力矩计算8次平均值，h=pl/[△（K/λ）]
3、初稳性高度公式可以求出重心，需要修正自由液面。
4、重心纵向位置LCG=LCB+（KG-KB）*T/LPP
5、重心横向位置TCG=GM0*（DPORT-DSTBD）/B
参考文献
[1] 《船舶静力学》主编：蔡岭梅王兴权杨万柏
中图分类号：O212.6 文献标识码：O 文章编号：1009―914X（2013）28―0545―01
由于构成船体重量的各个组成部分很多，如结构构件、机电设备、管系和舣装等等，对于每一项的重量和重心坐标均不容易准确计算，因而与船舶建成以后都要进行倾斜试验，以便获得可靠的重量和重心坐標的数据，用以计算船舶的性能，且为以后设计同类型船舶提供可靠的参数数据。
作为一个试验组织者应该能对倾斜试验的原理和标准熟记于心，在很多参考数据文献都详细介绍了计算原理和过程，但是一般数据都是数学模型，对于初学者不太好掌握。
一、倾斜试验原理
1、通过横倾角度计算初稳性高度
如图所示，当船舶正浮于水线WL时，其排水量为△。将船上重物水平横向移至B点距离为l，使船产生横倾角θ，并漂浮于新的水线W1L1。依据平衡条件，作用于船上的横倾力矩和回复力矩相等，并求得船舶的横倾角为tgθ=pl/△h。h为初稳性高度，横倾角θ可以用摆锤法求出tgθ=K/λ，K为摆锤移动距离，λ为线到标尺的距离。
2、初稳性高度公式
GM=KM-KG
KM为浮心高度，可以通过静水力表查出；
KG为船的重心；
GM为初稳性高度，等于h，反推公式，h可以由测量的摆锤移动距离、移动重物的力矩和船的吃水求出。
初稳性高度公式是计算船舶重心的基本公式，船舶的实际重心可以通过其计算得出，试验测量数值和静水力表是计算的资料依据。
二、倾斜试验的静水力计算
1、静水力表
船舶在正浮状态的浮性参数和初稳性参数与吃水之间的函数关系以及船型系数与吃水之间的函数关系通过列表得出，称为静水力表。静水力表可以查出船的排水量，浮心纵向坐标、浮心垂向坐标，每厘米吃水吨数，每厘米纵倾力矩等。
采用求平均值计算方法如下：
1）先依据平均吃水的整位来查表
2）纵倾计算平均值，由倾斜高度乘以平均值
3）水尺高度计算平均值，由中间高度乘以平均值
例：已知DM=2.918M，Trim by stern -1.457M
● 先依据2.9米，尾倾-1.5米，查出11364.2吨。
● 再查每厘米吃水吨位表，用2.9米尾倾-1.5米得出43.5T/CM，再用△V=43.5*1.8=78.3吨。
● 求出尾倾-1.5~-1.0米之间的平均吨位，（11451.7-11364.2）/500=0.175T/mm，-1.457与-1.5之间差43mm，则△T=0.175*43=7.525T。
● 总排水量V=11364.2+78.2+7.525=11450.025吨。
● 由于试验的密度与静水力表的计算密度不一样，存在差值D=△*（ρ-1.025）/1.025。
2、平均吃水计算
水尺的吃水情况往往反映的不是艏柱、艉柱、船舯处，需要进行换算，换算公式：设定LX为水尺分别距艏柱F、船舯M、艉柱A的长度，水尺在前长度为正，否则为负。
Ta=Tao+LA（Tao-Tfo）/LBP- T龙骨
Tm=Tmo+LM（Tao-Tfo）/LBP- T龙骨
Tf=Tfo+LF（Tao-Tfo）/LBP- T龙骨
修正后的平均吃水为：TP=（Tf +6 Tm+ Ta）/8
该计算方法对纵倾角度有不大于0.5度的要求，还需要计算纵倾角度，ψ=tg-1[（Tf -Ta）/LBP。
三、船舶倾斜试验的状态计算
1、一般船舶在水中都是艉倾状态，高度差超出1%船长即不符合试验要求，因此需要计算液舱压载状态。力矩平衡是方法，将试验时的船舶的重量力矩统计清楚，液舱依据舱容表计算，空船的理论重心可以查阅装载手册。
2、纵倾力矩计算，是预测首尾吃水的关键，求出船舶试验时的总力矩，除以排水量可以求出重心的纵向值，查静水力表可求出浮心纵向值，以及每厘米纵倾力矩。△T=[（XG-XC）△]/100MCT，△T为纵向高度差。
3、自由液面的修正
在试验的过程中，难免有些小的油舱与液舱存在残留的液体，就需要进行自由液面的修正，但是大的压载舱必须保证不存在自由液面，可以通过压水在透气帽中可见作为压满标准。
自由液面的对初稳性高度休整计算：h=ρ*IMOM。
四、船舶倾斜试验的注意点
1、多余和不足重量统计，必须列出三向坐标，一些小的深舱无法清空液体，则需要修正自由液面的力矩。自由液面不能存在于大的液舱，在誓言状态下，产生很大的力矩，将直接影响试验的准确性，例：曾经有一条船，艏尖舱差250mm满舱，结果造成重心高度偏高650mm，超出误差范围，试验重做。在船舶基本完工的情况下，多余和不足重量对试验的影响不大，主要用途可以来配合计算船舶重量，但是空船重量不能完全靠它调整，其目的是向船东、船检报验微调船舶重量。自由液面对初稳性高度的修正不能大于50mm。
2、试验区域水的密度测量也非常重要，一定注意密度计的最小刻度，如果少读一位，将会造成上百吨的重量错误，一般密度计都精确到0.001。
3、试验要注意尽量不使用船上的压载系统，如果确定要用，需要将所有需清空压载舱的吸口都用盲板堵住，因船上压载泵流量大，在压满水后关泵会有回流现象，所以需要有外加小泵来消除回流导致地压载舱的自由液面。
4、移动重物的堆放位置，在试验中移动力臂的准确与否直接影响重心高度，所以摆放位置准确至关重要。
5、读吃水，船舶的空船重量在看水尺时最关键，因为水产生的波浪影响到看吃水的准确性，一般在试验前预先读一遍，才能保证吃水能不出问题。
五、船舶倾斜试验的计算
1、计算平均吃水
2、摆锤角度与力矩计算8次平均值，h=pl/[△（K/λ）]
3、初稳性高度公式可以求出重心，需要修正自由液面。
4、重心纵向位置LCG=LCB+（KG-KB）*T/LPP
5、重心横向位置TCG=GM0*（DPORT-DSTBD）/B
参考文献
[1] 《船舶静力学》主编：蔡岭梅王兴权杨万柏