重心纵向坐标
船舶在重力场中,物体处于任何方位时所有各组成支点的重力的合力都通过的那一点成为船的重心。船舶重心至中线面的距离成为船重心横向坐标。
基本信息
- 中文名
重心纵向坐标
- 相关领域
船舶工程
- 所属类别
专业术语
船的重心坐标
船舶重心G的坐标如图所示,坐标原点规定为中纵剖面基线上船长(通常指Lpp)中点O处。重心的纵向坐标用XG示;重心的横向坐标用YG表示,因通常船的左右舷重量分布是对称的,故一般YG=0(这一点总布置时应注意);重心的垂向坐标(即重心在基线以上的高度ZG)习惯上用KG表示。因此,船舶的重心估算,主要是指船重心的纵向坐标XG和垂向坐标ZG的估算。XG的估算关系到船的浮态,即影响船的纵倾;ZG的估算则影响船的稳性,这涉及到船舶的安全性,必须重视,如果估算不准,尤其是对于稳性富余不多的船舶,重心估算过低会带来严重的后果。
船作用重心及其估算
达到稳定运行姿态的首要条件是对重心的力平衡,即不同力对船重心的合力矩为零。作用在地效翼船上的力包括静浮力、气垫静压力、船的重力、空气螺旋桨或喷射推进器的推力、水动升力和阻力以及气动升力和阻力。
不同模式的力平衡如下:
(1)船体排水航行:在船纵倾或横倾时,船体和侧浮体(CB)的浮力提供对船重心的纵向和横向扶正力矩一船必须有正稳性高GM,当有风浪扰动时能够恢复稳定浮态。
(2)地面或其他刚性表面以上(动力气垫地效翼船或动力气垫船)低速运行:船的纵、横向重心位置与主翼下的气垫静压心(CP)重合。船纵、横摇时,气垫压心移动并提供正的气垫稳心高。
(3)气垫支撑运行(或水上起飞前模式):船的重心需与作用在气垫压心(CP)、船体和侧浮体水动力中心(CH)、主翼和尾翼上气动升力中心上的升力合力作用中心相匹配。此外,气动和水动阻力产生的纵倾力矩需平衡,这样气动控制面可维持在中性角。
(4)水面上/陆上地效区内飞行:船的重心必须与主翼、尾翼、船体及侧浮体的气动升力中心一致。阻力引弓起的气动纵倾力矩应尽量小。
(5)水面上/陆上地效区外飞行:船的重心须与船的气动升力中心一致,气动纵倾力矩应尽量。
根据船舶重力及其分布确定其浮态
已知船舶重力及其分布确定其浮态的步骤如下:
(1)计算船舶的总重量及重心横向坐标和纵向坐标,利用排水量的一般计算方法计算船舶排水量、平均吃水、横倾角和纵倾角。
(2)利用型值表或符拉索夫图谱计算第(1)步中浮态下的排水量及浮心横向坐标和纵向坐标。
(3)如果新排水量大于原排水量,则平行下移水线;如果新排水量小于原排水量,则平行上移水线;移动量取1cm。重复第②步,直到新排水量与原排水量的差值小于排水量的0.1%。
(4)如果浮心横向坐标大于重心横向坐标,则左中吃水增加0.5cm,在中吃水减少0.5cm,重复第(2)步,如果浮心横向坐标小于重心横向坐标,则右中吃水增加0.5cm,重复第(2)步,直到浮心横向坐标与重心横向坐标差值小于1cm。
(5)如果浮心纵向坐标大于重心纵向坐标,则首吃水增加0.5cm,尾吃水减小0.5cm,重复第(2)步,直到浮心纵向坐标与重心纵向坐标差值小于1cm。
(6)重复第(3)、(4)、(5),直到新排水量与原排水量的差值小于排水量的0.1%,并且浮心横向坐标与重心横向坐标差值小于1cm、浮心纵向坐标与重心纵向坐标差值也小于1cm。
(7)将第(6)步所得排水量、首尾吃水和左右吃水作为船舶的浮态。