什么是船舶稳性?

[拼音]：chuanbo wenxing

[外文]：ship stability

船舶在使其倾斜的外力消除后能自行回到原来平衡位置的性能。根据倾斜方向，船舶有横稳性和纵稳性，后者一般不危及船舶的安全。根据所受外力性质及是否计及倾斜时的角速度和惯性，有静稳性和动稳性之分。

船舶在外力矩逐渐作用下的稳性。船上重物移动或在一侧装载少量货物引起的倾斜力矩可认为是逐渐作用的外力矩。受外力矩逐渐作用时船舶倾斜较慢，倾斜角速度可以忽略不计。根据倾角大小，可分为初稳性和大倾角稳性。

船舶作倾角小于 10°倾斜时的稳性，又称小倾角稳性。小角度倾斜是船在航行中经常发生的。此时，船舶有无稳性及稳性优劣决定于横稳心高度（又称初稳性高度），即从重心G到稳心M的垂直距离GM(图1)。

稳心M为船舶倾斜时，浮心移动轨迹的曲率中心，在小角度倾斜时，可视作是一个固定点。具有初稳性的船舶，倾斜后浮力能够与重力W构成一个使船回复的力矩，其值Mr=


·GM·sinθ。式中


为船舶的排水量；θ为倾角。横稳心高为正值，稳心在重心之上，GM值大，船舶的复原能力也大。但过大的横稳心高会使船舶在风浪中剧烈摇荡，使适航性变坏。因此，要选择适当。一般上限值取决于对船舶横摇周期的要求，最低值为船舶安全要求所确定。

船舶作倾角为 10°以上倾斜时的稳性。此时，回复力矩以Mr=

·GZ来表示。式中GZ为重心到浮力作用线的垂直距离，称回复力臂。在同一装载情况下，其值随倾角由小到大再由大到小直至最后消失。回复力臂与倾角的关系曲线称静稳性曲线（图2），

曲线最高点的竖坐标表示船在倾斜中所能产生的最大回复力臂，相应的横坐标为最大静倾角θsmax，回复力臂最后消失时的倾角为稳性消失角θr。它们是衡量大倾角稳性优劣的主要指标，其值越大表示大倾角稳性越好，船舶越不易倾覆。

船舶在外力矩突然作用下的稳性。阵风突然袭击和海浪冲击引起的倾斜力矩属于突然作用的外力矩。力的突然作用，使船舶倾斜很快，这就需要考虑倾斜时的角速度和惯性。在静力作用下，外力矩不超过船舶的最大回复力矩，船舶就不会倾覆。但在动力作用下，由于惯性，即使达到回复力矩与外力矩相等，船舶还要继续倾斜，只有当外力矩所作的功被回复力矩所作的功抵消时才能停止倾斜。因此，衡量动稳性优劣的指标是回复力矩所作的功。船舶倾斜中最危险的情况是船舶摇摆到最大摆幅正要回复时，受到与回复方向一致的突加力矩作用，船舶在两个同方向力矩作用下倾斜加剧。此时能使船舶倾覆的最小突加外力矩称为最小倾覆力矩。中国《海船稳性规范》规定，船舶最小倾覆力矩Mq与风压动倾力矩Mf之比K应不小于1，即


。式中最小倾覆力距的数值与装载情况、船形、航区、波浪周期及摇摆程度有关。风压动倾力矩根据船舶的航区、受风面积和面积中心来确定。船舶的受风面积越大，面积中心位置越高，航区中风浪越大，稳性问题就越严重。例如，远洋客船和集装箱船因受风面积大，故稳性问题就比其他船舶严重，更需要认真对待。