排水量等于船重吗 船舰排水量是如何计算的

时间:2019-06-18 11:08:30 编辑:环宇 来源:网络整理
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  排水量等于船重吗?船舰排水量是如何计算的?我们平时听到的“某某船只的排水量为xxx吨”其实说的就是这艘船的重量(直观上去理解,不深究液体浮力特性),我们先从字面上去理解分析,首先,“排水量”就是:在水中的物体排开的水的重量,众所周知,物体在水中是肯定会受到浮力的作用的,而这个“排开的水的重量”在数值上就等于该物体在水中受到的浮力的大小,浮力的大小则会直接影响物体在水中的状态,船舶之所以能漂浮在水面上,就是因为此时其在水中排开的水的重量在数值上就等于它自身受到的重力,也就是船本身的重量!

  ▲船受到的重力和浮力示意图

  船舶受到重力(gravity)是垂直向下的,水对船产生的浮力(buoyancy)则是垂直向上的,当船漂浮在水面上的时候,重力和浮力其实就是一对平衡力,它们的大小相等,方向相反,如上图所示,也就是说,此时船重量的大小在数值上就等于浮力的大小,而浮力的大小在数值上就等于其排开的水的重量,即:船的重量=浮力大小=排开的水的重量(排水量),这三个物理量的大小在数值上是相等的,这样一说应该就容易理解为什么排水量就是船的重量了吧!

  ▲排开的水的体积

  至于排水量怎么计算,这个其实是很复杂的,需要用近似积分的方法才能计算,比如辛普森数值积分计算公式,简单的初等数学方法是算不出来的,为什么?因为要想算出“排开的水的重量”,就必须先算出“排开的水的体积”,也就是船舶吃水线以下部分的体积,如上图所示,而船舶吃水线以下的部分本身就不是一个标准的立体几何,边缘为不规则曲线的面积、体积都并不能直接用简单的初等数学方式就算,肯定是要用到高等数学知识的,然后大家再看下图,不同的船舶,其吃水线以下的部分也是不一样的,所以,计算方法也会有所不同!

  ▲不同船舶吃水线以下部分

  当然了,在没有没有计算机的年代,可以用辛氏法则计算船舶的排水量,而在科技那么发达的今天,利用计算机对船舶建模就能精确计算出船舶的排水量了,而且计算机在对不规则曲线进行微分的时候,可以直接分割成更小的线段,精确度也会更高,至于什么空船重量、满载排水量等概念,这里就不细说了,无非就是船上面有没有装东西的问题!

  在不同条件下其排水量也是有很大区别的。因此,对于同一艘舰船,其排水量通常分为以下几种状态:

  轻载排水量:指船舶最低限度重量下的排水量。对于运输船舶轻载排水量指不承载物资、供应品或乘客、也不加注任何燃料和淡水时的排水量,对于军用舰船指仅包含舰体、舰载设备和舰载武器时的排水量。

  标准排水量:指舰船包括船体、舰载设备、舰载武器(含弹药)、后勤物资、淡水和舰载人员,但不包括油料和锅炉水时的排水量。标准排水量一般仅仅是个理论计算数值,而并非舰船的正常状态。

  正常排水量:指在标准排水量基础上增加50%的油料和锅炉水后的排水量。正常排水量下的舰船通常处于正式服以前的试航状态。

  满载排水量:指舰船上人员、物资、油料、淡水达到满载状态,并装载备用锅炉水、吃水深度达到安全干舷深度时的排水量。满载排水量之下,船舶仍然可以达到最高航速。但通常来说,舰船一般不会按满载排水量装载物资。

  超载排水量:指在满载排水量基础上再在冗余空间装载备用燃油和锅炉水时的排水量。除个别极端状态下,舰船不会达到超载排水量。

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