1. 船舶稳性垂向重力臂怎么求

一、重力式下水 重力式下水又分纵向涂油滑道下水、纵向钢珠滑道下水和横向涂油滑道下水三种，这也是主要的重力式下水方式。

1、纵向涂油滑道下水是船台和滑道一体的下水设施，其历史悠久，经久耐用。

下水操作时先用一定厚度的油脂浇涂在滑道上以减少摩擦力，这种油脂以前多采用牛油，现在多使用不同比例的石蜡、硬脂酸和松香调制而成。然后将龙骨墩、边墩和支撑全部拆除，使船舶重量移到滑道和滑板上，再松开止滑装置，船舶便和支架、滑板等一起沿滑道滑入水中，同时依靠自身浮力漂浮在水面上，从而完成船舶下水。这种下水方式适用于不同下水重量和船型的船舶，具有设备简单、建造费用少和维护管理方便的优点；但也存在较大的缺点：下水工艺复杂；浇注的油脂受环境温度影响较大，会污染水域；船舶尾浮时会产生很大的首端压力，一些装有球鼻艏和艏声呐罩的船舶为此不得不加强球首或暂不装待下水后再入坞安装；船舶在水中的冲程较大，一般要求水域宽度有待下水船舶总长的数倍长度，必要时还要在待下水船舶上设置锚装置或转向装置，利用拖锚或全浮后转向的方式来控制下水冲程。

2、纵向钢珠滑道下水

这种方式是用一定直径的钢珠代替油脂充当减摩装置，使原来的滑动摩擦变为滚动摩擦，降低滑板和滑道之间的摩擦阻力，钢珠可以重复使用，经济性较好。钢珠滑道下水装置主要由高强度钢珠、保距器和轨板组成。保距器每平方米装有12个钢珠。木质的滑板和滑道上各有一层钢制轨板以防被钢珠压坏，在滑道末端设有钢珠网袋以承接落下的钢珠和保距器。这种下水方式使用启动快，滑道坡度小，滑板和滑

道的宽度也较小，钢珠可以回收复用，其下水装置安装费用和使用费用都比油脂滑道低。而且不受气候影响，下水计算比较准确。但初始投资大、滑板比较笨重、振动大。

3、横向涂油滑道下水

这种方式是指船舶下水是按船宽方向滑移的，不是船尾首先进入水中而是船舶的一舷首先入水。这种方式分为两种，一种是滑道伸入水中，先将船舶牵引到楔形滑板上，再沿滑道滑移到水中；另一种是滑道末端在垂直岸壁中断，下水时船舶连同下水架、滑板一起堕入水中，再依靠船舶自身浮力和稳性趋于平衡全浮。船舶跌落高度为1-3米。这种方式由于同时使用的滑道多，易造成下水滑移速度不一样，造成下水事故，而且跌落式下水船舶横摇剧烈，船舶受力大，对船舶横向强度和稳性要求较高。

二、漂浮式下水漂浮式下水是一种将水用水泵或自流方式注入建造船舶的大坑里依靠船舶自身的浮力将船浮起的下水方式。最常见的是造船坞下水。

漂浮式下水使用的船坞分两种，即造船坞和修船坞，区别在于造船坞比较宽浅而修船坞比较深。

造船坞是用来建造船舶和船舶下水的水工建筑物，有单门的，双门的和母子坞等多种形式，基本结构是由坞底板、坞墙、坞门和泵房等组成。坞门本身具有压载水舱和进排水系统，安装到位后将水压入坞门水舱内，坞门会下沉就位，就在坞外海水的压力下紧紧压在坞门口，再将坞内的水抽干就可以在坞内造船了。

船舶建造完成后，通过进排水系统将坞外水域的水引入坞内，船舶依靠浮力起浮，待坞内水面和坞外一致时就可以排出坞门内的压载水起浮坞门并脱开坞门，然后将船舶用拖船拖出船坞，坞门复位进入下一轮造船。

造船坞下水是一种简便易行的下水方式，其安全性、工艺简单性比较好。可以有效地克服倾斜船台头部标高太大的缺点，减低吊机起吊高度，还可以避免重力式下水所要求的水域宽度，可以引入机械化施工手段。因此，尽管造船坞造船方式初始投资较大，但是仍是建造VLCC的唯一手段。

三、机械化下水

1、纵向船排滑道机械化下水

船舶在带有滚轮的整体船排或分节船排上建造，下水时用绞车牵引船排沿着倾斜船台上的轨道将船舶送入水中，使船舶全浮的一种下水方式。分节式船排每节长度是 3-4米，宽度是骨干产品船宽的80％，高度在0.4米到0.8米间。由于位于船艏的那节船排要承受较大的首端压力，因此要特别加强其结构，因此

分为首节船排和普通船排两种。由于船排顶面与滑道平行，而且高度只有0.4-0.8米，所以其滑道水下部分较短，滑道末端水深较小，采用挠性连接的分节船排时由于船排可以在船舶起浮后在滑道末端靠拢，则可以进一步降低滑道水下部分长度和降低末端水深。这种滑道技术要求较低，水工施工较简单，投资也较小，而且下水操作平稳安全，主要适用于小型船厂。但由于船排高度小，船底作业很不方便，一次仅适用小型船舶的下水作业。

为提高船排滑道的利用率，可以设置横移坑和多船位水平船台和纵向倾斜滑道组合，可以大大提高纵向船台的利用率。

2、两支点纵向滑道机械化下水

这种下水使用两辆分开的下水车支撑下水船舶，它可以直接讲船舶从水平船台拖曳到倾斜滑道上从而使船舶下水。

这种滑道是用一段圆弧将水平船台和倾斜滑道连接起来，以便移船时可以平滑过渡。具有结构简单、施工方便、操作容易的优点，缺点是由于只有两辆下水车支撑船舶首尾，对船舶纵向强度要求很高，在尾浮时会产生很大的首端压力，因此只适用纵向强度很大的船舶。

3、楔形下水车纵向机械化下水

这种滑道上的下水车架面是水平的或稍有坡度，船舶下水时是平浮起来的，不会产生首端压力，下水工艺简单可靠，适用于较大的船舶下水。把它用横移坑和多船位水平船台连接起来可以提高滑道使用效率，是一种比较理想的纵向机械化下水设施。缺点是下水车尾端过高，要求滑道末端水深较大，因而导致水工施工量大，投资大，且滑道末端易被淤泥覆盖，选用时要充分考虑水文条件。

4、变坡度横移区纵向滑道机械化下水

这种下水方式的横移区由水平段和变坡段两部分组成。侧翼布置有多船位水平船台的横移区，因移船的需要使横移车轨道呈水平状态，故称水平段；变坡度的横移区其轨道只有一组仍为水平，其它各组均带有坡度，这些轨道的坡度能使横移车在横移过程中逐步改变其纵向坡度，最后获得与纵向滑道相同的坡度，故称为变坡段。同时，为使横移车在变坡段仍保持横向水平，带坡度轨道均采用高低两层轨道的方式。

由于横移区具有变坡功能，所以采用纵向倾斜滑道下水。同时，可以在下水滑道纵向轴线处建造一座纵向倾斜船台。通过横移车在水平段实现与水平船台的衔接；在变坡段末端实现与纵向倾斜船台、下水滑道的衔接，使一种下水设施可以供两种船台使用。而且这种滑道是用船台小车兼做下水滑车的，故滑道末端水深较小，滑道建设投资小。

但是，这种下水方式和所有采用纵向下水工艺滑道一样存在船舶尾浮时较大的首端压力。

一般这种方式多用于国内码头岸线紧张而腹地广大的渔船修造厂和中小型船厂，修造船可以在内场水平船台进行，只设一条下水滑道，减少滑道水下部分的养护工作量。

这种下水方式在使用时可以人工控制载有待下水船舶的船台小车的速度，必要时可以停止下水。也可以用于船舶的上排修理。

5、高低轨横向滑道机械化下水

这种滑道由滑道斜坡部分和横移区两部分组成。下水车在滑道斜坡部分移动时，邻水端和靠岸端得走轮各自行走在高低不同得两层轨道上，以保持下水车架面处于水平状态。为此斜坡部分得高轨和横移区得相应轨道应该用相同半径的圆弧平滑连接起来。高轨I和低轨II得高度差应保证邻水端和靠岸端得走轮轴处于同一水平面。过渡曲线上任何两点之间得水平距离应恒等于走轮轴距，才能使下水车在下滑得任何位置都能保证水平。这种方式具有布置简单、架面较低、斜坡部分受力时不致出现深陷得凹槽等优点，同时可以在横移区侧翼布置多船位水平船台，机械化程度较高和操作简单可靠，对水域的宽度和深度得要求都比纵向下水小的多，下水最大重量5000吨。但这种方式水工建筑复杂，铺轨精度高，造价高。

6、梳式滑道机械化下水

由斜坡滑道和水平横移区组成，而且和横移区侧翼的多船位水平船台连接，船台小车和下水车式分别单独使用。

在斜坡滑道部分铺设若干组轨道，每组轨道上有一辆单层楔形下水车，每辆下水车有单独的电动绞车控制。斜坡滑道部分和横移区的轨道交错排列，位于轨道错开地区处于同一水平处的连线称为O轴线，水平轨道和斜坡滑道互相伸过O轴线一定长度，形成高低交错的梳齿，所以称为梳式滑道，其作用是将水平船台上的待下水船舶转载到楔形下水车上。

具体操作时，将船舶置于船台小车上，开动船台小车做纵向运动，待船舶移到横移区的纵向轨道和横向轨道交错处时启动小车下部的液压提升装置提升船台小车的走轮，将车架旋转90度后落下走轮到横移轨道上，开动船台小车将船舶运动到O轴线处，再次启动船台小车上的提升装置将船舶略为升高，此时用电动小车将楔形下水车托住船舶，降下船台小车的提升装置并移开船台小车，船舶即座落在下水车上，最后开动下水车上的电动绞车将船舶送入水中完成下水作业。

船台小车和下水车各自有单独的电动绞车，免去穿换钢丝的麻烦，提高了作业的安全性和作业效率；下水车的轮压较低，对斜坡滑道的施工精度要求较低；各个区域的建设独立性较强，可以分期施工。但由于自备牵引设备，船台小车结构复杂，维修繁琐；船台小车走轮转向和O轴线处换车作业麻烦，使用船厂不多。

7、升船机下水

升船机就是在岸壁处建造的一个承载船舶的大型平台，利用卷扬机做垂直升降的下水设施。根据平台和移船轨道的相对位置分为纵向和横向两种类型。

船舶下水时首先驱动卷扬机将升船机平台与移船轨道对准并用定位设备固定之，船舶在移船小车的承载下移到平台上就位，带好各种缆索，解除定位设备，卷扬机将升船机平台连同下水船舶降入水中，船舶会在自身浮力作用下自行起浮。

升船机结构紧凑，占地面积小，适用于厂区狭小，岸壁陡立。水域受限的船厂，升船机作业平稳，效率高，适用于主导产品定型批量生产。但升船机对船舶尺度限制大，只适用于中小型船厂。上海的4805厂（申佳船厂）有国内第一座3000吨级升船机。

利用浮船坞做下水作业，首先使浮船坞就位，坞底板上的轨道和岸上水平船台的轨道对准，将用船台小车承载的船舶移入浮坞，然后将浮坞脱离与岸壁的连接，如果坞下水深足够的情况下浮坞就地下沉，船舶即可自浮出坞；如果坞下水深不足就要将浮坞拖带到专门建造的沉坞坑处下沉。

根据船舶入坞的方式分为纵移式和横移式。纵移式的浮坞中心线和水平船台移船轨道平行，可以采用双墙式浮坞，船舶入坞按船长方向移动。上海江南和广州黄埔使用此类浮坞。横移式浮坞多使用单墙式浮坞，也可以使用双墙式浮坞，但这种浮坞的一侧坞墙可以拆除，使用时将浮坞横靠在水平船台之岸壁，用行车拆去靠岸一侧坞墙，将船舶拖入浮坞，再将活动坞墙装复做下水作业。

浮坞下水设施具有能与多船位水平船台对接的能力，造价较低，建造周期亦短，下水作业平稳安全，但作业复杂，多数时候要配备深水沉坞坑。 四、气囊式下水 　　 目前，我国中小型船舶生产企业普遍采用气囊下水方式，虽然具有经济便利等优点，但是与传统的滑道式下水、轨道式下水、坞内下水等下水方式相比，气囊下水方式还存在缺乏理论支撑，实际操作中不规范等问题。根据现有船舶建造实践经验，在建造船长小于180 m的钢质普通船舶时，采用气囊式下水方式基本上还是可行的。因此，标准中规定二级Ⅰ类以下的船舶生产企业允许使用气囊式下水方式，同时对采用气囊下水的设施设备以及下水方案也提出了相应的要求。

2. 船型稳性力臂曲线图

这一块主要是气候衡准和完整稳性上的概念。简单解释一下吧，我们知道，如果无风无浪，船在海上应该是平衡的，重力和浮力大小相等，方向相反，有固定的横倾和纵倾。

如果突然从左舷或者右舷刮大风，我们称之为突风，船就会突然倒向另一侧。那么重力与浮力作用点就会变得不在同一条直线上，两者会形成复原力，迫使船舶向平衡状态去恢复。

这个恢复过程就是一个横摇过程，复原力在横倾角最大时最大，随着横倾角的减小而缩小，在回到原来的平衡状态时复原力消失，但摇摆会继续向反方向进行，想象一下钟摆的原理。

多次反复摇摆后，船舶会趋向稳定，则又回到了平衡状态。

浪的作用下保持平衡的原理与风类似。不过需要多考虑纵向的摇摆以及螺旋桨的浸没以保持动力等问题。

如果风或者浪过大，超过了船舶设计以及实际操作中能够调整得到的复原力臂的极限，那么就危险了。与其说船舶是怎样对抗风暴和波浪的，不如说船舶设计及实际操作中过程中是如何利用平衡的原理最大化的确保各种复杂海况下的安全问题的。

设计时，综合考虑船东对船型的期望和相关规范对稳性的要求，各方面博弈后得出一个相对较优的结果，以确保足够的复原力臂，使得船能够在恶劣的海洋环境下保持安全不至于倾覆。

操作上，要求船长谨慎驾驶，通过错开波浪的方向，避免大风横向作用在船体上，降低重心等一系列措施，降低横纵向作用力，或者增大最大复原力臂，来确保航行的安全。

3. 船舶静力学重心移动原理

干舷通常是用在船舶方面的。简单一些说就是船舶吃水水线到甲板的高度。通俗的说就是船舶甲板在水面上的高度。一般来说，干舷高，船舶的储备浮力大些，抗沉性、稳性也有改善。具体的定义可以参看《船舶原理》，或者《船舶静力学》也可以。

4. 船舶形状稳性力臂

集装箱船舶的适度稳性范围（GM值）在1～1.3m。

船舶在各种装载情况下保持一定浮态的性能，称为船舶的浮性。它的方向同船的横倾方向相反，促使船舶回到初始状态位置，此力偶矩称为复原力距。集装箱船舶的适度稳性范围（GM值）在1～1.3m。为了保障海上航行安全，世界各主要海运国家对于海船的抗沉性都订有规范，提出具体要求。指船舶所能装载的最大限度的货物重量。

5. 船舶动稳性力臂

区别有以下几点

1)型深对船舶溅浸性的影响

足够的干舷对于阻挡甲板上浪有利。当吃水一定时，增加型深(即增加干舷)可减少波浪涌上甲板的机会，从而可避免舷外水灌入舱内或上层建筑内，既保证了船舶和乘客的安全，又保证了船舶航行时甲板设备的正常操作。

2)型深对船舶抗沉性的影响

型深大小(或干舷大小)表征着船舶储备浮力的大小。如果船舶因意外事故破损，舱室内浸水使船舶浮力受到损失，为了取得乎衡，船舶必将下沉，这时，可依靠干舷提供的那部分浮力来弥补，干舷较大的船舶则储备浮力大，具有较大的安全性，所以，干舷是提高抗沉性的极为重要的要素。

3)型深对稳性的影响

型深较大的船舶，船舱的开口也相应提高，所以，当船舶在风浪中航行时，舱口进水的可能性较小，同时，由于回复力臂随型深增大而增大，复原力矩也增大。但是，型深增加则重心提高，船舶的受风面积也增大，对稳性不利

6. 船舶重心垂向坐标

设计阶段是各个专业的重量重心叠加计算来的。重量直接相加，重心每一项重心分别乘以其到坐标原点（习惯设为BL,CL,FR0交点）横向纵向垂向的距离得到三个力矩，再将三个方向上各个项分别相加除以总重量得到三个方向的重心。

一般分为船体结构、外舾装、内舾装、轮机设备、轮机管路、电气设备这些专业分别统计。然后再汇总。

船体结构重量根据经验公式为0.15-0.2lbd，主船体和上建分别单独计算。根据船型功能不同选取系数也不同，这只是设置之初用来粗略估计的，设计后期要根据结构图计算

7. 船舶动稳性力臂与什么无关

装运散装谷物的船舶在整个航程中的稳性特征值,考虑到谷物移动产生的倾侧力矩后,至少应能满足下列要求: (1)由于谷物移动使船舶产生的横倾角不大于12°. (2)在静稳性曲线上,到达倾侧力臂曲线与复原力臂曲线的纵坐标最大差值的横倾角或40°或进水角,取其中较小者;该两曲线之间的剩余面积A,在所有装载情况下应不小于0.075m2rad. (3)经对各液体舱内自由液面的影响修正后,初稳性高度应不小于0.3m.

8. 船舶纵向力矩公式

船舶， 船，指的是：举凡利用水的浮力，依靠人力、风帆、发动机（如蒸气机、燃气涡轮、柴油引擎、核子动力机组）等动力，牵、拉、推、划、或推动螺旋桨、高压喷嘴，使能在水上移动的交通运输工具。另外，民用船一般称为船（古称舳舻）、轮（船）、舫，军用船称为舰（古称艨艟）、艇，小型船称为舢舨、艇、筏或舟，其总称为舰船、船舶或船艇。

船体部位

船体由甲板、侧板、底板、龙骨、旁龙骨、龙筋、肋骨、船首柱、船尾柱等构件组成。

龙骨 龙骨是在船体的基底中央连接船首柱和船尾柱的一个纵向构件。它主要承受船体的纵向弯曲力矩，制作舰船模型时要选择木纹挺直、没有节子的长方形截面松木条制作。

旁龙骨 旁龙骨是在龙骨两侧的纵向构件。它承受部分纵向弯曲力矩，并且提高船体承受外力的强度。舰船的旁龙骨常用长方形截面松木条制作。

肋骨 肋骨是船体内的横向构件。它承受横向水压力，保持船体的几何形状。舰船模型的肋骨常用三合板制作。

龙筋 龙筋是船体两侧的纵向构件。它和肋骨一起形成网状结构，以便固定船侧板，并能增大船体的结构强度。舰船模型的龙筋通常也由长方形的松木条制作。

船壳板 船壳板包括船侧板和船底板。船体的几何形状是由船壳板的形状决定的。船体承受的纵向弯曲力、水压力、波浪冲击力等各种外力首先作用在船壳板上。舰船模型的船壳板可以用松木条、松木板拼接粘结而成。

舭龙骨 有些船体还装有舭龙骨，它是装在船侧和船底交界的一种纵向构件。它能减弱船舶在波浪中航行时的摇摆现象。舰船模型的舭龙骨可以用厚0.5～1毫米的铜片或铁片制作。

船首柱和船尾柱 船首柱和船尾柱分别安装在船体的首端和尾部，下面同龙骨连接，它们能增强船体承受波浪冲击力和水压力，还能承受纵向碰撞和螺旋桨工作时的震动。

船首(head)：船的前端部位。它的两侧船壳弯曲处叫首舷(bow)。

船尾(stern)：船的后端部位。它的两侧船壳弯曲处叫尾舷(quarter)。

舭部(bilge)：船舷侧板与船底板交结的部位。

而船舳就是船尾的意思

9. 船舶重心高度估算经验公式

　　船舶在小角度倾斜过程中，倾斜前、后的浮力作用线的交点，与倾斜前的浮心位置的线段长，称为纵稳性半径。　　船舶的初稳性（正常航行和静态时的稳定度）是由船舶的重心、浮心（船体排开的水的重心）,漂心（水线面积中心）、水面上面积、船体形状以及减摇装置（比如舭龙骨）决定的.对于一个确定的船型（就是我们要做的模型）,那么唯一可做就是就是降低重心了.虽然在实船上重心不是越低越好,但对于模型来讲,重心低造成的船舶横摇周期小的问题是不被考虑的,所以可以放心大胆的将有重量的设备（电池、电机）尽量低置,就可以增加稳性了　　船舶的稳定性　　船舶的稳定性是指船舶在有限的作用下不会倾覆,倾侧力消失后能恢复到正常状态的能力.　　船舶在航行中受到侧面风浪作用倾侧.假设船体向右倾斜,如果船上的货物不移动,重心位置就不会有变化.但由于左面一部分体积露出水面,右边同样大小的体积浸入水中,因此浮心向右移动.如果重心比较低,或者船身比较宽,浮心向右移动相对比较大,浮力作用线就会移到重力作用线的右侧.这时候,浮力的力矩会使船体回复到正常状态.如果重心比较高,或者船体比较窄,浮力向右移动相对较小,浮力作用线在重力作用线的左侧.这时候,浮力的力矩会继续使船体倾侧.这两种情况,前一种是稳定的,后一种是不稳定的.　　如果重心在浮力的下面,船体倾侧后,浮力的力矩一定会使船体回复到正常状态.因此,重心低于浮力的船舶一定是稳定的.为了使船舶具有良好的稳定性,要设法增加船体的宽度,并且尽可能降低船舶的重心位置.　　浮力的作用线同船体的中心线相交于M点,M点叫稳心.当稳心高于重心的时候,船舶是稳定的；当稳心低于重心的时候,船舶是不稳定的.稳心到重心的距离叫做稳心高度.稳心高低越大,船体的稳定性越好.一半船舶在倾侧10°～15°的情况下,稳心高度大约从零点几米到几米.舰船模型的稳心高度可以按比例缩短.

10. 船舶垂向重量力矩

是指船舶横摇一个往复的时间。

横摇是指浸于水中的物体绕最长延伸方向或波浪入射方向的水平轴的旋转振荡运动；所有船只都有自己的固定横摇周期 (由船型、质量分布所决定)

船舶在外力作用下，离开原来平衡位置向一侧横倾，当外力停止后，由于船舶具有稳性，会产生复原力矩使船向原来平衡位置方向运动。当船回到平衡位置时，由于惯性的作用使船继续向另一侧横倾，当惯性力被相应的复原力矩相互抵消时，船舶又在复原力矩作用下，向原来平衡位置运动。船舶就按照这样的运动规律，左右反复地摇摆。

11. 船舶重心高度计算

船舶旋回圈直径一般是船长的2-4倍或一般3倍船长。旋回圆是指定速直航(一般是全速）中的船舶操一舵角(一般是满舵)并保持此舵角，使船舶作旋回运动时船舶重心的轨迹。实际操船时，应根据不同的操船环境和本船旋回圈的大小，确定正确的操船时机和方法。