淺談半潛船的下潛穩(wěn)性和標(biāo)準(zhǔn)制定

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1、淺談半潛船的下潛穩(wěn)性和標(biāo)準(zhǔn)制定　　摘要：半潛船與其它船型相比，裝載工況比較復(fù)雜。由于其貨種的特殊性，使得穩(wěn)性問題成為設(shè)計中的一個重大挑戰(zhàn)。目前國際海事組織（IMO）和國際船級社協(xié)會（IACS）對該種船型都沒有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范。本文結(jié)合實(shí)船下潛操作經(jīng)驗(yàn)，利用GHS軟件對半潛船的下潛穩(wěn)性作簡要分析，并得出了初步的結(jié)論?！　￡P(guān)鍵詞：半潛船；穩(wěn)性；標(biāo)準(zhǔn)　　中圖分類號：U661.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A　　Abstract：Comparedwithothervessels，theloadingconditionofsemi-submersibleve

2、sselsareextremelycomplex.Duetotheunexpectedcargo，theissueofstabilityisverycriticalinthedesignphase.SofarIMOandIACShavenouniformstandardonit.Inthispaper，basedonpracticalexperienceinsubmergingoperation，thestabilityinsubmergingconditionisanalyzedwiththesoftwareGHSandthep

3、reliminaryconclusionhasbeenconcluded.　　KeyWords：Semi-submersiblevessel；Stability；Standard　　1前言　　半??船起源于上世紀(jì)70年代末，主要用于承運(yùn)超大型貨物、整體構(gòu)件、大型工業(yè)模塊（如海洋石油鉆井平臺）、潛艇、游艇、軍艦等，這些貨物的重量、體積等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出重吊船的承載能力。通常半潛船的型深小、甲板面積大、B/D較大，因而具有獨(dú)特的船型特點(diǎn)[1]?！　“霛摯聺撌瞧渥鳂I(yè)的一個重要環(huán)節(jié)，穩(wěn)性是考量半潛船能否成功下潛或上浮的一個重要指標(biāo)。不同于其它

4、船舶，半潛船主體含有大量壓載水艙，在作業(yè)過程中可能會形成大量的自由液面，而自由液面對船舶穩(wěn)性有著重大影響，因此有必要對半潛船的穩(wěn)性開展深入細(xì)致的研究。　　半潛船模型及相關(guān)參數(shù)　　本文以50000DWT半潛船“祥云口”號為例，基于GHS軟件對半潛船的空船和載貨兩種狀態(tài)的下潛穩(wěn)性進(jìn)行初步分析。　　半潛船的三維模型如圖1，船舶的主要尺度如表1?！　?空船下潛與上浮過程穩(wěn)性分析　　半潛船裝貨前的空船下潛和卸貨前的空船起浮，是該型船舶最基本的兩種狀態(tài)。半潛船船寬較大，在甲板淹沒之前，半潛船的初穩(wěn)性和普通油輪類似，即在吃水增加時，橫穩(wěn)心高KM

5、值總體上呈下降趨勢，而當(dāng)達(dá)到一定吃水后，KM值又會有小幅回升。在甲板開始淹沒后，半潛船的初穩(wěn)性會出現(xiàn)驟變?！　榱巳娣治龈黜?xiàng)指標(biāo)對半潛船下潛穩(wěn)性的影響，下面按平吃水、首傾和尾傾[2]三種下潛狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)分析。　　橫穩(wěn)心高可表示為：　　式中：KB――浮心垂向位置；　　IX――水線面面積相對于縱向中心線的橫向慣性矩；　　――排水體積?！　?.1首傾狀態(tài)穩(wěn)性分析　　通常情況下，半潛船在下潛作業(yè)時會有些首傾或者尾傾，這樣在下潛的過程中能保證足夠的穩(wěn)性，相對平吃水來說更容易作業(yè)。圖2～圖5分別表示半潛船在平吃水和不同首傾吃水差時隨吃水變

6、化的、IX、KB、KG和GM曲線。　　根據(jù)橫穩(wěn)心計算公式和上面的曲線圖，在半潛船首傾下潛時，至甲板開始淹沒之前，隨著吃水的增加，、IX、KB都逐漸變大；但是隨著甲板開始淹沒，和KB的增加速率顯著變小，IX值則急劇的降低，KG緩緩上升。橫向比較不同首傾吃水差的過程，會發(fā)現(xiàn)隨著首傾吃水差的增加，、KB和KG都沒有明顯變化，而IX和GM值在甲板開始淹沒后的驟變則會慢慢緩解?！　?.2尾傾狀態(tài)穩(wěn)性分析　　圖7～圖11分別表示半潛船在平吃水和不同尾傾吃水差下隨吃水變化的、IX、、KB、KG和GM曲線?！　膱D表7～圖11可以看出，尾傾下潛時

7、與首傾下潛比較相似。甲板入水前，隨著船舶吃水增加，且線性增長的速率很大，而IX的增大速率并不明顯，GM值繼續(xù)緩慢降低；甲板入水后，和K的增加速率顯著變小，IX值則急劇的降低，GM值繼續(xù)降低；在不同尾傾角度下潛的情況下，尾傾吃水差越小，GM值下降的速率越快。　　綜上所述，當(dāng)主甲板剛好入水時，若其上沒有裝載浮力貨，水線面將瞬時損失嚴(yán)重，KB和變化不大，而IX急劇變小，從而導(dǎo)致KM迅速變小，船舶穩(wěn)性大幅減小。隨后，由于浮箱和上層建筑對水線面面積的貢獻(xiàn)較小，KB、及IX均趨于常數(shù)，穩(wěn)性趨于最低值，一直到下潛至最大吃水。　　同時，通過比較分

8、析平吃水、首傾和尾傾下潛的、IX、KB、KG和GM變化情況，可以看出當(dāng)主甲板在入水之前和完全入水之后，GM值的變化趨勢基本一致。但是，在主甲板入水階段，通過縱傾可以緩解GM值的下降速率，并且首傾穩(wěn)性要好于尾傾穩(wěn)性?！　?裝載有浮力貨物狀態(tài)起浮與下潛