一、 船舶航行性能
船舶的航行性能主要包括:浮性、稳性、抗沉性、快速性、适航性(耐波性)和操纵性六大航行性能。
1.浮性
所谓浮性是指船舶在各种装载情况下,保持一定浮态,漂浮于水面一定位置的能力。浮性是船舶最基本的性能,任何船舶都必须具备一定的浮性。
船舶装载后必须保留一部分浮力,该部分浮力称为储备浮力,即满载水线以上的船内水密空间所提供的浮力。
2.稳性
船舶在航行中,经常会受到风浪等外力的作用,而发生倾斜。当船舶受到外力作用离开原来平衡位置而发生倾斜,当外力消除后,仍能回到原来平衡位置的性能,就称为稳性(Stability)。它是使船舶抵抗一定的外力作用,而不致倾复的一种性能。是保证船舶安全航行的重要航海性能。
3.抗沉性
船舶在一舱或数舱破损进水后,仍能漂浮于水面,并保持一定浮态和稳性的能力称为抗沉性。所以,它的实质是研究船舶破损后的浮性和稳性问题,是关系到船舶安全的一个重要航海性能。
4.快速性
船舶的快速性就是指对一定排水量的船舶,主机以较小的功率消耗达到较高航速的性能,是船舶的一项重要技术性能,对船舶的经济性影响很大。
5.适航性(耐波性)
船舶在多变的海况中的运动性能,称为适航性,也称耐波性。通常是指船舶在风浪中的摇摆性能。
目前船上常用下列舭龙骨、减摇鳍、减摇水舱、回转仪减摇装置等减摇装置,以提高船舶的适航性。
6.操纵性
船舶在航行时能够保持原来方向或按照驾驶员意图改变到所需航向的性能称为操纵性。其中船舶能够保持原来航向的性能称为航向稳定性。能够按照驾驶员意图改变航向的性能称为回转性或灵敏性。
二、 船舶的重量性能
运输船舶的重量性能包括船舶的排水量和载重量,计量单位以吨表示。
1.排水量
排水量指船舶浮于水面时所排开的水的重量,它亦等于船上的总重量。
(1)空船排水量
船舶新造好后的排水量,等于空船重量。即船上只有船体钢料、机电设备、木作舣装这三部分重量后船舶所排开水的重量。
(2)满载排水量
一般也称设计排水量,是船舶满载时(一般为设计状态)的排水量,即船舶在满载水线下所排开的水的重量。包括空船重量、货物或旅客、燃料、淡水、食物、船员和行李以及船舶常数等重量的总和。
船舶常数是指船舶经过营运后,船上存有的残损器材和废品、污水沟、压载舱中残留的积水、船底粘连的附着物等的重量的总和。
(3)空载排水量
是船舶空载时排开水的重量,即不装货物或旅客时排开水的重量。
(4)压载排水量
是船舶压载航行时排开水的重量。船舶为了保证空载航行时的航行性能(使螺旋桨不露出水面等)常在船上加压载水,使船处于压载航行状态。
排水量常可由6-1及6-2两式求得:
(6-1)
式中: Δ——船舶排水量(t);
V——船舶排水体积(m3);
——水的比重(t/m3)。通常,淡水取 =1.0 t/m3,海水取 =1.025 t/m3。
船舶满载情况下的排水量,可以通过已知的主尺度和方形系数求得。设船舶垂线间长为L,吃水为T,型宽为B,方形系数为CB,舷外水密度为 ,则船的排水量为:

Δ=W (6-2)
式中: Δ——船舶排水量(t);
W——为船舶总重量(t)。
船舶在各种装载情况下的排水量可以通过设计部门提供的排水量曲线查得。
2.船舶载重量
(1)总载重量
指在任一水线下,船舶所允许装载的最大重量。它是包括货物或旅客、燃料、淡水、粮食和供应品、船用备品、船员和行李以及船舶常数等重量的总和。船舶总载重量等于相应该吃水时的船舶排水量减去空船重量。
(2)净载重量
指船舶所能装载的最大限度的货物重量。船舶净载重量等于船舶总载重量减去燃料、淡水、粮食和供应品、船用备品、船员利行李以及船舶常数后的重量。是总载重量中能够盈利的那部分重量。
于是,船舶的重量组成是:

3.船舶载重线标志
为了保证运输船舶能够在各种航行条件下安全行驶,同时又能最大限度地利用船舶的载重量,国家验船机构或其它国家勘定干舷的主管机关,根据船舶航行于不同航区和季节,分别规定船舶的最小干舷及允许使用的载重水线,称船舶的载重线。它用载重线标志的形式,勘绘在船中两舷外侧,以限制船舶的最大吃水。
在海上,风浪是影响船舶安全航行的重要因素。根据海洋风浪大小和频率,将世界范围内具有相似风浪条件的海域分成若干个区带或区域,在同一区带或区域内又按风浪变化的不同划分为不同的季节期。
图6-12为远洋海船的载重线标志。

三、 船舶的容积性能
船舶容积性能包括货舱容积和船舶登记吨位。
1.货舱容积
货舱容积是船舶货舱内部空间大小的度量,有型容积、散装容积和包装容积三种。
(1)型容积
是货舱的理论容积,即不包括外板厚、货舱内的骨架等在内,丈量所得到的货舱内部总容积。
(2)散装容积
是货舱内能够装载散货如散粮、矿砂、煤炭、盐等的货舱容积。是型容积中扣除骨架等所占容积后的容积。它包括船舶两舷壳板内缘、舱底板、舱盖板和横舱壁包围的容积并扣除肋骨、支柱和横梁所占的容积。
(3)包装容积
是货舱内能够装载包装件货的货舱容积。是型容积中扣除骨架及骨架间容积后的容积。它包括肋骨内护板内缘、横粱下缘到舱底板所包围的容积。因为一般包装货不能充分利用肋骨之间、横粱之间的空隙,所以包装容积比散装容积小,一般为散装舱容的90~96%。
(4)舱容系数与积载因数
舱容系数是船舶货舱容积与船舶净载重量的比值,即每一净载重吨所能提供的货舱容积数。
(6-3)
2.船舶登记吨位
船舶登记吨位是指按船舶吨位丈量规范的有关规定,丈量所得到的内部容积。是为船舶注册登记而规定的一种以容积折算的专门吨位,与以重量单位“吨”表示的船舶排水量和载重量不同,主要用于船舶登记。船舶登记吨位分为总吨位利净吨位两种。
(1)总吨位GT
总吨位是通过对船舶所有围蔽处所进行丈量计算后确定的吨位。
(2)净吨位NT
净吨位是指对船舶能够实际营运的载货(客)处所进行丈量计算后得出的吨位。
四、 船舶航速
船舶的航行速度简称航速,是指船舶在航行时,相对于陆地或水在单位时间内所能航行的距离。
船舶在不同情况下工作,其航速是不同的。运输船舶的速度性能包括试航航速和服务航速。拖船的航速分拖曳航速和自由航速。船舶航速常用的单位为节(knot)即海里/小时(nmile/h),1海里=1.852公里。
1.试航航速
试航航速是船舶试航时测得的航速。一般指满载试航速度,即主机在最大持续功率情况下,静止深水中(不超过三级风二级浪)的新船满载试航所测量得到的速度。
2.服务航速
也称常用航速或营运航速,是指运输船舶在平时营运时所达到的航速。服务航速用于船舶常年航行,是主要的航速。一般服务航速是一个平均值。通常服务航速比试航航速小0.5~1.0节,这主要是由于:海上有风浪,且风浪大小变化多端;主机不常开最大持续功率以保护主机;船的装载也是变化的,还有船舶污底的影响,均使在船舶服务航速比试航航速小。
3.拖曳航速
拖曳航速是指拖船拖曳其它船舶时的航速。主要是指拖船在拖带驳船时的速度。
4.自由航速
自由航速是指拖船单独行驶时的航速。
五、 船舶的装卸性能
船舶的装卸性能一般影响船舶装卸效率,它随货舱的布置,船体结构及起货设备的不同而不同,即具有不同的货舱布置、船体结构和起货设备的船舶,其装卸性能有优劣之分。
1.货舱布置
包括船舶货舱数的多少、舱口尺度、舱口数、货舱位置、货舱容积的不平衡性等都影响船舶的装卸性能,进而影响船舶的装卸效率。
(1)货舱数的影响
对于货舱数少的船舶,每个货舱的容积相对较大,由于舱内工作场地比较宽敞,便于作业,装卸效率比较高。
(2)舱口尺度
船舶的舱口尺度(长度与宽度)对装卸效率影响很大。舱口愈大,能直接利用起货设备装卸货物的数量愈多,货舱周围与舱口边缘之间移动的距离愈短,作业愈方便,船舶的装卸效率愈高。
(3)舱口数目
增加舱口数目可以缩短船舶在港停泊的时间。船舶的舱口数愈多(一般货船每个货舱只设一个舱口),能同时进行装卸工作的作业线愈多,愈能加快船舶的装卸速度,就愈能缩短船舶的装卸时间。因此,有些船舶在每个较长的货舱上增加舱口数目,以达到快速装卸的目的。
(4)货舱位置
机舱设在尾部以使货舱集中在中部,这样的货舱布置可以避免轴隧通过货舱所形成的舱底凹凸不平;如果机舱设在船的中部,则尽量提高靠近船首船尾货舱的内底高度,使整个货舱呈矩形,这样便于装卸。
(5)货舱容积的不平衡性
由于船舶线型的缘故,造成船体首尾狭小,中部宽大,船舶各货舱容积大小不等,所以完成各舱的装卸作业时间往往不能相同。
2.船体结构
船体结构对船舶装卸性能的影响主要涉及到货舱的结构、甲板的层数等等。
(1)货舱结构
货舱的结构形状要求平整,一般呈长方形,这样不仅便于货物在舱内堆放,也有利于装卸。有些船舶两侧设有边舱,使货舱内壁平直。舱内尽量减少支柱和突出构件,以便于货物在舱内堆积,并有利于装卸机械在货舱内作业。
(2)甲板层数
船舶的甲板层数愈多,则间舱和底舱的高度愈小,从而影响装卸机械工作,造成装卸作业困难。所以甲板层数不宜太多,集装箱船、散货船、油船等一般均为单甲板。根据件杂货的特殊要求,一般杂货船多数采用二层甲板。
3.装卸设备
船舶装卸设备的型式、数量、技术性能(包括起货设备的起重量、工作幅度、起升高度、起升速度、旋转速度、变幅速度、皮带辅送机的辅送量、油泵的输油量等)对船舶的装卸效率起着决定作用。装卸设备的技术性能愈好,数量愈多,装卸船舶的效率愈高。
目前,运输船舶正向着大型化、专业化方向发展,船舶装卸设备也采用专业机械并大幅度地提高单机效率和自动化控制,以适应新形势的需要。

