渔船空船重量与重心估算

20(}0年l2』 第6期 船 舶 SHlP&BOAT I)ecelnDel‘．2000 N()．6 [总体性能] 渔船空船重量与重心估算‘ 李 明 李华彦 (大连水产学院) [关键词]空船重量；重心；渔船 [摘 要]本文在收集大量实船的基础上对空船重量与重心位置进行了统计分析．并提出设计中初次近似 所采用的建议值。作者还就固定压载进行了讨论．提出固定压载与B／d值有关．在正常情况下．固定压载为5～10％ 空船重量，作者还指出，围网渔船由于甲板机械较多，网具较重．故而固定压载数量较大。 [中图分类号]U674．4．01；U661．2—2[文献标识码]A [文章编号]1001—9855(2000)06—0019-004 Estimationofrightweightandcenter ofgravityforfishingvessels LimingLihuayan Keywords：weightoflightship；centerofgraxrity；fishing、，CSSClS Abstract：Inthispaper，()nthefoundationofagreatmanydataofexistingshipcollectedbyauthors， weightoflightshipandheightofcenterofgravitYareanalyzed，andthaithevalueofsuggestionisgiven byauthors．ThediscussisexecutedforfixedballastandauthorspointOUtthatthequantitiesoffixedbal— lastarerelativetOratioofbreadthdraft．undernormalcondition，ihefixedballastis5～10％oflight ship’Sweight．AuthorsalsopointOutthattherearemanydeckmachineandthenetisweightierforseiner， 1]ence，thefixedballastislarger． 1 前 言 渔船在设计初期就会遇到空船重量与重心计算 问题，这个问题又是十分重要的问题，空船重量估算 不准确，就会影响到船舶的浮性，重心高度估算不准 确，就会影响到稳性。浮性与稳性是船舶的重要航海 性能。这两个性能得不到保证，设计则是不成功的。 在渔船设计初期，由于图纸资料不多，难以精确 估算，但这项估算工作又必须进行，因此，利用一些 实船资料进行统计分析，从而得出一些规律并用于 设计工作中，这是切实可行的方法。 对我国渔船实船进行统计分析的工作，以前曾 进行过，文献[1][2]就有这方面的记载，但随着时间 的推移，空船资料多起来，另外，渔船也在发展着，新 装备、耨材料不断用于渔船，空船重量与重心高度有 无变化，又按照怎样的趋势变化，这是需要进行研究 的。文献[1][2]在过去的为数不比现在多的情况下 进行统计分析，难免有局限性，特别是在尺度上，以 前的渔船尺度远不及现在这样广阔，加之新装备、新 材料的应用，这些因素的影响都会导致统计分析的 实用范围。事物总是发展的，因此，经过一段时间后， 一下是完全必要的，只有这样，才能反映发展的 影响，研究是不会终结的，所以，今天的研究、统计、 分析，也只能适应今后一段时间的参考。 本文正是根据上述的阐述进行现行渔船实船的 空船重量以及重心高度的统计分析，为此，根据文献 [1][3][4][j][6][7]收集了近60艘渔船空船重量 以及重心高度资料进行研究，这些船的垂线问长为 20～80m，主机功率为120kW至2200kW，渔获 物保鲜方式为冰鲜和冷冻，结构形式有单、双甲板。 x[收稿日期]2000一06—2i [作者简介]李 明(I956．3一)．女．汉族．辽宁海城人．剐教授．从事渔船设计与制造的研究及教学工作。 李华彦(1()5。1．5)，男．汉族，大连旅顺人．讲师．从事渔业机械设计与制造和船用材料的研究与教学】：作。 19 万方数据 2000年12Jj 第6期 船 舶 SHlP＆，BOA’I Decembel·．2000 NO．6 2渔船空船重量与重心高 鉴于渔船为布置地位型船舶，也就是主尺度取 决于空间与面积的需要，而主尺度又直接影响着重 量与重心位置，立方数LBD(L为垂线问长，B为型 宽，D为型深)又与空间和面积直接相关，故而渔船 空船重量必然与立方数LBD有关，为此可写成如 下形式，即： L11==CLLBD 式中厶、一空船重量，t； LBD一立方数，为垂线间长、型宽、型深的乘 积，m3； c-一重量系数，t／m3。 作者根据单甲板渔船与双甲板渔船的实船资 料，并以垂线间长L为横坐标，以重量系数C。为纵 坐标，回归成图1与图2中的曲线，由图1、图2可 见，单、双甲板渔船的重量系数变化比较有规律，基 本与回归曲线相吻合，且重量系数分布于回归曲线 的上下5％范围内。为考察近代渔船空船重量的变 化情况，现将以往渔船空船重量的估算公式与图1 n蠲 O．27 ()，丑； ()■ 0列 n2{ n岔 O．2l 02 20 25 30 ：药 40 45 图1 单甲板渔船重量系数 中曲线进行比较，文献[1]所示的空船重量估算公 式，即为40m以下小型单甲板渔船空船重量估算 公式，即： L。．=0．158(LBD)1·06(1) 式中的B与D用如下公式得出[11，即 厂 B一兰+1．8 (2) O．0 D=0．1B+d (3) 式中d一吃水，m； L一垂线间长，m。 文献[-23所示空船重量公式为： L。一16．82L2(B+D)10_3+11．6(4) 式中B与D也按(2)式与(3)式得出。 现将我国目前作业于东黄渤海海区的几种流行 船型分别用(1)式、(4)式以及本文中图1所示的重 量系数进行比较，比较结果见1。 从准确程度看，(1)式与本文图1所示重量曲线 算得结果更为精确一些，但(1)式只适用于40以下 单甲板冰鲜渔船，与之相比，本文所列结果应用较为 广阔。 20 ：jo 40 50 60 70 80 90 图2双甲板渔船重量系数 表1 三种方法计算空船重量结果的比较 保鲜 实船L1．， (1)式结果 (4)式结果 本文建议船舶型号 主尺度 误差 误差 误差方式 (￡) Lu_(t) LIl(t) LⅣ(t) (％) (％) (％) 8154型441kW(600hp)拖网渔船37×7．6×3．8冷冻 279．0288．0 3．22 301．O 7．89 280．O 0．36 8101型44lkW(600hp)拖网渔船35×7．2×3．7冰鲜 231．0222．O 3．88 236．2 2．25 211．O 8．66 96型296kW(400hp)拖网渔船 28×6．2×3．7冰鲜 158．O149．6 5．33 142．2 10．03 148．0 6．33 257kW(350hp)拖网渔船 29×6．6×3．6冰鲜 lS6．7 160．8 2．62 149．2 4．79 156．4 0．153 147kW(200lap)拖网渔船 27×6．O×2．7冰鲜 99．6 99．5 0．10 118．3 18．18 99．8 0．26j 99kW(135}1p)拖网渔船 26×5．6×2．5冰鲜 84．0 81．9 2．46 103．7 23．45 83．2 0．94 平均误差 2．94 11．2 2．78 20 万方数据 渔船空船重量与重心估算 由图1还可看出，单甲板冷冻冷藏渔船的重量 系数要较冰鲜渔船高出12～13％，而文献[1]建议 空船重量算得结果高6％，文献[2]建议机电重量高 10％，看来，文献[1]E2]算得结果较实船重量为低， 这可能由于我国渔船在近年来加强了冷冻冷藏能力 的缘故。 图2所示为双甲板渔船空船重量系数随I。变 化的规律曲线，由图2可见，有冷冻冷藏的较冰鲜渔 船高出11～15％。 表2与表3分别为单甲板渔船与双甲板渔船的 空船重量系数与船长的关系，显然，这些数据可用于 设计中的初次近似计算。 表2单甲板渔船空船重量系数C。 Lpp(m)20 25 30 40 45 冰鲜渔船 O．2300．2290．2270．225 冷冻渔船 ()．2700．266U．2600．260 表3双甲板渔船空船重量系数C。 L，，(n1)25 30 35 40 4 5 50 60 70 80 冰鲜渔船 0．2200．2100．202 冷冻渔船 0．2550．246O．2350．230O．222()．2】70．2【)70．2010．2 图3为单、双甲板渔船的重心相对高Z。／D与 垂线间长L的关系曲线。 由图3可见，双甲板渔船的乙／D变化较为平 缓，约为0．6～0．7、单甲板渔船则变化较大，约为 0．83～0．92，而且小船的重心相对较高，文献[23所 示的Z。／D，对单甲板渔船而言为0．80～0．87，显 然，这较作者对近代单甲板渔船实船资料统计的数 据偏低，这可能是由于近代渔船在甲板上的捕捞机 械与设备较以前多一些的缘故，表4为z。／D与垂 图3单、双甲板渔船重心相对高度 表4中的数据亦可用于设计中初次近似计算。 表4渔船空船重心相对高度Z。／D L，，(m) 20 25 30 35 40 50 60 70 单甲板渔船 0．92O．890．87O．860．840．83 双甲板渔船 0．680O．6750．6730．6700，6680．662 3 固定压载 应该看到，渔船一般均配置固定压载，甚至在表 示空船重量时，称为“空船加固定压载”，所以在阐述 渔船空船重量时，必须对固定压载进行分析。固定压 载对于渔船的主要作用是降低空船重心高度，同时 对保持良好的纵倾有着重要作用，另外，渔船配置固 定压载就可以保持良好的尺度比，而不必为了保证 稳性使尺度比不能适应良好的速航性需要。 但是也应该看到，固定压载的数量与宽度吃水 比B／d有关，这可从下式看出，即： GM—Z，+，‘一Z。 式中GM一初稳性高，m； z。一浮心距基线高，m； r一稳心半径，Iil； z。一重心距基线高，m。 由上式可见，要增大GM值，一是降低z。，二是 增加h至于增大乙，则取决于型线，大的舭部升高 会增大Z。但增大是有限的，增大，-可以从下式L11看 出，即： rocBB 口 增大GM，还可以从下式[13看出，即： 。B o1 6GM=(37-一z，)鲁 了 从上述可见，增大宽度吃水比B／d对初稳性有 着重要作用，当然，一味增大B／d显然对速航性不 利，故而配置固定压载就显得十分必要的了。 至于B／d，对小型单甲板船，可由下式m决定， 即： B 10 了2万面 式中L一垂线间长，I"11。 (下转第39页) 21 万方数据 150000tFPS()的尾部外输油系统 在整个输油管中，设置一个海上断开接头于某 两根油管之间，若达到75～80％油管断裂拉力时， 该接头就会断开，保护油管不发生断裂，避免发生油 污染事故。 (2)掣涟器 掣链器安全工作负荷为2450kN(250tf)，掣 链器上安装了载荷传感器，在CCR(CenterControl Room)有显示装置，可监测载荷的大小。掣链器可 就地应急释放，也可在CCR中应急释放。若有事故 就应急释放，可以保证FPSO的安全。 (3)油管卷车 油管卷车的末端连接于FPS0船上输油硬管， 要外输油时只要打开输油阀就可进行，并且在油管 卷车另一侧设置直径15．2cm(6in)冲洗管，外输油 后可以非常方便用海水冲洗，冲洗后的污水进入 FPSO的污油水舱中。这种冲洗型式就比以往 52000t FPSU先进、方便和可靠。 (4)液压泵站 本船液压泵站布置在尾部A甲板上。该泵站可 供操作系缆机、输油管卷车、应急截止阀(ESD)和应 急弃链。 (5)闭路电视系统(CCTV) 2台53．3cm(21in)彩色显示器设置在CCR 中，3台摄像机设置在上甲板尾部输油区域，一个监 视穿棱油轮，一个设在油管卷车平台上监视输油情 况，另外一个设置在缆索快速释放器附近监视系缆 索张力。 (6)中央控制窒(CenterControlRoom) 中央控制室布置在FPSO的No．1甲板上，室 内设置遥控显示／控制板，上面设有为弃链的按钮开 关及系缆索张力显示器、系缆索高张力的声光报警 和输油管油压高位及低位报警。 送入CCR信号： ·系缆拉力 模拟显示 ·油压 正常／高 ·输油截止阀 开／关／故障 CCR送出信号： ·系缆索快速释放 5 结束语 总之，本尾部外输油系统在操作、维修、监视和 安全性方面均比较先进，比以往设计的FPSU的外 输油系统前进了一大步，已达到世界上乘水平．可供 以后设计时参考。Y (上接第21页) 实践，小型单甲板渔船若满足上式关系，均 可获得良好初稳性，为此上式已被辽宁省海洋渔船 检验局列入《小型木质渔船建造规范及检验》，作为 检验船舶稳性必须满足的一条稳性衡准[8]。 大、中型拖网渔船B／d约为2．5～2．9[1J，围网 渔船B／d约为2．4～2．9[5]。 拖网渔船的固定压载，文献[1][3]列举了一些 大、中型拖网渔船的固定压载数量约为空船重量的 8％左右，文献EI]在统计了一些渔船实船的数据后， 建议固定压载数量可取空船重量的5～10％，当然， 这个数量的固定压载必须与上述B／d相配合。对围 网渔船而言，由于甲板机械较多，且围网网具较重。 故固定压载数量较大，在一些单甲板围网渔船上，固 定压载有达15～20％者，有的双甲板围网渔船如金 枪鱼围网渔船，B／d并不大，但固定压载也在上述5 ～10％范围，原因是其上层建筑采用铝合金或其它 轻型材料。这也是现代渔船保证有良好初稳性的措 施之～，因此在设计中尚应区别对待。 4 结束语 渔船重量重心的数据来源是从实船资料中统计 分析得来，既简洁，又可靠。同时，应该看到，事物不 是孤立的，总是与其他方面有联系的，固定压载在渔 船中是必不可少的，但是在数量上又是与宽度吃水 比B／d相关的，不能孤立的调整B／d，也不能孤立的 调整固定压载，应该综合来选取。再有，重量重心的 统计分析，不是一劳永逸的事，因为渔船在发展，重 量重心就可能变化，所以，研究是不可能终结的。 本文在撰写过程中得到贾复教授的指导，谨致 谢意。y [参考文献] [1]贾复渔船设计．北京农业出版社．1990 [2]郭仁达小型渔船初步设计中重量重心的估算．水产学 报，1980，4(1)：105—109 [3]郭仁达现代海洋渔船．北京农业出版社．1983 [4]贾复等金枪鱼围网渔船技术经济分析．船舶工程． 1999；1：14—17 39 万方数据 渔船空船重量与重心估算 作者： 李明， 李华彦， Liming， Lihuayan 作者单位： 大连水产学院 刊名： 船舶 英文刊名： SHIP & BOAT 年，卷(期)： 2000(6) 参考文献(4条) 1.贾复 渔船设计 1990 2.郭仁达 小型渔船初步设计中重量重心的估算 1980(01) 3.郭仁达 现代海洋渔船 1983 4.贾复 金枪鱼围网渔船技术经济分析[期刊论文]-船舶工程 1999(01) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_cb200006003.aspx