破舱稳性

船舶破损进水后的剩余稳性

破舱稳性（damaged stability）是指船舶破损进水后的剩余稳性，也即船舶在一舱或者相邻多舱破损浸水后，仍能保持一定浮性和稳性，使得船舶不至于沉没或者延缓沉没的时间，确保人员和货物安全的性能。船舶破损进水后，如果进水量较小，仍可用初稳性的方法来计算船舶进水后的浮态和稳性；如果迸水量较大，则要根据破舱后的排水量、浮心和船的重心计算船舶进水后的浮态和稳性。船舶规范中还有一种概率破舱稳性，是国际上最新的船舶破舱稳性计算方法。

简介

破舱稳性是指船舶破损进水后的剩余稳性。船舶破损进水后，如进水量不超过排水量的10%～15%，可以应用初稳性公式来计算船舱进水后的浮态和稳性，基本方法有两种：(1)增加重量法。把破舱后进入船内的水看成是增加的液体载荷；(2)损失浮力法。把破舱后的进水区域看成是不属于船舶自身的一部分，即该部分的浮力已经损失。损失的浮力借增加吃水来补偿。这样，对于整个船舶来说，其排水量不变，故此法又称固定排水量法。

客船破舱稳性检验

根据总布置图和各种载况稳性的计算结果，分析并挑选稳性最差的载况作为核算载况，假定有多种对稳性和横倾最不利的破损情况，按船舶静力学方法计算船舶破舱进水后的浮态和稳性。

对于单体客船，破舱后的横倾和初稳性高应满足以下规定：

(1)对称浸水和不对称浸水的终了阶段，用固定排水量法求得的剩余初稳性高度应不小于0.05m；

(2)在不对称浸水情况下，一舱浸水的横倾角不得超过7°，相邻两舱同时浸水的横倾角不得超过12°；

(3)在任何情况下，船舶浸水终了阶段的破舱水线不得淹没安全限界线。

客船分舱与破舱稳性检验的确定性方法，其优点是：使抗沉性问题简洁明了，概念清晰；设计者可以根据分舱布置判断出危险的破损情况并进行破舱稳性计算，需要计算的破损舱组数量少、计算工作量小；适于手工计算。

但是，确定性方法也有其明显的缺点：该方法是依据1950年以前建造的船舶样本统计提出的，随着船舶设计、建造技术的发展，船体各部分的容积关系已发生很大变化，作为计算基础的“业务衡准数”和“分舱因数”已陈旧过时；该方法针对确定的破损舱、破损范围和唯一的破损前吃水进行计算，不贴合实船海损的随机性，而处理随机事件的科学方法应当是概率方法。

大型海洋救助船破舱稳性研究

研究介绍

我国“十五”期间研发、“十一五”和“十二五”期间批量建造的大型海洋救助船被交通运输部救捞局确定为我国海上救生力量的主力船型。该船型在海洋救助及海上应急事件中的出色表现凸显了大型救助船的特殊作用。随着人类的海上活动与日俱增，除了已有的救助船之外，还需补充大吨位的救助船来充实我国的救助装备体系。

对于大型救助船而言，破舱稳性是一个非常重要的指标，在很多情况下是制约其他指标的一个优先满足的指标。因此，对其进行研究是开发优秀船型的前提条件。

随着已有的一批救助船在海上发挥重要的作用，其他相关部门也相继开发建造类似船型。随着船舶用途及特种人员的增加，船型开发会涉及特种用途船或公务船的相关要求。

新开发的船型为国际航行特种用途船或国际航行非高速公务船。这使得其适用的破舱规则发生改变，从而对破舱稳性提出更高的要求。

船舶的破舱稳性是指船舶在破损进水状态下保持一定浮性和稳性的能力，是船舶的一项重要技术性能。根据海难事故统计，每年都会有许多船舶因破损进水而沉没或倾覆，给人们带来难以挽回的生命财产的巨大损失。

从发生的海难事故分析，船舶设计时对破舱稳性考虑的合理、周密程度直接决定着船舶破损进水之后是否会沉没或倾覆，也是船舶破损后能否保证船舶及人员安全的首要前提。

海洋救助船作为一种特殊用途船舶，往往出现在海难事故现场进行船舶救助，难免会遭遇恶劣的海况及不良的水域而导致近距离的摩擦碰撞，进而使得其破损进水概率较其他船舶要大。因此，保证海洋救助船自身的安全是顺利救助的前提，也使得其破舱稳性较其他船舶又多了一层含义。

船型特点

经过十多年若干批次的实船使用及优化设计，海洋救助船现已成为一种具有鲜明特点的船型，其总布置图，见图1。

1) 该型船一般设置2层长艏楼，一方面满足船舶舱室布置的需要，另一方面储备大量的浮力抵御恶劣海况。

2) 该船一般都配备大拖缆机，具备一定的拖力，这就要求艉甲板面开阔无遮挡。另外在救助过程中也需要开阔的甲板面来进行各种救助作业。

3) 该船配备的专业设备繁多，布置复杂；救助人员长期居住在船上，对居住舱室有一定舒适性要求。

总之，该船型的特点为：上层建筑丰满，重心位置较高，受风面积较大，具备较大拖带能力，同时对稳性要求严格。

破舱稳性研究

海洋救助船是一种综合性船舶，除拥有救助船（Rescue Ship）标志之外，可能同时拥有其他船型标志，如拖船（Tug）、近海供应船（Offshore Supply Ship）、特种用途船（SPS）、公务船（Public Affair Ship）、消防船（Fire Fighting Ship）及溢油回收船（Oil Recovery Ship）等。这些标志的申请无疑增加了船舶相应的功能，同时也对破舱稳性提出了不同的要求。同一型船根据不同用途适用不同的破舱稳性规则，而这些规则对船舶的要求又各有侧重，这也是该船型破舱稳性核算的特点所在。

1、破舱稳性规则汇总对比分析

救助船、拖船、消防船和溢油回收船等4个船型标志都要求满足国际海事组织（IMO）MSC决议216(82)(SOLAS2009)对货船的要求，近海供应船要满足IMO MSC决议 235（82）（《近海供应船设计和构造准则》2006）的要求，特种用途船和公务船要满足IMO MSC决议 266（84）（SPS2008）（《特种用途船舶安全规则》2008）的要求。各标志对应的破舱稳性规则见表1。

2、破损假定及残余稳性衡准研究

在破损假定方面，救助船、拖船和特种用途船的破损假定是一致的，但无论是纵向、横向还是垂向都较近海供应船严格。在残存能力方面，特种用途船破损后最大横倾角为 15°的要求大幅度大于拖船、救助船的30°要求，破损后残存稳性要求都是一致的。

表面上看，近海供应船破损后最大横倾角为15°的要求严于拖船、救助船30°的要求，但是近海供应船的舷侧破损宽度仅0.76m，在实船的破舱稳性计算中，这些进水量一般不会导致横倾过大，故该横倾角要求虽然只有15°，但不难满足。

在破损静稳性曲线中最终平衡角以外的正稳性范围方面，近海供应船要求具有 20°，拖船、救助船要求具有16°，近海供应船较高。但是，由于近海供应船的横倾角为15°，整个稳性范围35°，而拖船、救助船的整个稳性范围为46°，其实后者要求要高。对于正稳性范围内的最大复原力臂，近海供应船要求≥0.1m，而拖船、救助船要求≥0.12m，明显后者要求高。

以上从破损假定和残存能力要求2个方面比较2种规则体系的严格程度，可看出救助船的要求高于近海供应船。

由此可看出，破舱稳性规则体系的严格程度按近海供应船、救助船、特种用途船依次增加。各规则的破损假定及残余稳性的衡准见表2和表3。

破舱稳性计算实例

由于特种用途船和公务船对破舱稳性的要求比救助船更严格，因此有必要对比分析2个规则的差别。以某大型海洋救助船为例，该船型标志包括拖船、救助船和消防船，其总长约100m，应按照SOLAS公约对一般货船的要求校核破舱稳性。破舱分区为23个区（见图2），指数A计算到4区破损，见图3。

增加特殊人员，定员为 60人，按照特种用途船核算破舱稳性，在同样的计算条件下得出计算结果见表4。由表4可知，要求的指数R由0.48753提高到0.53896，而达到的指数A由0.52551降低到0.48361（见图3），远不能满足要求。为提高该达到的指数，极限GM（初稳性）曲线抬高0.2m（见图3中的虚线），重新计算达到的指数A=0.56381>R，各吃水指数也能满足要求。但是，会出现一些工况GM值落在极限GM曲线以下，也就意味着该船原始装载工况受到限制，见图3。

研究结果

救助船一般具备拖船、消防船和溢油回收船的综合功能。由于船型的通用性，该型船可兼有近海供应功能，同时增加特殊人员可作特种用途船，增加执法设备又可成为公务船。在这些船型的变化中，破舱稳性使用规则的变化尤为复杂，规则的变化对船舶的要求变化很大，因此，在设计之初要清楚这些规则对该船型的影响，在方案上作出相应调整，若不去关心这些规则的变化，可能会影响到总体方案的顺利进行。

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