一种基于邦戎表的船台下水计算程序开发与应用

2014-06-27，，

船海工程 2014年3期

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(泰州口岸船舶有限公司，江苏泰州 225321)

下水是船厂生产的一个重大节点，是船舶岸上建造和水下安装的分水岭，下水前应进行下水计算，预测下水的安全性，从而采取相应措施来保证船舶的顺利下水。

目前本公司采用《船舶性能计算》(CTJS)软件中的下水模块和手工计算两种方式计算船舶下水。CTJS下水计算需要输入整船的型值表，相当费时间，并且计算中发现有一些缺陷，如站数取值有限制，水位高于或低于某界限值容易报错等，另外对于双艉和倾斜龙骨的船型也不能进行计算。而手工计算则需要花费大量时间进行重复计算，出错率较高。为此，考虑直接采用邦戎表，取消以往的型值输入。

1 下水计算原理

根据船舶下水过程中运动的特点、作用力的变化以及可能发生的危险情况, 通常把纵向下水分为4个阶段[1]进行分析研究。

1)第一阶段。自船舶开始下滑至船体艉端接触水面为止。在这一阶段中, 船的运动平行于滑道。船舶船台方向仅受重力和滑动摩擦力，可以认为是做匀加速运动。计算出下滑加速度，即可以求出各滑程速度、时间。

2)第二阶段。自船体艉端接触水面至船艉开始上浮为止。在这一阶段中, 船的运动仍平行于滑道,随着船滑程增大，入水体积不断变大，浮力对艏支点力矩等于重力对艏支点力矩时，船艉开始浮起，称为艉浮。在下水的第二阶段中, 必须注意是否会发生艉跌落现象。当船的重心已在滑道末端之后, 而船艉尚未浮起时,如果重力对滑道末端力矩大于浮力对滑道末端力矩，则船以滑道末端为支点而发生艉下落现象，此时反力集中于滑道末端, 使船受到损伤。

此阶段船仍平行于滑道，可以确定船舶滑行某一距离x时的艏艉吃水，在邦戎曲线图上画出相当于上述不同行程x时的水线，然后用数值积分法算出每一水线下的浮力及浮心纵向位置, 据此可进一步分别求出浮力对于前支点及滑道末端的力矩，根据下水重量及重心位置, 可算出重力对于前支点及滑道末端的力矩，从而可以计算出艉浮滑程，并判断是否发生艉跌落现象。

3)第三阶段。自船艉开始上浮至下水架滑板前端离开滑道为止，称为全浮。该阶段必须注意是否发生艏跌落现象。当艏支点离开滑道末端时，浮力还小于重力，船艏吃水小于船自由浮起时的艏吃水，船艏会跌落，船艏或下水架可能由于碰击船台或河底而引起损伤。

此阶段龙骨和滑道不平行，可以假设多个龙骨坡度，根据艏支点吃水确定水线，查邦戎表积分得浮力、浮心位置，利用重力和浮力对艏支点力矩相同条件算出该阶段各滑程平衡时状态。根据全浮条件浮力等于重力计算出全浮滑程。

第二、第三阶段速度计算[2]公式为

(1)

式中：vi-1——上滑程末速度，m/s;

W——下水重力，kN;

Di——平均浮力，kN;

K——速度系数，通常取0.013;

△s——计算步长;

β——船台坡度;

fD——滑动摩擦系数;

g——重力加速度,m/s2。