船舶理论中有六大性能。浮性、稳性、抗沉性、快速性、摇摆性及操纵性。
1、浮性
船舶在一定装载情况下的漂浮能力叫做船舶浮性。船舶是浮体,决定船舶沉浮的力主要是重力和浮力。其漂浮条件是:重力和浮力大小相等方向相反,而且两力应作用在同一铅垂线上。船舶重力即船舶的总重量。船舶浮力是指水对船体的上托力,根据阿基米德定理,船舶浮力大小等于船体所排开同体积水的重量。船舶重力和浮力大小相等、方向相反且重力与浮力又是作用在同一铅垂线上,这时船舶就平衡漂浮在水面上。
如果增加载货,重力增大船舶就会下沉,使吃水增加,浮力也就增大,直到浮力和重力又相等,船舶就达到新的平衡位置;同样,若重力减少,船舶上浮,也会到达另一新的平衡点。
船舶在水上航行,经常会遇到波浪打上甲板,冬季还会结成很厚的冰,这就等于给船舶增加了重量。为了保障船舶安全,船舶必须留有一定的储备浮力(也叫保留浮力)。储备浮力是指船舶主甲板以下至水线之间水密空问产生的浮力,载重越少,船舶干舷越高,储备浮力越大,浮性越好.越有利于航行安全。
2、稳定性
是指船舶在外力矩(如风、浪等)的作用下发生倾斜,当外力矩消除后能自行恢复到原来平衡位置的能力。当船舶在平衡位置时.由于船舶构造上是左右对称的,船上重量分布也要求左右对称.所以重心是在船舶中线上。当外力矩迫使船舶倾斜,若货物不移位,则重心位置不变。但由于水下体积形状发生变化,此时重力和浮力组成一个反抗倾斜的力偶。当外力矩消失后,船舶在上述力偶所产生的力矩作用下恢复到初始位置。此力矩称为复原力矩。当船舶处于稳定平衡状态时,称船舶具有稳性。
如果船舶的重心过高,或船宽较窄,当船舶受外力矩作用横倾时,由于船宽较窄的船舶浮心横移的距离较小,因而重力和浮力组成的力偶所产生的力矩,反而使船舶继续倾斜,以至于倾覆,此力矩称为倾} CA力矩。当船舶处于不稳定平衡状态时,称船舶没有稳性。所以船舶稳性直接与船舶的重心高度有关,重心高度超过设计值时,船舶就会倾覆,即船员最忌讳的词:翻船。
3、抗沉性
抗沉性又称船舶不沉性,是指船舶在一个舱或几个舱进水的情况下,仍能保持不至于沉没和倾R的能力。一且发生碰撞或搁浅等致使某一舱进水而失去其浮力时,水密舱壁可将进水尽量限制在较小的范围内.阻止进水向其他舱室蔓延,而不致使浮力损失过多口这样,就能以储备浮力来补偿进水所失去的浮力,保证了船舶的不沉。1912年震惊世界的泰坦尼克(Titanic)沉没,就是在多舱进水情况下造成的。
4、快速性
船舶在主机输出功率一定的条件下,尽量提高船速的能力叫船舶快速性。尽量提高推进器的推力和减小船舶航行的阻力是目标,-两者间的关系并非是简单的直线方程。
5、摇摆性
船舶在外力的影响下,做周期性的横纵向摇摆和偏荡运动的性能叫船舶摇摆性。这是一种有害的性能,剧烈的摇荡会降低航速,造成货损,损坏船体和机器,使旅客晕船,影响船员生活和工作等。
船舶的摇摆,可以分为横摇、纵摇、立摇和垂直升降四种运动形式。横摇是船舶环绕纵轴的摇摆运动;纵摇是船舶环绕横轴的摇摆运动,立摇是船舶环绕垂直轴偏荡运动;垂直升降是船舶随波做上下升降运动。船舶在水上遇到风浪时,往往是以上4种摇摆的复合运动.由于横摇比较明显,影响也较大。需要说明的是,稳性越好其横摇越明显,人的舒适感越差。
6、操纵性
船舶能保持和改变运动状态的能力叫船舶操纵性。所谓运动状态指航向和航速,所以操纵性应包括船舶能迅速改变航向的旋回性和保持指定航向的稳定性,也包括船舶改变航速和保持航速以及船舶停车和倒车时的惯性等性能。