设计吃水和结构吃水概念不同
设计吃水,指的是在设计阶段,船舶满载状态下的吃水。
因为是设计阶段,没有真正的下料和施工,因此设计吃水中的空船重量等数值是估计出来的,并不是造船完工后的空船排水量等真实的数值。
结构吃水,指的是在设计阶段,船舶结构所能承受的最大吃水。
船舶在设计阶段,不但要计算船舶载重和容量方面的能力,同时还要计算船体所能承受的强度。简单的说,结构吃水是为了在设计阶段计算船体强度用的。
设计吃水和结构吃水大小异同
设计吃水大,还是结构吃水大?这个问题的正确答案是,两者可以不一样大,也可以一样大。
设计吃水是先有的,结构吃水是后来的。结构吃水出现的时间也就近30-40年。
设计吃水是船舶满载时对应的吃水,但是设计吃水的数值不是一个精确的数值,而应该有一定的富余量。
因为船东装货期间,有时候需要多装一些货物,多装货物就增加了重量,那么对应的吃水就比设计吃水要大一些。
也就是说,结构吃水是造船厂根据船东的需要做出来的一个概念。一开始,结构吃水比设计吃水通常大20-30厘米,作为一个设计裕度提供给船东用的。
但是,船东看到了结构吃水在经济上的好处,于是,就大幅度增加结构吃水,导致现代商船结构吃水有时比设计吃水大2-3米左右。
如果按照吃水收费,多装货都需要多缴纳港口使费或者税金。尤其是较早的年代,很多港口的港口使费都是按照设计吃水来收取的,因为当时还没有结构吃水这回事。
于是,船东按照设计吃水缴费,按照结构吃水装货,相当于多装货而没有多交钱,如此划算的空子都想钻,结果越钻越大。主管当局当然发现了这个问题,于是及时制止。
但是,结构吃水并没有就此消失。在后来的航运业务中,如果是轻货,按照设计吃水收费;如果是重货,按照结构吃水收费。其实这样算下来,船东还是能给节省一些费用的。
既然结构吃水能够增加船东的经济效益,那干脆把设计吃水直接就做成了结构吃水,从而取消了设计吃水。
现在国外的很多造船厂,就是这么做的,只有结构吃水,不再给出设计吃水。
在计算船舶强度,稳性和干舷等这些重要参数的时候,用的都是结构吃水。
结构吃水和夏季吃水异同
在航海技术中,船舶平均吃水达到了夏季吃水,通常把这个夏季吃水也叫做满载吃水,或者夏季满载吃水。对应的排水量,也被称之为满载排水量。
既然设计吃水是船舶满载时的吃水,那么设计吃水其实就可以认为是夏季吃水了。
那么,到此又出现了一个问题:夏季吃水和结构吃水谁大谁小呢?
根据上面的阐述,结构吃水通常是比设计吃水大一些的,当然也有把设计吃水和结构吃水做成一样大的。
那么,在行业中,就有了如下的结论:
如果夏季吃水比结构吃水大了,那么就把夏季吃水下移到结构吃水。这样夏季吃水就等于结构吃水,两者一样大。在造船实践中,两者通常都是一样大的。
如果夏季吃水比结构吃水小了,那么就保持夏季吃水的数值不变。这样,结构吃水就比夏季吃水大一些,两者就不相同了。
满载和重载与吃水的关系
重载,指的是满载不满舱,货物的积载因数比船的舱容系数小,也就是船装的是重货。此时,船舶吃水达到结构吃水。
满载,指的是均匀装载条件下的满舱,船舶达到了设计吃水。
这两个术语和船舶货运中的概念有一些不同。
重载,从船舶设计角度上说,船舶吃水已经达到了结构吃水,有可能大于设计吃水。但是无论如何满载不满舱,装载状态都不能不满足船舶结构强度的要求。
结构吃水是船舶强度能够承受的最大吃水了,这个数值再也不能被超过,否则船体强度可能就不符合要求了,可能导致船体总纵强度或者局部强度的损坏。
重载状态下,结构吃水有可能大于设计吃水吗?是的。
船舶干舷是根据规范计算出来的,而且规范对最小干舷是有严格要求的。如果船装轻货,设计的干舷值可能就小于规范要求的干舷值,为了满足规范要求,就通过增加船舶型深的办法来增大干舷值。
但是,如果用这种办法增大干舷满足规范要求,却也同时增大了排水量,船装的是轻货,就会满舱不满载,白白浪费了船舶的载重能力。
如此增加干舷的同时也增大了结构,船舶的强度就满足了最小干舷时的强度要求。这样当船舶装重货的时候,就可以多装货了。那么此时,船舶的结构吃水就和设计吃水相差的比较大。
也正是因为如此,散货船,杂货船和工程船,这几个船型,通常都有结构吃水和设计吃水这两个数。
对于航海技术来说,设计吃水和结构吃水对船舶状态的计算,几乎影响很小。
很多情况下,设计吃水,夏季吃水和结构吃水可能都是同一个数值。
当然在较为特殊的情况下,设计吃水和结构吃水的数值还是有所差别的。同时两者的差距,在大船上体现的大一些,在小船上体现的小一些。
航海技术领域的吃水计算,最重要的是船舶宣载和船舶超载计算的应用场景。更加关注于船舶的载重能力,载重量尤其是合同上的载重量是最重要的一个参数。
如果船员船公司能够做到正确宣载,正确计算超载,那么设计吃水和结构吃水几乎是没什么影响的。只要把载重线校核好,正确使用载重线海图,也就可以了。
现代造船技术已经非常先进和成熟,船东装货量和港口使费的博弈,已经淡化了。结构吃水更多的用于船体结构强度的计算和限制,而不再是作为装货量的一个裕度来使用了。
对于船舶经营者或者所有者,应该更加关注船体的总纵强度和局部强度,船舶稳性计算和浮态的计算,严格按照装载手册和行业技术执行航次任务,就能够保证船舶的静水力计算的安全。
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