船舶靜穩性與航行安全博弈

張華高

摘 要：船舶的穩性看不見、摸不著，但它是客觀存在的，對船舶的安全至關重要。靜穩性屬于大傾角穩性的范疇，在理論上具有重要的地位，在生產實際中也具有非常重要的指導意義。

關鍵詞：船舶 靜穩性 安全

在船舶的六大航行性能中，穩性是最重要的性能，它涉及到船舶是否傾覆的專業領域，對船舶的安全至關重要。靜穩性是指船舶的橫傾超過10度，且外力是緩慢施加到船舶上的穩性，不計角加速度和慣性。靜平衡的條件是：外力矩=穩性力矩。解決靜穩性的問題通常是用“靜穩性曲線圖”。

由于靜穩性是橫傾超過10度，外力是緩慢作用在船舶上，這種情況不會常見，因此容易認為它的實用價值不大而被人忽視。不少專業書籍在介紹船舶的穩性時，靜穩性介紹的比較簡單甚至不介紹；在實際工作中，每條新船出廠時，設計單位都會給船舶配備齊穩性資料，其中就有“靜穩性曲線圖”，它在理論和實際工作中有著非常重要的指導意義。

船舶靜穩性在理論上的指導意義

“靜穩性曲線圖”不僅能解決靜穩性的問題，還能解決初穩性和動穩性的問題。

可以證明：“靜穩性曲線圖”0點處切線的斜率等于初穩性高度GM值，有了GM值便可解決初穩性的問題。

動穩性是橫傾超過10度，外力是突然作用在船舶上，要計角加速度和慣性，動平衡的條件是：外力矩作的功=穩性力矩作的功。要計算外力矩和穩性力矩作的功很麻煩，但在“靜穩性曲線圖”卻比較簡單，外力矩作的功和穩性力矩作的功數子上就等于一個面積，如圖：穩性力矩作的功為ockθβ曲線下所包含的面積，外力矩作的功為oakθβ所包含的面積。所以利用“靜穩性曲線圖”可解決動穩性的問題。

船舶靜穩性在實際工作中的指導作用

曲線的最高點對應的縱座標值是船舶最大的穩性力矩，也是船舶的最小傾覆力矩。這就是說靜穩性條件下船舶最大只能承受Mmax（靜）這樣大的外力矩，如果外力矩再大一點船舶就會傾覆。要求船員在實際工作中來計算船舶承受的外力矩有多大是不現實的。但是，船員應該知道在什么裝載條件下，在某個航區，風力達幾級，船舶的橫傾角會超過10度。這時就有可能外力矩超過Mmax（靜） ，一旦有這樣的情況發生，船舶不能冒險航行，應選擇停航扎風。

曲線的最高點對應的橫座標值θmax 是極限靜傾角，在靜穩性條件下，實際工作中不允許船舶的橫傾角超過極限靜傾角。因為，小于θmax 的區域，如果外力矩增加，橫傾角增加，穩性力矩也增加，船舶有抗衡外力矩的能力；大于θmax 的區域，如果外力矩增加，橫傾角增加，穩性力矩相反還減小，船舶失去抗衡外力矩的能力。所以船舶的橫傾角超過極限靜傾角是非常危險的。

當船舶的橫傾角超過極限靜傾角時，如果外力矩全部由風浪產生，船舶傾刻間將會傾覆，除非是風浪突然停止或減小，船舶有可能逃過生死劫，但是命運已不在船長手中；如果外力矩是由風浪和慣性離心力因方向相同迭加而組成，船舶應急措施及時正確，船舶也有可能得救。

在動穩性條件下，如果oab 面積= bck面積，船舶處于極限動平衡狀態，外力矩不能再增加，再增加一點船舶就會傾覆。此時的外力矩就是船舶的極限動傾力矩Mmax（動），顯然它比船舶的最大穩性力矩要小些。在極限動平衡狀態下，K點所對應的橫傾角θβ 現在的教科書統稱為極限動傾角，這一點是船舶在慣性作用下橫傾所到達的極限點，在實際工作中，如果用θβ 作為在動穩性條件下，船舶橫傾的極限角是存在極大的風險的，建議將“靜穩性曲線圖”中的b點對應的橫傾角定義為船舶的極限橫傾角。如是這樣，船舶的極限橫傾角將小于船舶的極限靜傾角，這對船舶的安全操縱有著重要的現實意義。

船舶在江河中航行，突然受到風浪的作用是常有的事情。因此，船舶所能承受的最大的外力矩就不是船舶的最大穩性力矩Mmax（靜） ，而是比它小的極限動傾力矩Mmax（動） ；船舶所能允許的最大橫傾角就不是極限靜傾角，而是比它小的極限橫傾角。

內河船舶極限靜傾角大多在20多度，那么極限橫傾角估算應該是在15至18度之間，這就是說船舶的橫傾超過10度有危險，超過15度相當危險，這就為船舶的安全航行起到了提前預警的作用 。 （作者單位：重慶航運旅游學校）