根本氏排水量纵倾校正是水尺计重公式的核心
6.2 排水量或载重量计算
6.2.1 相应排水量或载重量
根据拱陷校正后平均吃水D/M,从排水量或载重量表中查算出最接近于平均吃水处的吨数作为基数Δ1
,将差额吃水数乘以相应的每厘米吨(或每英寸吨),得出差额吨数,以基数加上或减去差额吨数,即得当时吃水的相应排水量或载重量的吨数Δ2。
同时具备排水量和载重量表,一般以排水量计算。
6.2.2 排水量纵倾校正
具备排水量纵倾校正表(二次校正),经校对后,可据以校正。
无排水量纵倾校正表,当船舶艏艉吃水差大于0.3m(或1
ft),则应按下列公式进行校正:
Z
= 100·Tc/ Lbp·XF·TPC + 50·Lbp·(Tc/ Lbp)²
·dm/dz ……………………(14)
Z =
12·Tc/ Lbp·XF·TPI + 6·Lbp·(Tc/ Lbp)²
·dm/dz
……………………(15)
Δ3
= Δ2 +
Z ……………………(16)
式中:
Z
—— 排水量纵倾校正值,t (tn);
XF ——
D/M处漂心距舯距离,m (ft);
TPC ——
D/M相应处的每厘米吃水吨,t/cm;
(TPI——
D/M相应处的每英寸吃水长吨,tn/in);
dm/dz—— D/M处纵倾力矩变化率,t/cm
(tn/in);
Δ2 ——
相应排水量,t (tn);
Δ3 ——
纵倾校正后排水量,t (tn)。
漂心距舯的距离XF,可以从静水力曲线图中测得,或从其他图表上查得。
纵倾力矩变化率dm/dz,可按D/M值上下变化50 cm
(或6 in),从有关图表中查得两个相应的每厘米(或每英寸)纵倾力矩 MTC
(或MTI),求其差数即得。
船舶图表无纵倾力矩资料时,可按以下公式计算:
MTC = Δ2 · (KML – KB)/(100 ·
L)
……………………(17)
MTI = Δ2 · (KML – KB)/(12 ·
L)
……………………(18)
式中:
MTC ——
每厘米纵倾力矩,m-t/cm;
(MTI——
每英寸纵倾力矩,ft-tn/in);
L ——
水线船长(可用Lbp代替),m (ft);
KML ——
纵稳心距基线高度,m (ft);
KB ——
浮心距基线高度,m (ft)。
6.2.3
在具备其他纵倾排水量表(如菲尔索夫曲线图等),亦可据以校正,但应先作艏艉水尺纵倾校正后进行查算,然后再作拱陷校正,其公式如下:
Δ3 = ΔT + 3/4 ( Mm –
MFA ) · TPC
……………………(19)
Δ3 = ΔT + 3/4 ( Mm –
MFA ) ·
TPI
……………………(20)
式中:
ΔT ——
纵倾状态下拱陷校正前排水量,t (tn)。
6.2.4 港水密度校正
Δ4 = Δ3 ·
ρ1/ρ
……………………(21)
式中:
Δ4 ——
港水密度校正后排水量,t (tn);
ρ1 ——
实测港水密度,g/cm³;
ρ ——
制表密度,g/cm³。
当排水量和载重量表上列明密度时,按所列密度计算;未列明密度时:海水可按1.025,淡水可按1.000计算。
如系载重量,须加上空船重量后,再作港水密度校正。
从静水力图表中查得相应排水量,应根据型吃水(不是实际吃水),查得实际排水量(不是型排水量)。型吃水上面已经介绍,这里介绍“型排水量”和“实际排水量”。
型排水量(Mould
Displacement)为船舶线型的设计排水量,不包括外板、螺旋桨、船舵等附着物。实际排水量包括外板、螺旋桨、船舵等附着物,一般是型排水量的1.003~1.006倍。
就好比我们测量物体的长度,要去除直尺的端点上无刻度的部分;而测量物体的体积,则要包括物体本身的附着物。
“排水量纵倾2次校正”是日本工程师根本广太郎所创导,其《关于纵倾下船体排水量速算问题》的论文(即对船舶大纵倾状态下的排水量校正问题,简称根本氏计算公式或称排水量纵倾2次校正),现在为国际公认,水运散装货计量——“水尺计重”的核心!“根本氏”的著名论点:“大纵倾时,吃水面如以其微分定倾中心(Differential
Metacenter)旋转,排水量不变”。解决了大纵倾状态下的修正计算问题。用此方法计算水运散装货重量,要比根据“邦金曲线(Bonjean's
Curve)”、“菲尔索夫图谱(ΦNPCOB's Curve)”,更简捷、准确度更高!
不过也有人觉得用“根本氏”
排水量纵倾校正的方法,用作水尺计重还不够简捷。提出了“叶氏”公式(还没被公众认可的方法,就自称“叶氏”公式,未免有些自大),并以兄弟单位的名义,让各地的商检用他的“叶氏”公式,进行对照试验。我看了“叶氏”公式,当即回复他,做课题的话,大量对照的数据应该由自己来完成的。不过我还是把我对照后的结论告诉他:满载情况用两种方法的相对误差可以小于5‰,半载时相对误差高达8~10‰.这样的结果,国人都无法接受,更何况要让国际同行认可!
也许当初是翻译者的数学基础不好,在最初的资料上,“根本氏排水量纵倾2次校正”的推导过程出现许多错误。在修订1987年版的教材《对外贸易公证鉴定》时,我将修改稿交与董士友先生,让他带到北京代我提出修改的意见,我一直对其中的一张我设计的示意图非常满意。结果是大部分都改好了,却留下了一些排版印刷错误。后来的一版比一版错误更多,最后把这部分推导全给删除了。这倒也好,不再将错的东西误传了。
这里如果有人提出,要了解一下“根本氏排水量纵倾2次校正的推导”,我会在以后专门写上一篇放上来。
其实“菲尔索夫图谱”早就该退出历史舞台了,从我82年从事这项工作至今,26年来还从来未曾用过“菲尔索夫图谱”呢!建议以后的规程删除这些条目。不过近年来有些造船厂,还在用大量的篇幅,为新船做“菲尔索夫图谱”,我想请问航海专业毕业的朋友,你们在船上实际工作中还用到它吗?
由于静水力图表中的“排水量”是根据船舶设计资料,从线形图算得排水体积,再乘上标准海水密度(ρ=1.025)换算而来,而“载重量”则是根据排水量减去实际空船重量(Light
Ship)而得到。因此如果根据平均吃水,查得为相应的“载重量”,则应该在载重量加上空船重量,成为载重量后再作港水密度校正。否则计算结果将产生不小的误差!