艇的负初稳性是指船艇在小倾角倾斜时，复原力矩为
船艇的负初稳性
基本概念
（一）定义
船艇的初稳性是指船艇在初始平衡位置附近作微小倾斜时,抵抗倾斜恢复原状的能力，而负初稳性则意味着船艇在小倾角范围内，倾斜后不具有自动恢复到原来正浮状态的能力，甚至会产生继续倾斜的趋势，当船艇重心与浮心的相对位置关系发生变化，使得复原力矩变为负值时，就出现了负初稳性。
（二）相关参数及原理
- 重心与浮心
- 重心是船艇所受重力的合力作用点,浮心是船艇所受水动力的合力作用点，在正常状态下，浮心通常位于重心之上，船艇具有一定的稳性。
- 当船艇装载不当、破损进水等情况发生时，重心可能上移或浮心下移，导致两者的相对位置改变，从而影响初稳性。
- 复原力矩
- 复原力矩是使船艇从倾斜状态恢复到正浮状态的力矩,在小倾角时，复原力矩(M)与倾角(\theta)的关系近似为(M = Dh\theta)，D)为排水量，(h)为初稳性高度。
- 当初稳性高度(h)为正值时，复原力矩为正值，船艇具有正初稳性；当初稳性高度(h)为负值时，复原力矩为负值，船艇出现负初稳性。
产生原因
（一）装载不当
- 货物分布不均
如果在甲板上或舱内局部装载过多的货物,且没有合理地分布，可能导致重心向一侧偏移，在船的一侧甲板上堆放了过重的货物，而另一侧没有相应的配重，就会使重心偏离中心线，增加出现负初稳性的风险。
（图片来源网络，侵删） - 超载
当船艇的装载超过其设计载重时,可能会使船体下沉过多，导致浮心位置变化，过多的货物也可能使重心升高，进一步破坏重心与浮心的平衡关系，引发负初稳性。
（二）破损进水
- 舱室进水
- 船艇在航行中遭受碰撞、触礁等事故导致舱室破损进水是产生负初稳性的常见原因之一，进水后，水会在舱内积聚，一方面增加了船艇的重量，使重心降低；如果进水舱室位于船的一侧或底部，会导致浮心位置发生变化。
- 当船的一侧舷侧舱室进水时,这一侧的浮力会减小，从而使浮心向另一侧偏移，同时进水后的水重量会使重心向进水侧移动，两者共同作用可能导致初稳性高度变为负值。
- 甲板以上部位进水
风雨天气或海浪冲击可能导致甲板以上的一些容器、设备等进水，这些进水虽然量可能不大，但由于位置较高，会使重心明显上升，对初稳性产生不利影响，有可能使船艇从正初稳性状态转变为负初稳性状态。
（三）其他因素
- 船舶结构变形
在长期的使用过程中,船体结构可能由于疲劳、腐蚀等原因发生变形，这种变形可能会改变船艇的内部空间形状和重心位置，进而影响初稳性，船底板因腐蚀变薄后在外力作用下凹陷，可能会使浮心位置下移，同时如果伴有上层结构的损坏导致重心上移，就可能出现负初稳性。
- 悬挂物摆动
船上的一些悬挂物,如吊灯、摆钟等，在船艇摇晃时会发生摆动，当悬挂物的质量较大且摆动幅度较大时，其产生的惯性力会对船艇的稳性产生影响，在某些情况下，可能会导致重心的位置发生周期性变化，从而使船艇在短时间内出现负初稳性。
（图片来源网络，侵删）
危害及影响
（一）稳定性丧失
- 倾斜加剧
一旦船艇出现负初稳性,在风浪等外力的作用下，船艇的倾斜角度会迅速增大，因为此时倾斜产生的力矩不是帮助船艇恢复正浮，而是促使其进一步倾斜。
- 倾覆风险增加
如果不及时采取措施纠正负初稳性,船艇很可能会继续倾斜直到倾覆，尤其是在恶劣的海况下，波浪的冲击力和船艇自身的倾斜相互作用，会加速倾覆过程。
（二）操纵性变差
- 舵效降低
负初稳性会使船艇的操纵性能受到严重影响,由于船艇的稳定性下降，舵叶在水中产生的舵力难以有效地控制船艇的航向，舵效降低意味着船员通过操纵舵来改变船艇航行方向的能力减弱，增加了航行的危险系数。
- 转向困难
在负初稳性状态下,船艇的转向变得困难，即使加大舵角，船艇也可能无法按照预期的方向转向，或者转向响应迟缓，这在避让其他船只、障碍物或应对紧急情况时，会使船员陷入困境。
（图片来源网络，侵删）
检测与预防方法
（一）检测方法
- 观察法
在船上可以通过观察船艇的漂浮姿态来初步判断是否存在负初稳性,如果发现船艇在平静的水面上有明显的倾斜且不自行恢复，或者在轻微的风浪中倾斜角度过大且难以控制，可能存在负初稳性问题。
- 仪器检测
- 利用船舶倾斜仪可以精确测量船艇的倾斜角度,通过在不同装载状态、航行条件下测量倾斜角度的变化，结合船艇的设计参数和装载情况，可以计算出初稳性高度，从而判断是否出现负初稳性。
- 还可以使用船舶稳性测试仪等专业设备,直接测量船艇的稳性曲线，包括初稳性范围、复原力矩等参数，全面评估船艇的稳性状况。
（二）预防措施
- 合理装载
- 严格按照船艇的载重和装载要求进行货物装载,在装载前，要计算好货物的重量和分布，确保重心保持在合理的范围内，避免在甲板上或一侧舱内过度集中装载重物。
- 对于液体货物,要确保舱内有足够的空间，防止液体晃动导致重心偏移，要注意货物的固定，防止在航行过程中货物移位。
- 定期检查和维护
- 定期对船体结构进行检查,包括船底、舷侧、甲板等部位，及时发现并处理腐蚀、变形等问题，对船上的设备、悬挂物等也要进行检查和维护，确保其牢固可靠，减少因设备故障或悬挂物摆动对稳性的影响。
- 检查舱室的密封性,防止进水，对于容易出现破损的部位，如船首、船尾、舷侧等，要加强防护。
- 安装稳性装置
一些大型船舶或对稳性要求较高的船艇可以安装稳性装置,如减摇鳍、减摇水舱等，这些装置可以在船艇倾斜时产生相反的力矩，帮助船艇保持稳定，在一定程度上提高初稳性。
相关问题与解答
（一）问题一：如何判断船艇是否处于负初稳性状态？
解答：可以通过观察船艇在平静水面上的漂浮姿态，若有明显的倾斜且不自行恢复，可能是负初稳性，也可使用船舶倾斜仪测量倾斜角度变化，结合船艇设计参数和装载情况计算初稳性高度，若初稳性高度为负值则为负初稳性，还可利用船舶稳性测试仪测量稳性曲线相关参数来判断。
（二）问题二：船艇出现负初稳性后如何应急处理？
解答：首先要尝试调整货物分布，将重物向倾斜反方向移动，以调整重心位置，如果是舱室进水导致的负初稳性，要尽快进行排水作业，可利用船上的稳性装置（如有）来辅助稳定船艇，若情况严重，应立即发出求救信号，等待外部救援力量的到来。
| 问题 | 解答 |
|---|---|
| 如何判断船艇是否处于负初稳性状态？ | 可以通过观察船艇在平静水面上的漂浮姿态，若有明显的倾斜且不自行恢复，可能是负初稳性，也可使用船舶倾斜仪测量倾斜角度变化，结合船艇设计参数和装载情况计算初稳性高度，若初稳性高度为负值则为负初稳性，还可利用船舶稳性测试仪测量稳性曲线相关参数来判断。 |
| 船艇出现负初稳性后如何应急处理？ | 首先要尝试调整货物分布，将重物向倾斜反方向移动，以调整重心位置，如果是舱室进水导致的负初稳性，要尽快进行排水作业，可利用船上的稳性装置（如有）来辅助稳定船艇。 |
