横稳心是船舶横倾前后浮力作用线与船舶重心铅垂线的交点
船舶横稳心的定义
船舶横稳心是指船舶在正浮状态做小角度横倾时，两条相邻浮力作用线的交点，也被称为初稳心，当船舶发生小角度横倾时，浮心会从原来的位置移动到新的位置，连接这两个浮心的直线与船舶正浮时的浮力作用线相交的点,即为船舶的横稳心。
船舶横稳心的确定方法
- 实验法
- 倾斜试验：这是确定船舶横稳心最常用的方法之一，具体操作是将船舶置于平静的水中，使其处于正浮状态，然后通过在船上施加一定的倾斜力矩，使船舶产生小角度的横倾，在倾斜过程中，测量船舶的倾斜角度以及相应的浮心位置变化,根据这些数据可以计算出横稳心的位置。
- 原理：当船舶倾斜时，由于水线的移动，浮心会发生变化，通过测量不同倾斜角度下的浮心位置，可以绘制出浮心曲线，而横稳心就是这条浮心曲线的曲率中心，通过对浮心曲线的分析,可以准确地确定横稳心的位置。
- 计算法
- 基本原理：根据船舶的型线图和相关的参数，利用数学公式来计算横稳心的位置，这需要涉及到船舶的几何形状、排水量、水线面积等参数的计算。
- 具体步骤
- 确定船舶的主要参数：包括船长、船宽、吃水、排水量等,这些参数可以通过船舶的设计资料或实际测量得到。
- 计算水线面积：根据船舶的型线图，将水线以下的部分划分为若干个小的梯形或矩形，然后计算每个小区域的面积，最后将所有小区域的面积相加,得到水线面积。
- 计算浮心位置：浮心是船舶在水中所受浮力的作用点，其位置可以通过对水线以下部分的体积积分来计算，将水线以下的部分划分为若干个微小的体积元素，然后计算每个体积元素的重心位置，再根据体积元素的大小进行加权平均,得到浮心的位置。
- 计算横稳心半径：横稳心半径是指横稳心到船舶正浮时浮心的垂直距离，根据浮心位置和船舶的倾斜角度,可以利用几何关系计算出横稳心半径。
- 确定横稳心位置：根据横稳心半径和浮心位置，可以确定横稳心的位置，横稳心位于船舶正浮时浮心的垂直上方,距离为横稳心半径。
船舶横稳心与船舶稳定性的关系
- 初稳性高：船舶横稳心与重心之间的距离称为初稳性高，它是衡量船舶初稳性的重要指标，初稳性高大的船，能自行恢复到原平衡位置的能力也大；当稳心位于重心下面时，初稳性高为负值,此时船是不稳定的。
- 复原能力：当船舶受到外力作用发生倾斜时，如果横稳心高于重心，那么船舶在倾斜后会产生一个复原力矩，使船舶能够自行恢复到原来的平衡位置，复原力矩的大小与初稳性高成正比，初稳性高越大，复原力矩就越大,船舶的复原能力就越强。
- 倾斜角度的影响：当船舶的倾斜角度增大时，船的复原能力还与船型和干舷有关，不全取决于初稳性高，随着倾斜角度的增加，船舶的复原力矩会逐渐减小，当倾斜角度达到一定值时,船舶可能会失去稳定性而倾覆。
影响船舶横稳心的因素
- 船舶的装载情况：船舶的装载情况会影响其重心的位置，从而影响横稳心与重心之间的距离，即初稳性高，当船舶装载的货物分布不均匀时，会导致重心偏移,进而影响船舶的稳定性。
- 船舶的水线面积：水线面积的大小和形状会影响浮心的位置，从而影响横稳心的位置，水线面积越大,船舶的稳性越好。
- 船舶的型线：船舶的型线设计会影响其在水中的受力情况，从而影响横稳心的位置，具有较大舷弧的船舶,其稳性相对较好。
相关问题与解答
- 问题：什么是船舶的重心？它与横稳心有什么关系？
- 解答：船舶的重心是船舶所受重力的作用点，它是船舶质量和重量分布的综合体现，横稳心与重心之间的距离称为初稳性高，初稳性高是衡量船舶初稳性的重要指标，当横稳心高于重心时，船舶具有较好的初稳性，能够自行恢复到原来的平衡位置；当横稳心低于重心时,船舶是不稳定的。
- 问题：如何提高船舶的初稳性？
- 解答：提高船舶的初稳性可以从以下几个方面入手：一是合理调整船舶的装载情况，使重心尽量降低；二是增加水线面积，可以通过改变船舶的型线或增加舷边的高度来实现；三是适当增加船舶的宽度，这样可以增加横稳心半径,从而提高初稳性高。
船舶横稳心作为船舶设计与航行安全中的关键要素,其重要性不言而喻。
（图片来源网络，侵删）
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