TRIM LEDGER · WEIGHT MOMENT, MCT AND LCF
Solve total trim change first, then distribute it about the LCF
The example assumes 100 m LBP, LCF 4 m aft of amidships and locally constant MCT 1 cm. It exposes the calculation structure; it does not replace the vessel's loading manual or loading computer.| Item | Value | Meaning |
|---|---|---|
| Initial F / A draught | 6.300 / 6.700 m | Initial trim 0.400 m by stern |
| Weight shifted | 60 t × 20 m aft | Trimming moment 1,200 t·m |
| MCT 1 cm | 120 t·m/cm | For this example condition only |
| Change of trim | 1,200 ÷ 120 = 10 cm | Adds 0.100 m by stern |
| LCF position | 4.0 m aft of amidships | 54 m from FP; 46 m from AP |
| F / A draught change | −0.054 / +0.046 m | Distributed about LCF |
| New F / A draught | 6.246 / 6.746 m | New trim 0.500 m by stern |
Δtrim(cm) = w × d / MCT₁cm = 60 × 20 / 120 = 10 cmδTF = −10 × 54 / 100 = −5.4 cm · δTA = +10 × 46 / 100 = +4.6 cmDisplacement stays constant; LCG moves and the waterline rotates principally about LCF.
There is bodily sinkage or rise as well as trim; a shift-only formula is insufficient.
Also check free surface, tank limits, transfer sequence and structural load.
縱傾以艏艉吃水差描述船的縱向姿態
船舶語境中的 trim 是縱向浮態,通常用艏吃水 TF 與艉吃水 TA 的差表示,而不是先用一個很小的角度。若 TA 大於 TF,船處於 trim by the stern,也稱艉傾;若 TF 大於 TA,則是 trim by the bow 或 by the head,即艏傾。不同手冊對正負號可能採用相反約定,因此正式計算應同時寫數值與文字方向,例如“TA−TF=+0.40 m,艉傾”,而不是隻留一個正號。
縱傾與三個相鄰詞不同。List 或靜態 heel 是橫向左右舷不等深;pitch 是船在波浪中的動態縱搖;sail trim 是調整帆形與迎角。艏艉平均吃水也不等於縱傾:一艘船可保持相近平均吃水卻改變艏艉差。美國海軍損管教材因此把縱向傾斜與橫向傾斜分別處理,並以艏、艉吃水差定義 trim。
LCG 與 LCB 的相對位置形成縱傾力矩
縱向重心 LCG 是全船每項重量及其縱向座標的合成位置;縱向浮心 LCB 是排水體積的幾何中心。靜止平衡時,重量與浮力的豎向作用線需要形成零合力矩。若裝載狀態使 LCG 位於當前 LCB 之後,船產生艉傾趨勢;船體旋轉改變浸水形狀,LCB 隨之移動,直到新的浮力作用線與重量重新平衡。反方向則產生艏傾。
這不是說 LCB 永久固定,也不意味著把一件貨物移到船尾就只讓艉吃水增加。水線變化使浮力楔體從一端轉移到另一端,船的排水量在純重量移位中保持不變。MCA 穩性資料先由各重量縱向矩求 LCG,再用相應排水量下的 LCB、LCF、MCT 和平均吃水求縱傾;這些水靜力量隨吃水與船體形狀變化,不能從另一艘船借用。
水線繞漂心附近旋轉,端部改變數由力臂分配
LCF 是 longitudinal centre of flotation,即當前水線面面積的形心。小縱傾變化可近似看成水線繞經過 LCF 的橫向軸旋轉。若 LCF 不在船長正中,艏端和艉端的吃水改變數並不相等。MCA 表格還提醒,理論縱傾通常按垂線間長 LBP 計算;實際吃水標誌若與首尾垂線距離明顯不同,還要把計算值修正到標誌位置。
例如 LBP 為100米,LCF 位於船中後4米,則它距艏垂線54米、距艉垂線46米。新增10釐米艉傾時,小角度幾何給出艏吃水減少10×54÷100=5.4釐米,艉吃水增加10×46÷100=4.6釐米,兩端差恰好增加10釐米。簡單的艏艉平均會下降0.4釐米,但船並未上浮;原因是等排水轉動軸不在兩端中點,真正對應水靜力表的參考吃水需按該船定義。
MCT 1 cm 把縱向重量矩換成吃水差變化
MCT 1 cm(也寫 MCTC)是讓船的縱傾改變1釐米所需的縱傾力矩,單位常為噸米每釐米。若把60噸重量向艉移動20米,重量矩為1,200噸米;在該船況 MCT 1 cm 為120噸米每釐米時,縱傾增加1,200÷120=10釐米艉傾。若原來艏艉吃水為6.300米和6.700米,結合上一節的 LCF 分配,新讀數約為6.246米和6.746米。
MCT 不是船名牌上的永久常數。它來自當前水線面的縱向二次矩、排水量與縱向穩性關係,隨吃水、縱傾及船體幾何變化。英國 Workboat Code 要求在預計最大縱傾超過0.3米時提供中間縱傾資料,以便合理插值;這說明大變化不宜把一個 MCT 值一路外推。正式裝載儀會在迭代中更新水靜力資料,並同時檢查穩性、剪力、彎矩、吃水和法定限制。
縱傾改變淨空、幹舷、視野與推進操縱條件
運營關心的不是“船看起來水平”,而是哪一項邊界被縱傾推近。艉傾可能增加螺旋槳和舵的浸深,卻減少艉部幹舷並增大艉端極限吃水;艏傾會增加艏部入水、拍擊或上浪風險,並改變橋樓前方盲區。MCA 的操縱資料要求列出滿載與正常壓載狀態下的螺旋槳浸深、舵面積比、首尾輪廓及前後盲區,正因為裝載浮態會改變可見性和操縱表現。
影響方向不能寫成統一口訣。不同船型的阻力最優縱傾、螺旋槳通氣風險、舵效、球鼻艏浸深和淺水 squat 都不同;速度還可能引起動態 sinkage 與動態 trim。Queen Elizabeth 2 擱淺調查明確指出 squat 既可使全船下沉,也可改變縱傾,進一步削減 UKC。航前應以預計動態最深點核對航道,而不是僅用靜態平均吃水或認為“多一點艉傾總能改善操縱”。
裝載、液艙調撥與進水要按不同問題複核
純重量縱移保持排水量不變,適合使用 w×d 與 MCT 的移位算例;裝入或卸下重量則同時造成整體下沉或上浮與縱傾,需要 TPC、LCF 和載入點力矩共同求解。液體在前後艙之間調撥還涉及泵序、艙容、自由液麵和結構載荷。把貨物集中移到船端雖能快速改變縱傾,卻會增加縱向重量分佈的不利程度與船體彎矩,不能只看最終吃水差。
異常縱傾還是故障線索。MAIB 對 Kirsteen Anne 的調查記錄了艉部重量、降低的艉幹舷與進水互相強化;另一份安全摘要中,漁船艉傾繼續增大,移動甲板漁具已無法糾正,因為真正原因是艉部艙室進水。此時“再向前移貨”會掩蓋正在增加的排水量。歷史開放式帆船的實航研究同樣把石壓載、飲水、器材和船員位置逐項稱量,既校正縱向平衡,也避免重物集中在兩端造成沉重縱搖。
問題
繼續理解這個主題
船舶 trim by stern 是什麼意思?
表示艉吃水大於艏吃水,即船處於艉傾狀態。記錄時最好同時寫艏艉讀數和差值,因為各資料的正負號約定可能不同。
縱傾和橫傾有什麼區別?
縱傾比較艏艉吃水,是前後方向浮態;橫傾或 list 比較左右舷,是橫向狀態。Pitch 則通常指波浪中的動態縱搖。
MCT 1 cm 怎樣計算縱傾變化?
先算縱傾力矩 w×d,再除以該排水量和船況對應的 MCT 1 cm。所得是總吃水差變化,隨後按 LCF 到首尾垂線的距離分配。
移動重量後艏艉吃水會各變化一半嗎?
只有 LCF 恰在兩端中點且採用相應簡化時才會各佔一半。通常應按 LCF 到 FP、AP 的實際力臂比例分配,並修正吃水標誌位置。
什麼是船舶的最佳縱傾?
沒有跨船型通用值。它取決於船體、排水量、螺旋槳與舵、視線、幹舷、強度、穩性、阻力、航道和速度,應使用該船批准資料及運營限制。
來源
從哪裡繼續查證
- Safety practices related to small fishing vessel stabilityFood and Agriculture Organization
- MCA Stability Information Booklet (MSF 2231)UK Maritime and Coastguard Agency
- Workboat Code Edition 3UK Maritime and Coastguard Agency
- Handbook of Damage Control, Chapter X: Longitudinal stability and trimU.S. Navy via Historic Naval Ships Association
- MGN 301 Amendment 1: Manoeuvring information onboard shipsUK Maritime and Coastguard Agency
- Loss of fishing vessel Kirsteen AnneUK Marine Accident Investigation Branch
- MAIB Safety Digest 2/2015, Case 21UK Marine Accident Investigation Branch
- Why does the Sea Stallion sail with ballast?Viking Ship Museum Roskilde
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