排水量是体现舰船重量的一个数值。
传统的排水量计算法:算排水量
其具体的计算方法有很多种,最传统的就是根据排水量计算。所谓的排水量,是个非常简单的物理概念,即物体入水后,所排挤溢出的水的重量,这就相当于这个物体的重量。具体到舰船上,就是舰船入水后,所挤压排开的水的重量,即大致等于这艘舰船的重量。
计算军舰的排水量,有非常简单的公式。即计算军舰入水部分的体积(所谓水线下的船体部分),以军舰的长乘以宽、乘以吃水,再乘以船体系数(之所以要乘以船体系数,因为船体不是个规规矩矩的立方体,而是头尾尖锐的造型,根据船型、长宽比的不同,通常巡洋舰、驱逐舰的船体系数为0.5左右,更瘦小的猎潜艇之类系数为0.4左右,宽大的战列舰、补给舰之类为0.6到0.65,大型的航母、邮轮、运油船、集装箱船等,大约是0.6到0.8)。
根据所算出的这个体积数值,再来求吨数。一般35立方英尺的海水为1吨,36立方英尺的淡水为一吨。根据水域的不同,用刚才那个体积数值除以35或者36,就能得出大致的排水量吨数。
需要注意的是,上述所说的尺寸等是英制单位,如果要采用公制数值计算,需要全部改为公制单位。
下面打个大概的比方,例如人民解放军海军的051型驱逐舰,其长度132米,宽12.8米,吃水4.6米,相乘后等于7772.16,再乘以驱逐舰的计算系数0.5,等于3886.08,除以1(公制1立方米水约等于1吨),由此可知051型驱逐舰的排水量数值为3886吨左右。而这个数值与051型驱逐舰实际的满载排水量数值3670吨非常接近。
类似的计算,大家可以试试。
近代军舰的排水量计算法:算重量
除了上面的传统计算法之外,军舰因为其特殊性,实际上对排水量数值的计算主要采取的是计重法。
即不去计算水下体积来求排水量,而是根据军舰的自重来算出自身的排水量,诸如把船体钢材、各种装备、各种补给物资、弹药、燃料、舰员等等的重量,累计相加到一起,从而求出排水量。按照统计的标准不一样,又分为满载排水量、标准排水量、正常排水量、轻载排水量等等。
商船的排水量计算法:算吨位
商船的排水量,严格意义来讲,应该称为“吨位”。
比较常用的计算方法并不是去求水下船体的体积,再算出排水量。也不是去把商船的各种重量加到一起,求出全重。
商船因为需要载客、载货,所以装上人、货之后的重量,要比原本的自重大很多,其重量单位通常以吨位来体现。具体的办法是求出商船内部的容积立方(商船内部的总空间),按照每100立方英尺等于1吨的计算公式,从而求出其吨位。
按照上述算法求出的称为总吨位,除此外还有一种精算的方式,即在总吨位基础上减去诸如轮机舱的容积、厕所的容积、船员生活空间的容积、压载物的容积等等之后,所得出的净吨位。
从字面上理解,“排水量”的意思就是:排开的水的重量,是用来衡量船舶大小的一个指标,也可以简单的理解为一艘船的排水量就是这艘船包括其上面的各种设备的重量,也就是说,排水量越大,船的体量也就越大,那么为什么要用“排水量”来作为衡量船舶大小的指标呢?因为船的体量太大的,动不动就千吨、万吨、十万吨甚至是数十万吨级别,这种巨大的体量导致船舶的重量很难用常规的手段直接“测”出来,所以才会“通过测量船在水中排开的水的重量来等效得出船舶的重量”这种间接测量方法。
▲水线高度影响船舶的排水量
那么为什么“排水量”就等于船舶的重量呢?这个就跟船在水中受到的浮力有关,关于浮力的定义想必大家应该都很清楚了,这是初中的物理知识,简单来说就是:当一个物体处于液体、气体这样的流体中时,它此刻所受到的浮力的大小就等于它排开的流体(空气、水等)的重量。那么,又在什么情况下,物体“排开的流体的重量”才会等于该物体的重量呢?就是当物体的重力与它在流体中所受到的浮力是一对平衡力时,即重力和它受到的浮力大小相等,但是方向相反,此时,物体的重量在数值上就等于它排开的流体的重量。▲重力和浮力
所以,当一艘船漂浮在水面上时,此时船的重力(量)和受到的水对它的浮力就是一对平衡力,它们的大小相等,方向相反,而水对船的浮力的大小在数值上又等于排开的水的重量,所以,此时船的重量(即受到的重力)、水对船的浮力,以及(船)排开的水的重量,在数值上就有一个这样的关系:
船的重量=水对船的浮力;
水对船的浮力=(船)排开的水的重量;
因此,船的重量=排开的水的重量。
这么说应该就很容易理解了吧,船漂浮在水面这个条件是前提,因为此时船的重力和受到的水的浮力才是一对平衡力,这时只要计算出排开的水的重量,就能在理论上得出这艘船的重量了,至于潜艇,也是一样的道理,无非就是通过对艇内蓄水仓注水或者排水来改变自身的重量罢了,当潜艇在水面航行时,此时是处于“漂浮”状态,潜艇总重量等于排开的水的体积,不过此时排开的水的体积大小等于潜艇淹没在水中那部分的体积;而当潜艇在水下潜航时,则是处于“悬浮”状态,潜艇总重量同样等于排开的水的体积,但是这时潜艇排开的水的体积就等于整艘潜艇的体积了,因为潜艇下潜需要往蓄水仓注水,此时潜艇的总重量增大,上浮时则是对蓄水仓排水,测试潜艇总重量减小。
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