关于AMSA对牲畜运输船完整稳性计算的浅析
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摘 要：本文以我司设计建造的某牲畜船为例，介绍并分析了AMSA对牲畜运输船完整稳性计算的特殊要求。该要求是对IS CODE完整稳性要求的附加。本文计算案例对后续类似船型的完整稳性计算具有一定的参考意义。
关键词：牲畜船;完整稳性计算;AMSA;IS CODE
中图分类号：U661.4 文献标识码：A
Abstract： Taking our livestock vessel as an example， this paper describes in detail the special requirements of AMSA for intact stability calculation of livestock vessel. AMSA's requirement for intact stability calculation of livestock vessel is an additional requirement to IS CODE， which provides certain reference for future intact stability calculation of this type of ship.
Key words： Livestock vessel; Intact stability calculation; AMSA; IS CODE
1 前言
近年来，随着澳大利亚、新西兰等传统畜牧业发达国家牲畜出口规模不断增大，而中国等新兴市场对新鲜牛羊肉类的需求量不断增加，牲畜运输船越来越受到市场的关注。本文所述的某牲畜运输船是由我司与荷兰GROOT Ship Design公司联合设计、由我司建造的符合澳大利亚海事局（AMSA）规范的绿色环保型自动饲喂牲畜运输船。该项目获得广东省科技进步二等奖、东莞市科技进步一等奖等多项奖励。
由于专门运输动物的船舶数量较少，目前国际上尚未有牲畜运输船的统一稳性标准。澳大利亚是世界上出口动物最多的国家，其拥有的专门运输动物的船舶数量也最多，海事安全局（以下简称AMSA）特别制定了动物运输船舶的稳性规范。该规范要求牲畜运输船在任何航行状态下能满足IS CODE的稳性衡准，并应把牲畜和饲料移动产生的横倾效应及风效纳入完整稳性计算范围。
以下以本司建造的某牲畜运输船为例，具体介绍满足AMSA稳性衡准的计算过程。
2 某牲畜运输船稳性计算
2.1 牲畜移动横倾效应
（1）船舶正浮时牲畜移动产生的横倾力臂WL，按下式计算：
（2）牲畜横倾系数K，按下式计算：
牲畜横倾系数K会随着牛栏使用情况的不同而改变，例如装载牛时与装载羊时的系数就不一样。
（3）船舶横倾40°时所产生的横倾力臂为船舶正浮0°时的0.8倍;横倾力臂曲线按规定为：由0°时的横倾力臂及40°时的横倾力臂连接而成的一条直线（见图1中LL1直线）
2.2 饲料移动横倾效应
（1）船舶正浮时饲料移动产生的横倾力臂LF，按下式计算：
（2）船舶横倾40°时饲料移动产生的横倾力臂为船舶正浮0°时的0.8倍;横倾力臂曲线按规定为：由0°时的横倾力臂及40°时的横倾力臂连接而成的一条直线（见图1中FF1直线）。
2.3 风效应
（1）船舶正浮时风产生的横倾力臂OW，按下式计算：
（2）船舶横倾40°时风产生的横倾力臂为船舶正浮0°时的0.8倍;横倾力臂曲线按规定为由0°时的横倾力臂及40°时的横倾力臂连接而成的一条直线（见图1中WW1直线）。
2.4 AMSA的稳性衡准[1]
（1） 横倾角达到30°时复原力臂曲线下面积应不小于0.055 m*rad;横倾角达到40°或达到进水角（若进水角小于40°）时，复原力臂曲线下面积应不小于0.09 m*rad;
（2） 横倾角在30°～ 40°之间或30°～进水角之间（若进水角小于40°）时，复原力臂曲线下面积应不小于0.03 m*rad;
（3） 横倾角大于等于30°时，复原力臂应不小于0.2 m;
（4） 最大复原力臂对应横倾角，应不小于25°;
（5） 初稳性高度，应不小于0.15 m;
（6）风倾角，应不大于10°;
（7） 面积A，应不小于1.03+0.2（A+B）。
2.5 普通货船的稳性衡准
牲畜运输船的稳性首先应达到普通货船的稳性要求，IS CODE对普通货船完整稳性的要求包括两部分：第一部分是对复原力臂曲线特征的要求，即对船舶静稳性的要求;第二部分是突风与横摇衡准，即对船舶动稳性的要求。
（1） 对复原力臂曲线特征的衡准[2]。
①横倾角达到30°时，复原力臂曲线下的面积应不小于0.055 m*rad;
②横倾角达到40°或达到进水角（若进水角小于進水角小于40°）时，复原力臂曲线下面积应不小于0.09 m*rad;
③横倾角在30°～40°之间或30°～进水角之间（若进水角小于40°）时，复原力臂曲线下的面积应不小于0.03 m*rad; ④横倾角大于等于30°时，复原力臂应不小于0.2 m;
⑤最大复原力臂对应横倾角，应不小于25°;
⑥初稳性高度，应不小于0.15 m。
（2） 对突风与横摇情况的衡准[2]
①船舶受到垂直于其中心线的定常风压的作用，产生定常风压倾侧力臂lW1;
②由于波浪作用船由平衡角θ0向上风一侧摇至横摇角θ1在定常风压作用下的横倾角θ0应不大于16°或甲板边缘浸水角的80%，取较小者;
③船舶受到阵风风压的作用，产生阵风倾侧力臂lw2;
在此情况下，面积B应大于等于面积A（见图2）。
对比AMSA稳性衡准和IS CODE普通货船的稳性衡准可以看出，AMSA稳性衡准前五项和IS CODE对普通货船复原力臂曲线的衡准基本一致;第6项和第7项为AMSA附加的特殊要求。
3 某牲畜运输船的完整稳性计算
某牲蓄船完整稳性的计算工况分为12种装载工况，包括：压载工况;进坞工况;50%、70%、100%消耗品工况;以及热带海况下的出港工况、到港工况等。
根据计算结果（略）可知：
（1） IS CODE的稳性衡准要求在稳定风作用下，取横倾角16°或甲板边缘浸水角的80%中的小者;
（2） 在稳定风或阵风作用下，复原力矩应大于倾覆力矩;
（3） 而AMSA的特殊衡准要求风倾角应不大于10°及面积A不小于1.03-0.2（A+B）（见图1）。而本船在100%消耗品的出港状态时最大的横倾角已达到9.86°，非常接近衡准要求值。这主要因为吃水线以上的侧投影面积过大，导致侧向风倾力矩过大。因上建侧投影面积无法更改，因此只能尽量降低重心高度，使对应的横倾角减小;
（4） 对于面积A应不小于1.03-0.2（A+B）（见图1）的衡准要求，本船尚有一定裕度。但若要求裕度更大，那么从图1可以看出，面积A越大、面积B越小越好，即牲畜移动、饲料移动、风这三项产生的横倾力臂越小越好。从前面的公式可以看出，牲畜移动产生的横倾力臂取决于牲畜种类、牛栏布置等因素;饲料移动产生的横倾力臂取决于饲料舱的长宽和饲料的积载因数，也是由船舶的基本设计和运输牲畜种类决定。所以在计算牲畜船完整稳性时，想通过减小这三项横倾力臂来满足AMSA要求的面积比是不现实。通过分析可以看出，对牲畜运输船的完整稳性衡准中，AMSA是在IS CODE的完整稳性衡准基础上附加两项特殊要求。在前期开发设计时尽量考虑减小横倾力臂、降低重心高度。如船型已定，则后期很难实现减小横倾力臂，只能在配载过程中尽量降低重心高度。
4 结束语
本文主要分析了牲畜运输船完整稳性计算中AMSA的特殊要求，對今后的牲畜运输船的前期开发以及完整稳性计算具有一定的参考意义。另外，AMSA对牲畜运输船稳性衡准中，没有考虑运输过程中牲畜的舒适性问题。如果船舶在运输过程中摇晃剧烈，会导致动物晕船而不吃食，增加了动物在运输中的死亡率，所以AMSA对牲畜运输船稳性衡准要求是不够全面的。我们在设计时，不能单方面的为了满足稳性衡准而降低重心高度，使舒适性变差，必须在满足IS CODE完整稳性衡准和AMSA完整稳性衡准的同时，兼顾所运输动物的舒适性。
参考文献
[1] MARINE ORDERS （Australian Government/ Australian Maritime Safety Authority）.
[2] 2008年国际完整稳性规则. 海安会MSC.267（85）决议.
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