“排水量高達一萬三千噸”是什麼意思?排水量是如何計算的?

李-小米


排水量是艦船各種參數中的一個非常重要的數據,所體現的實際是艦船的重量,通常以噸作為單位,其計算方法主要分為民船和軍艦兩種,二者間是完全不同的。

民船的排水量(噸位 tonnage)計算

民船,尤其是載客、載貨的船隻,其船體的自重和載滿貨物之後的重量區別較大,其排水量實際是按照船內部的容積來計算的,稱為噸位。近代常見的計算辦法是,每100立方英尺(約2.83立方米)的容積換算為1噸。

軍艦的排水量(Displacement)計算

軍艦的排水量計算和商船完全不同,就是按照軍艦自身的重量來計算的。因為除了構成軍艦本身的所有材料、裝備的重量之外,軍艦上還會有艦員、補給品、彈藥等等,依據對這些額外附加重量的計算標準的不同,又分為正常排水量、標準排水量、輕載排水量、滿載排水量等。

例如滿載排水量,就是除軍艦的自重之外,按照載重極限來加上彈藥、補給品、人員等等的重量。而輕載排水量,顧名思義,就是除了自重之外,至加上有限程度的補給品、彈藥、人員等的重量。

下面列一個古老的實例,就是中國近代史上著名的“定遠”號鐵甲艦,其正常排水量為7335噸,看看這個排水量是怎麼算出來的:

鐵板、橫樑、鉚釘:2545.82噸

打鐵件、生鐵件、炮銅件:89噸

水泥、油漆、軟木:109.3噸

柚木、松木:280噸

螺栓:8噸

各種舾裝件(吊艇架、羅經、燈具、舷窗、水管等等):292噸

鐵甲堡裝甲:1471噸
裝甲襯木:167噸

裝甲襯木用螺栓、螺栓蓋、墊圈:8噸

主副炮:287.8噸

隨炮炮彈(按照每門炮50枚計):98.187噸

蒸汽機(主機):1060噸

輔機:57.09噸

桅杆:40噸

錨、錨鏈及附件:117噸

舢板:9噸

三個月所需的各種備件:20噸

艦員(300人)及行李:40噸

艦員三個月的糧食:24噸

艦員飲用水:18噸

燃煤:432噸

各種零件:84.805噸


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相信很多人對 這句話仍有印象:“船舶滿載貨物時排開水的質量,稱作排水量。”,不過,這話其實只說對了一半:如果一艘船沒有裝載貨物或者沒有滿載貨物時,是不是這艘船就“沒有”排水量了呢?很顯然不是的。

所謂排水量,顧名思義就是排開水的質量。對於現代軍用艦船來說,由於在不同任務和條件下艦船上裝載的物資/裝備、燃油、乃至人員配置都不一樣,因此在不同條件下其排水量也是有很大區別的。因此,對於同一艘艦船,其排水量通常分為以下幾種狀態:

輕載排水量:指船舶最低限度重量下的排水量。對於運輸船舶輕載排水量指不承載物資、供應品或乘客、也不加註任何燃料和淡水時的排水量,對於軍用艦船指僅包含艦體、艦載設備和艦載武器時的排水量。

標準排水量:指艦船包括船體、艦載設備、艦載武器(含彈藥)、後勤物資、淡水和艦載人員,但不包括油料和鍋爐水時的排水量。標準排水量一般僅僅是個理論計算數值,而並非艦船的正常狀態。

正常排水量:指在標準排水量基礎上增加50%的油料和鍋爐水後的排水量。正常排水量下的艦船通常處於正式服以前的試航狀態。

滿載排水量:指艦船上人員、物資、油料、淡水達到滿載狀態,並裝載備用鍋爐水、吃水深度達到安全乾舷深度時的排水量。滿載排水量之下,船舶仍然可以達到最高航速。但通常來說,艦船一般不會按滿載排水量裝載物資。

超載排水量:指在滿載排水量基礎上再在冗餘空間裝載備用燃油和鍋爐水時的排水量。除個別極端狀態下,艦船不會達到超載排水量。


軍機圖


排水量高達1萬3千噸,一般是指該船在滿載貨物時,船體、機倉、設備等的重量加上滿載的貨物重量之和在水中所排開水的體積的重量。物理學中有個阿基米德原理,任何物體在水(或其它液體)中,都要會對物體產生一定的浮力。浮力的大小,等於物體排開水(或其它夜體)的體積的總重量。我們知道淡水或海水的密度,又知道了船舶所排開淡水或海水的體積,是不是就可以把這船拍排開水的總重量計算出來了?船舶的排水量一般用噸來表示。如物體的重量小於排開水的體積重量(浮力),該物體就不會下沉。我們所製造的船舶,就相當於是個特製的物體。船在沒載貨物,就是隻有船體、機倉、相應的設備等,就是沒載貨物時空船在水中的排水量,則為空船排水量;船舶裝滿了沒計預定的貨物重量,加上空船的重量就應該是該船舶的滿載排水量(或最高排冰量)。如一艘軍艦的滿載排水量是不是除了艦體、機倉、設備等外,還要包括武器、彈藥、給養、士兵等呢?


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是啊,在我們經常關注艦船的朋友會遇到像什麼標準排水量,滿載排水量的字眼,其實這些都是一艘船的大小和能力。而恆定艦船大小的標準就是排水量最為合適,因為排水量的大小直接體現的就是船舶的大小。

紅色以下部分就是滿載排水量線

我們上中學時候只要不怎麼淘氣的,都能知道“阿基米德”原理,其說的就是排水量的問題。阿基米德原理是:浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等於它排開的液體受到的重力。而浮力等於物體的重力,而重力就是物體所受地球的引力。



那麼排水量高達13000噸的艦船,就是該型艦船侵入水中的部分,所擠壓排出水的總重量,而這部分重量就是排水量。打個比方,比如一個盛滿水的玻璃杯,將一個鐵球扔去杯中,那麼必然就要溢出一部分水來,而溢出來這部分的水的重量就是鐵球的排水量。


但是如果這個鐵球是空心的他們浮在水面上,那麼侵入水下的部分就是空心鐵球的吃水深度,而在水線以下的部分所排出杯外的水就是排水量。這部分水的重量正好等於空心鐵球的重量,也就印證了阿基米德原理的浮力等於漂浮物的重力。

那麼這個高達13000噸的排水量,就是該艦船所排出水的總重量是13000噸。而作為標準排水量就是艦船並沒有進行貨物或者武器彈藥的填裝。一旦填裝相關的貨物和武器等,必然增加艦船的重量,那麼,重量的增加,就意味著排水量的增大,也就是所排出的水量加大。因此,標準排水量與滿載排水量,之間的差距就是所承載貨物的重量。



裝的貨物越多,其滿載排水量也就越大。但是也不是艦船可以無限制的裝載貨物,畢竟在海上會遇到各種各樣的海浪情況,甚至包括颱風這樣惡劣概況。那麼要保證艦船的安全航行,就必須根據艦船的實際情況設定一定的承載能力,而這個承載能力就是最大的裝貨限定,也就是最大排水量。超過這個標準,艦船就很有可能增大遇到危險沉沒的幾率。


這是非標準狀態下的排水量,還能看到紅色水線以下部分,就說明沒有滿載!

所以世界各國在海上運輸和作戰的艦船,通常都不會超越最大排水量來運送貨物和武器彈藥的。畢竟防止艦船沉沒才是首要的任務,這是關係到全船的安危!


淡然小司


電視或者其它地方,我們總能聽到某某航母活著船隻出現排水量一詞。那麼,有多少朋友清楚排水量是怎麼一回事呢?

排水量一萬三千噸,顧名思義就是這艘船在水中需要佔據水的空間,排擠了一萬三千噸的水。通俗來說也就是它所受的浮力有這麼多。


很多朋友千篇一律的說排水量=這艘船的重量,我看其實必然,排水量的大小雖然和整備質量大小有關係,但是不能體現它的實際重量。只能體現船的整體大小的一個指標,與船隻淨噸位,總噸位,或者載重噸位等是不同的概念。不能一概而論。排水量不等於質量,浮力才等於排水量。

稍微舉個例子就可以輕易的推翻,同質量的鐵和木頭,由於密度的不同,木頭的體積肯定是大於鐵。二者都壓入水中時,木頭排開的水絕對是大於鐵的,由於浮力等於排開水的質量,木頭所受浮力大,壓的時候你會感覺很吃力。

木頭體積有多大就排開多大體積的水,顯然,同一體積下,排開的水絕對木頭重。鐵有多大也排開同體積的水,也很顯然,同體積下水是沒有鐵重的。所以排水量等於質量不成立,只體現浮力。

曾經也有這樣一個實驗,把一個漂浮的物體連同液體冰凍,取出物體。物體在液體表面形成了凹槽,這個凹槽就是排開液體形成的空間。把這個空間再用液體填滿,所用液體的重量是沒有物體重的。說這麼多隻是讓大家明白,排水量不是船隻重量。不要被誤解。



那麼,排水量是如何計算的呢?其實說起來也很簡單,根據長,寬和吃水深度等,計算到吃水線時船體有多少體積沒入水中,只要計算出入水體積,就是排開水的體積了,也就可以知道排水質量了。至於怎麼算就是專家的事了。


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每當有新船下水,新聞報道總會用一些關於船隻的數據來大概描述一下,除了長寬這些描述物體大小的數據外,必定會有一個叫做排水量的數據。那麼排水量是什麼含義,又是怎麼測算出來的?其實知道幾個數就可以算。

回到初中物理課堂上,講排水量就必須要提到一個古老的原理——阿基米德原理,一個洗澡洗出來的定理。這個關於浮力的定理說明了一個物體放進水中,受到的浮力就會等同於它本身的重力,當它浸入水裡,排出的水的重量就等於它的重量。

巨大的船隻自身就有著很大的重量,船隻浸入水中就會排出一部分的水,這些水的重量就等於船隻此時的重量,而這個數值就是“排水量”,這個數字可以認為直接反映了船的重量。

排水量也分為很多種,一般情況下說的排水量就是一條船的標準排水量。按照華盛頓海軍協定,“標準”就是指一條船的艦體本身,加上所有額定工作人員,必備的各種設備物品,但不包括燃油與鍋爐水的重量。在此基礎上,加上了半數的燃油與用水,叫做正常排水量或輕排水量,這是一條船出海時的重量狀態,估計艦船規模的時候,就用這個數據。還有一個重排水量,也就是最大排水量,指這艘船完全滿載後,可以承受最大重量下的排水量。

排水量對於衡量一艘船的規模有著非常重要的意義,其實計算排水量也是非常簡單的,按照固定的公式(長*寬*吃水深度*方模係數),只需要往裡面套數字就可以了。其中方模係數根據海水與淡水有所不同,海水時使用0.9756,淡水則是1,計算出來的數值就是船隻當時的載重吃水狀態下的排水量。

排水量實際上對於艦船的航行安全具有重要的意義,船隻的最大排水量是一條安全線,一旦超過了限制就可能會發生危險。而在很多惡劣的海區,船隻還需要考慮航行可能遭遇的狀況來控制船隻的實際排水量。


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先準備點初中物理中的力學知識:

1.阿基米德原理:浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等於它排開的液體受到的重力。

2.物體浮在液麵上的條件:物體受到的浮力等於物體的重力。

3.重力跟質量成正比。

排水量是劃分艦船大小的一個重要標準,是指艦船排開水的質量。不加說明,一般應指艦船滿載時的排水量。


艦船漂浮在水面上,受到的浮力等於艦船的重力。根據阿基米德原理,艦船受到的浮力等於它排開的水的重力,所以,艦船排開水的重力等於艦船(包括船上所有物體)的重力。又因重力跟質量成正比,因此,艦船排開水的質量(排水量)等於艦船的質量。

題主所說,排水量高達一萬三千噸,就是說艦船滿載時排開水的質量是一萬三千噸,並且這時艦船包括艦船上的所有物體的總質量也是一萬三千噸。


甜甜向上314159


排水量顧名思意就是排開的水的重量,這是阿基米德的浮力定理,要知道船舶的排水量的方法有很多,可以先計算岀船舶的重量和底艙的容積就可以換算岀排水量了,因為底艙的容積就是排開的水的體積,有了水的體積和密度,就知道水的重量了。


老何157501439


船舶排水量是船舶排開水相應體積的重量,分為輕載和滿載兩種狀態。輕載排水量是船舶在空載時僅裝有供船舶自身運轉的油、水和其它必要的物資。滿載排水量是裝滿貨物時的排水量(等於輕載排水量+貨物重量)。

一般講到船舶排水量時都指滿載排水量,因此題目中的排水量一萬三千噸是指裝滿貨物時的滿載排水量。


一米談


簡單說,排水量就是艦體水下部分排開水的量,根據阿基米德的浮力定義,物體在水中的浮力等於物體排開水的重力,也就是物體的水下部分同體積的水的重力,艦船的排水量你可以理解為整艘艦船的重量,通常分為標準排水量跟滿載排水量,標準排水量就是該艦標準配置下的排水量,滿載排水量就是比如說戰時需要加強配置,比如增加艦載機,增加日常補給等等是艦船發揮出最大功效狀態下的排水量…





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