艇重心垂向加速度

艇重心处的垂向加速度acg依据《游艇入级与建造规范》（2012）中2．1．2．1部分，应该按下式计算：

式中，g为重力加速度，取9．81m／s2；VH为艇在有义波高H1／3的波浪中航行的航速（kn）；H1／3为有义波高（m）；Lwl为水线长（m）；Bwl为水线宽（m），是指艇静止浮于水面时，沿满载水线测量得到的最大型宽，对于多体艇是指满载水线处各片体最大型宽之和；β为艇体重心处横剖面的艇底斜升角，取βmax＝30°，βmin＝10°；Δ为满载排水量（t）。

垂向加速度的取值：“海狼号”在沿海航区内营运，在波高为0．5m时，限制航速为27．36kn，acg＝10．791m／s2，即acg＝1．1g（包含艇静止时的1g）。即当艇在以下有义波高的海面上航行时，航速不得大于表3-1所示对应的航速。

表3-1 波高航速

关于波高：海军及其他政府机构通常根据海浪级数指定或选择设计波高。船舶工程技术人员Spencer和美国船级社（ABS）建议，对于交通艇和巡逻艇，选用有义波高为1／12的艇水线长度较为合适。

计算恶劣海况下的艇速及由其产生的垂向加速度时，可以简单地利用基于该艇从事的服务类型选择设计加速度的方法来确定。需要注意的是高速船与常规船在船体结构受力方面的最大区别是高速船在风浪中高速航行时，船底会受到较大的波浪冲击力。研究人员深入分析后发现，高速船在风浪中高速航行时全船重心处的垂向加速度acg值，是决定该波浪外载荷的一个关键因素。因而，各主要船级社的高速船规范在涉及外载荷时，都首先提出一个包含全船重心处垂向加速度acg、义波高Hs和在该波高海浪中航行航速VH三者的关系式。

如果将下落的加速度设定为9．81m／s2，那么就可以倒算出船只的航速。这时需要考虑不同波浪高度情况下对应的航速限制。这是指在大浪情况下，游艇要减速到一定的限制值，以保证艇体结构不至于在下落中损坏。假定游艇在波峰时垂向速度为零，加速度为1g，在游艇前进航速已知、波高已知的情况下便可以算出游艇到波谷的速度。通常认为，重心垂向加速度取值越大，计算设计出的艇的强度将越大，但艇上人员的舒适性将面临考验；acg取值越大，对应计算的艇底压力就越大，艇体的结构就会更强，具体设计时还需符合船级社的审核要求。此处acg取值只是针对结构，与实际艇的航速没有关系，规范规定绘制波高 航速曲线（见图3- 1）是为了在实际操作艇时要根据相应的海况来限制航速，以保证艇体结构不受伤害。也就是说做结构的时候可以故意取值偏大把结构做强，而实际可能达不到原来结构设计的航速。

图3-1 波高航速曲线

一般acg都由设计部门根据实际情况调整。《海上高速船入级与建造规范》中建议客船垂向加速度acg不要超过1．0g，货船不要超过1．2g，这是针对营运性质船舶驾驶员在特定海况下限制航速的一个依据值。对于公务船有取值2．0g，3．0g，4．0g等。“海狼号”垂向加速度取在最小有义波高中的航速接近设计值28kn时所需的acg值，符合船东所提要求。

乘客所能承受的以及结构设计使用的加速度水准通常以1／10概率的最大加速度的平均值的形式给出。规范中的g值是艇静止时在1g的基础上所增加的值，这一点需要设计者注意。也就是说若规范上要求为0．7g，则用以计算的设计加速度应该是1．7g，此处要避免产生误解。