船舶中拱和中垂是描述船体在总纵弯矩作用下产生的纵向弯曲变形的术语，其范围需根据船舶设计规范和实际载重情况综合判断。以下是具体说明：
一、中拱与中垂的定义
- 中拱
船体中部上拱、首尾下垂的纵向弯曲变形状态。这种变形通常出现在船舶满载时，由于浮力分布不均导致船体中部受压，首尾受拉。
- 中垂
船体中部下垂、首尾上翘的纵向弯曲变形状态。与满载时的中拱相反，中垂通常出现在船舶轻载或空载时，浮力不足以维持船体平稳。
二、拱垂变形的允许范围
国际海事组织（IMO）和相关规范对拱垂变形有明确限制，主要分为以下三个范围：
- 正常范围
拱垂值 ≤ LBP/1200
此范围内变形对船舶性能影响较小，船舶可安全航行。
- 极限范围
LBP/1200 < 拱垂值 ≤ LBP/800
此范围属于极限变形，可能影响船舶稳性和吃水限制，需谨慎评估航行条件。
- 危险范围
拱垂值 > LBP/800
此变形可能引发搁浅等安全风险，需停止航行并采取矫正措施。
三、实际应用中的关键参数
- 拱垂值计算公式
$$\delta = \frac{L}{2} + d$$
其中，$L$为船长（m），$d$为中部吃水（m）。 注：该公式为经验公式，实际应用中需结合船舶设计数据调整。
- 安全水深余量（UKC）
计算时需考虑中垂导致的吃水增加。例如，若实际吃水为$D$，中垂变形为$\delta$，则需增加储备水深$0.25\delta$（如LBP/1200规范）。
四、案例分析
某船舶首吃水5.40m，尾吃水6.54m，中部吃水6.02m，计算得拱垂值为0.05m（LBP=148m）：
- 该船拱垂值≤LBP/1200（0.05m ≤ 12.25m），处于 正常范围 ，但需注意实际水深限制。
总结
船舶中拱和中垂的允许范围需结合LBP（船长）、吃水深度及设计规范综合判断。实际航行中应定期检查拱垂值，确保不超过LBP/1200，避免因变形过大引发安全隐患。
