為了確保船舶在各種條件下的安全和正常航行，要求船舶具有良好的航行性能，這些航行性能包括浮力、穩(wěn)性、抗沉性、快速性、搖擺性和操作性。
船舶浮性

　　船舶在一定裝載情況下的漂浮能力叫做船舶浮性（buoyancy）
船舶是浮體，決定船舶沉浮的力主要是重力和浮力。其漂浮條是：重力和浮力大小相等方向相反，而且兩力應(yīng)作用在同一鉛垂線上。
船舶重力即船舶的總重量。船舶浮力是指水對船體的上托力
根據(jù)阿基米德定理，船舶浮力大小等于船體所排開同體積水的重量。
　船舶重力，通常用W表示，它經(jīng)過船舶重量的中心，也叫重心（G），其方向垂直向下，船舶重心G的位置是隨貨物移動而改變；船舶浮力，通常用B表示，它經(jīng)過船舶水下體積的幾何中心，也叫浮心（G），其方向垂直向上，船舶浮心G的位置是隨水線下船體體積的變化而變化，如圖1-23所示。
船舶重力（W）和浮力（B）大小相等、方向相反且重力與浮力又是作用在同一鉛垂線上，這時船舶就平衡漂浮在水面上。


如果增加載貨，重力增大船舶就會下沉，使吃水增加，浮力也就增大，直到浮力和重力又相等，船舶就達到新的平衡位置；同樣，若重力減少，船舶上浮，也會到達另一新的平衡點。
船舶的平衡漂浮狀態(tài)，簡稱船舶浮態(tài)。船舶浮態(tài)可分為四種。
1．正浮狀態(tài)
是指船舶首、尾、中的左右吃水都相等的情況。
2．縱傾狀態(tài)
是指左右吃水相等而首尾吃水不等的情況。船首吃水大于船尾
水叫首傾；船尾吃水大于船首吃水叫尾傾。為保持螺旋槳一定的水深，提高螺旋槳效率，一航未滿載的船舶都應(yīng)有一定的尾傾。
3、橫傾狀態(tài)
是指船首尾吃水相等而左右吃水不等的情況，航行中不允許出現(xiàn)
橫傾狀態(tài)。
4、任意狀態(tài)
　是指既有橫傾又有縱橫傾的狀態(tài)。
　船舶在海上航行，經(jīng)常會遇到海浪打上甲板，冬季還會結(jié)成很厚
的冰，這就等于給船舶增加了重量。為了保障船舶安全，船舶必須留有一定的儲備浮力（也叫保留浮力）。儲備浮力是指船舶主甲板以下至水線之間水密空間產(chǎn)生的浮力，如下圖所示。
載貨越少，船舶干舷越高，儲備浮力越大，浮性越好，越有利于航行安全。所以，為了既保證船舶安全，又能充分利用船舶的載重能力，就必須根據(jù)不同季節(jié)和航區(qū)進行合理配載，使最大吃水不超過載重線標志上規(guī)定的滿載吃水線。

船舶穩(wěn)性

　穩(wěn)性（stability）是指船舶在外力矩（如風、浪等）的作用下發(fā)生傾斜，當外力矩消除后能自行恢復到原來平衡位置的能力。
船舶穩(wěn)性，按傾斜方向可分為橫穩(wěn)性和縱穩(wěn)性；按傾斜角度大小可分為初穩(wěn)性（傾角100以下）和大傾角穩(wěn)性；按外力矩性質(zhì)可分為靜穩(wěn)性和動穩(wěn)性。對于船舶來說，發(fā)生首尾方向傾覆的可能性極小，所以一般都著重討論橫穩(wěn)性。
　當船舶在平衡位置時，由于船舶構(gòu)造上是左右對稱的，船上重量分布也要求左右對稱，所以重心（G）是在船舶中線上。如前所述，重力（W）是從重心（G）垂直向下。船舶浮心（C）是船舶水下體積的幾何中心，當船舶正浮時，也在船舶中心線上，浮力（B）是從浮心（C）垂直向上，如圖1-25所示。
當外力矩迫使船舶傾斜，若貨物不移位，則重心位置不變。但由于水下體積形狀發(fā)生變化，而浮心則由C點移到C1點。此時重力和浮力組成一個反抗傾斜的力偶，如圖1-26所示。當外力矩消失后，船舶在上述力偶所產(chǎn)生的力矩作用下恢復到初始位置。此力矩稱為復原力矩。當船舶處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)時，稱船舶具有穩(wěn)性。
　如果船舶的重心過高，或船寬較窄，當船舶受外力矩作用橫傾時，由于船寬較窄的船舶浮心橫移的距離較小，因而重力和浮力組成的力偶所產(chǎn)生的力矩，反而使船舶繼續(xù)傾斜，以至于傾覆，此力矩稱為傾覆力矩，如圖1-26所示。當船舶處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)時，稱船舶沒有穩(wěn)性。
　從上述兩種情況可以看出：在圖1-26中，M點（船舶傾斜后新的浮力作用線與船舶中心線的交點）是在重心G點之上，船舶具有穩(wěn)性，M點叫做穩(wěn)心。在圖1-27中，M點是在G點之下，船舶不具有穩(wěn)性。經(jīng)分析研究，船舶是否具有穩(wěn)性以及穩(wěn)性好壞，決定于G點與M點的相對位置和G和M間距離的大小，即GM值是衡量船舶穩(wěn)性好壞的標準，稱GM值為初穩(wěn)性高度。它與穩(wěn)性的關(guān)系是：當M點在G點之上時，GM＞0，船舶具有穩(wěn)性，GM值越大，穩(wěn)性越好，但船舶搖擺就會加?。划擬點在G點之下時，GM＜0，船舶不具有穩(wěn)性，一旦受到外力矩作用很容易使船傾覆；當M點和G點重合一點時，GM=0，船舶也不具有穩(wěn)性，因為一旦受到外力矩作用，船舶處于隨遇平衡狀態(tài)，對船舶也極不安全。



船舶抗沉性
　抗沉性（insubmersibility）是指船舶在一個艙或幾個艙進水的情況下，仍能保持不致于沉沒和傾覆的能力。
　　為了保證抗沉性，船舶除了具備足夠的儲備浮力外，一般有效的措施是設(shè)置雙層底和一定數(shù)量的水密艙壁。一旦發(fā)生碰撞或擱淺等致使某一艙進水而失去其浮力時，水密艙壁可將進水盡量限制在較小的范圍內(nèi)，阻止進水向其他艙室漫延，而不致使浮力損失過多。這樣，就能以儲備浮力來補償進水所失去的浮力，保證了船舶的不沉，也為堵漏施救創(chuàng)造了有利條件。
　對于不同用途、不同大小和不同航區(qū)的船舶，抗沉性的要求不同。它分“一艙制”船、“二艙制”船、“三艙制”船等?！耙慌撝啤贝侵冈摯先魏我慌撈茡p進水而不致造成沉沒的船舶。一般遠洋貨船屬于“一艙制”船?！岸撝啤贝侵冈摯魏蜗噜彽膬蓚€艙破損進水而不致造成沉沒的船舶。“三艙制”船以此類推。一般化學品船和液體散裝船屬于“二艙制”船或“三艙制”船。對“一艙制”船也不是在任何裝載情況下一艙進水都不會沉沒，因為按抗沉性原理設(shè)計艙室時是按照艙室在平均滲透率下的進水量來計算的。所謂滲透率是指某艙的進水容積與該艙的艙空的比值。所以滿載鋼材的雜貨船，貨艙進水時其進水量就會較大地超過儲備浮力，就不一定保證船舶不沉。
　還應(yīng)指出，船舶在破損進水后是否會傾覆或沉沒，在一定程度上還與船上人員采取的抗沉性措施有關(guān)。船舶破損進水后的措施有很多，如抽水、灌水、堵漏、加固、拋棄船上載荷、移動載荷或調(diào)駁壓載水等。抽水、灌水、堵漏、加固、拋棄船上載荷、移動載荷是為了保證船舶浮力，有時為了減少船舶傾斜、改善船舶浮態(tài)和穩(wěn)性，常常通過采用灌水或調(diào)駁到相應(yīng)的艙室的辦法來達到。
船舶快速性

　船舶在主機輸出功率一定的條件下，盡量提高船速的能力叫船舶快速性（speedability）?？焖傩园?jié)能和速度兩層意義，所以提高船舶快速性也應(yīng)從這兩方面入手，即盡量提高推進器的推力和減小船舶航行的阻力。
　　船舶阻力包括水阻力和空氣阻力。由于水的密度比空氣大800多倍，所以船舶在海上航行時，主要考慮船體水阻力。船體水阻力為摩擦阻力、渦流阻力（形狀阻力）和興波阻力三個部分。它們的總和就船體的總的水阻力。即：

　摩擦阻力是由水粘性引起，船在水中運動時，總有一層水粘附在船體表面，并跟著船體一起運動。船舶運動帶動水分子運動所消耗的能量，即為船舶克服摩擦阻力所消耗的能量。摩擦阻力的大小與船體浸水表面積、船體表面滑度、航速高低有關(guān)。因此，船舶定期進塢清除污底，是減少摩擦阻力的重要措施。
　船體運動時除產(chǎn)生摩擦阻力之外，還同時產(chǎn)生渦流阻力，當船體向前運動時，產(chǎn)生一相對水流，由于水具有粘性，靠近船體表面處的相對水流速度就小，到達船尾時，斷面擴大，流速很快下降，可達到零或者倒流，就造成船尾部的渦流運動，使船尾壓力下降，對船舶就形成一個壓力差阻力，就叫渦流阻力，或叫形狀阻力。在船體彎曲度較大部分就容易產(chǎn)生渦流，尾部橫剖面作急劇收縮的船舶所引起的渦流阻力較為嚴重，而流線型船體就不產(chǎn)生渦流阻力或只產(chǎn)生極小的渦流阻力。因此，改善水下船體的線型，對船舶快速性影響很大。
　興波阻力是由于船舶航行中掀起的船行波，產(chǎn)生與船舶前進方向相反的阻力。船行波分船首波和船尾波，在船行波傳播中，如果船首波與船尾波在船尾處互相迭加，興波阻力就大；如果船首波和船尾波在船尾處互相抵消，興波阻力就小。所以興波阻就大小。，主要與航速和船長有關(guān)。航速越快，興波阻力越大，在一定的設(shè)計航速下，適當選擇船長，可以減少興波阻力。遠洋船多采用球鼻船首型，就是為了調(diào)整船長，以達到減少興波阻力的目的。
　至于提高推進器推力，由于目前海船的推進器主要是采用螺旋槳，在主機輸出功率和轉(zhuǎn)速一定的條件下，正確設(shè)計或選擇螺旋槳的幾何形狀，對產(chǎn)生推力大小有很大關(guān)系。因此營運中的船舶應(yīng)：可調(diào)螺距的螺旋槳適當?shù)剡x擇螺旋槳的螺距，調(diào)整合適的吃水和吃水差，航行中保持螺旋槳在水下有足夠的深度。

船舶搖擺性

　船舶在外力的影響下，作周期性的橫縱向搖擺和偏蕩運動的性能叫船舶搖擺性（yawing）。這是一種有害的性能，劇烈的搖蕩會降低航速，造成貨損，損壞船體和機器，使旅客暈船，影響船員生活和工作等。
　船舶的搖擺，可以分為橫搖、縱搖、立搖和垂直升降四種運動形式。橫搖是船舶環(huán)繞縱軸的搖擺運動；縱搖是船舶環(huán)繞橫軸的搖擺運動；立搖是船舶環(huán)繞垂直軸偏蕩運動；垂直升降是船舶隨波作上下升降運動。船舶在海上遇到風浪時，往往是以上四種搖擺的復合運動。由于橫搖比較明顯，影響也較大，所以我們僅著介紹橫搖，了解其規(guī)律性。
船舶橫搖的劇烈程度從外部條件來講，與風浪大小有關(guān)，但從船舶本身條件來講，又與穩(wěn)性大小有關(guān)。
　船舶在外力作用下，離開原來平衡位置向一側(cè)橫傾，當外力停止后，由于船舶具有穩(wěn)性，會產(chǎn)生復原力矩使船向原來平衡位置方向運動。當船回到平衡位置時，由于慣性的作用使船繼續(xù)向另一側(cè)橫傾，當慣性力被相應(yīng)的復原力矩相互抵消時，船舶又在復原力矩作用下，向原來平衡位置運動。船舶就按照這樣的運動規(guī)律，左右反復地搖擺，只有當船舶所受的外力全部為水阻力耗盡后，船舶才可能停止在原來的平衡位置上，在靜水中這種搖擺運動叫“自由搖擺”。船舶從傾斜一側(cè)，經(jīng)過左右完整的一次搖擺周期時，船舶搖擺就劇烈；當船舶自由搖擺周期長時，船舶搖擺就緩慢。而自由搖擺的長短，與船舶的穩(wěn)性高度GM值有關(guān)，如果船舶的GM值太大，復原力矩很強?；貜退俣群芸欤瑩u擺周期就短，形成劇烈的搖擺；反之，搖擺周期長，船舶搖擺緩慢。當船舶在波浪中航行時，還要加波浪引起的強迫搖擺。波浪的波峰移動一個波長距離所需要的時間叫“波浪周期”。對于運動的船舶，當?shù)谝粋€波峰打到船上至第二個波峰打到船上所經(jīng)歷的時間叫“波浪視周期”。波浪視周期的大小，決定于波浪周期和船舶的航向、航速。
　當船舶自由搖擺周期大于波浪視周期時，船舶在波浪中搖擺會減弱；當自由搖擺周期小于波浪視周期時，搖擺會增強。如果船舶自由搖擺周期與波浪視周期相似，船舶擺幅會急劇增大，這種現(xiàn)象叫“諧搖”。諧搖是一種對船舶有危險的現(xiàn)象，對船員、旅客、貨物、船體結(jié)構(gòu)和機器都會產(chǎn)生不良影響，嚴重時將會危急船舶的安全。
　如果發(fā)現(xiàn)船舶處在諧搖時，應(yīng)當立即采取改變諧搖現(xiàn)象的措施?？筛淖兒较蚝秃剿?，使航向與波浪之間夾角發(fā)生變化或使波浪視運動速度改變，從而達到避免諧搖的目的。
　為了減輕船舶橫搖，一般船舶在船體外的舭部安裝舭龍骨，其結(jié)構(gòu)簡單，不占船體內(nèi)部位置，且有較明顯的減搖效果，實踐表明舭龍骨約能減小擺幅20%~25%，舭龍骨的缺點是增加水阻力，影響航速。大型客輪也有用減搖水柜、減搖鰭、陀螺平衡減搖裝置等來減小船舶在風浪中的搖擺。
船舶操縱性

　船舶能保持和改變運動狀態(tài)的能力叫船舶操縱性（manouverability）。
所謂運動狀態(tài)指航向和航速，所以操縱性應(yīng)包括船舶能迅速改變航向的旋回性和保持指定航向的穩(wěn)定性，也包括船舶改變航速和保持航速以及船舶停車和倒車時的慣性等性能。
　船舶操縱性能主要是通過車和舵來實現(xiàn)，但在靠離泊作業(yè)時，還通過錨、纜和拖輪來協(xié)助，提高船舶操縱性。