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(duì)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(guò)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(dòng)而改變；船舶浮力，通常用B表示，它經(jīng)過(guò)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(shí)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(huì)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(dá)到新的平衡位置；同樣，若重力減少，船舶上浮，也會(huì)到達(dá)另一新的平衡點(diǎn)。
船舶的平衡漂浮狀態(tài)，簡(jiǎn)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(huì)遇到海浪打上甲板，冬季還會(huì)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(chǔ)備浮力（也叫保留浮力）。儲(chǔ)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(chǔ)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(jìn)行合理配載，使最大吃水不超過(guò)載重線標(biāo)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(fēng)、浪等）的作用下發(fā)生傾斜，當(dāng)外力矩消除后能自行恢復(fù)到原來(lái)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(dòng)穩(wěn)性。對(duì)于船舶來(lái)說(shuō)，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(dāng)船舶在平衡位置時(shí)，由于船舶構(gòu)造上是左右對(duì)稱的，船上重量分布也要求左右對(duì)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(dāng)船舶正浮時(shí)，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(dāng)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(diǎn)移到C1點(diǎn)。此時(shí)重力和浮力組成一個(gè)反抗傾斜的力偶，如圖1-26所示。當(dāng)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(fù)到初始位置。此力矩稱為復(fù)原力矩。當(dāng)船舶處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)時(shí)，稱船舶具有穩(wěn)性。
　如果船舶的重心過(guò)高，或船寬較窄，當(dāng)船舶受外力矩作用橫傾時(shí)，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(dāng)船舶處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)時(shí)，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(diǎn)（船舶傾斜后新的浮力作用線與船舶中心線的交點(diǎn)）是在重心G點(diǎn)之上，船舶具有穩(wěn)性，M點(diǎn)叫做穩(wěn)心。在圖1-27中，M點(diǎn)是在G點(diǎn)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(diǎn)與M點(diǎn)的相對(duì)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(biāo)準(zhǔn)，稱GM值為初穩(wěn)性高度。它與穩(wěn)性的關(guān)系是：當(dāng)M點(diǎn)在G點(diǎn)之上時(shí)，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(huì)加?。划?dāng)M點(diǎn)在G點(diǎn)之下時(shí)，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(dāng)M點(diǎn)和G點(diǎn)重合一點(diǎn)時(shí)，GM=0，船舶也不具有穩(wěn)性，因?yàn)橐坏┦艿酵饬刈饔?，船舶處于隨遇平衡狀態(tài)，對(duì)船舶也極不安全。



船舶抗沉性
　抗沉性（insubmersibility）是指船舶在一個(gè)艙或幾個(gè)艙進(jìn)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(chǔ)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(jìn)水而失去其浮力時(shí)，水密艙壁可將進(jìn)水盡量限制在較小的范圍內(nèi)，阻止進(jìn)水向其他艙室漫延，而不致使浮力損失過(guò)多。這樣，就能以儲(chǔ)備浮力來(lái)補(bǔ)償進(jìn)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(duì)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(jìn)水而不致造成沉沒的船舶。一般遠(yuǎn)洋貨船屬于“一艙制”船?！岸撝啤贝侵冈摯魏蜗噜彽膬蓚€(gè)艙破損進(jìn)水而不致造成沉沒的船舶?！叭撝啤贝源祟愅?。一般化學(xué)品船和液體散裝船屬于“二艙制”船或“三艙制”船。對(duì)“一艙制”船也不是在任何裝載情況下一艙進(jìn)水都不會(huì)沉沒，因?yàn)榘纯钩列栽碓O(shè)計(jì)艙室時(shí)是按照艙室在平均滲透率下的進(jìn)水量來(lái)計(jì)算的。所謂滲透率是指某艙的進(jìn)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(jìn)水時(shí)其進(jìn)水量就會(huì)較大地超過(guò)儲(chǔ)備浮力，就不一定保證船舶不沉。
　還應(yīng)指出，船舶在破損進(jìn)水后是否會(huì)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(jìn)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(dòng)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(dòng)載荷是為了保證船舶浮力，有時(shí)為了減少船舶傾斜、改善船舶浮態(tài)和穩(wěn)性，常常通過(guò)采用灌水或調(diào)駁到相應(yīng)的艙室的辦法來(lái)達(dá)到。
船舶快速性

　船舶在主機(jī)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(jìn)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(shí)，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(gè)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(yùn)動(dòng)時(shí)，總有一層水粘附在船體表面，并跟著船體一起運(yùn)動(dòng)。船舶運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)水分子運(yùn)動(dòng)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(jìn)塢清除污底，是減少摩擦阻力的重要措施。
　船體運(yùn)動(dòng)時(shí)除產(chǎn)生摩擦阻力之外，還同時(shí)產(chǎn)生渦流阻力，當(dāng)船體向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生一相對(duì)水流，由于水具有粘性，靠近船體表面處的相對(duì)水流速度就小，到達(dá)船尾時(shí)，斷面擴(kuò)大，流速很快下降，可達(dá)到零或者倒流，就造成船尾部的渦流運(yùn)動(dòng)，使船尾壓力下降，對(duì)船舶就形成一個(gè)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(yán)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(duì)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(jìn)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(zhǎng)有關(guān)。航速越快，興波阻力越大，在一定的設(shè)計(jì)航速下，適當(dāng)選擇船長(zhǎng)，可以減少興波阻力。遠(yuǎn)洋船多采用球鼻船首型，就是為了調(diào)整船長(zhǎng)，以達(dá)到減少興波阻力的目的。
　至于提高推進(jìn)器推力，由于目前海船的推進(jìn)器主要是采用螺旋槳，在主機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)速一定的條件下，正確設(shè)計(jì)或選擇螺旋槳的幾何形狀，對(duì)產(chǎn)生推力大小有很大關(guān)系。因此營(yíng)運(yùn)中的船舶應(yīng)：可調(diào)螺距的螺旋槳適當(dāng)?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(yùn)動(dòng)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(huì)降低航速，造成貨損，損壞船體和機(jī)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(yùn)動(dòng)形式。橫搖是船舶環(huán)繞縱軸的搖擺運(yùn)動(dòng)；縱搖是船舶環(huán)繞橫軸的搖擺運(yùn)動(dòng)；立搖是船舶環(huán)繞垂直軸偏蕩運(yùn)動(dòng)；垂直升降是船舶隨波作上下升降運(yùn)動(dòng)。船舶在海上遇到風(fēng)浪時(shí)，往往是以上四種搖擺的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。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(lái)講，與風(fēng)浪大小有關(guān)，但從船舶本身?xiàng)l件來(lái)講，又與穩(wěn)性大小有關(guān)。
　船舶在外力作用下，離開原來(lái)平衡位置向一側(cè)橫傾，當(dāng)外力停止后，由于船舶具有穩(wěn)性，會(huì)產(chǎn)生復(fù)原力矩使船向原來(lái)平衡位置方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)船回到平衡位置時(shí)，由于慣性的作用使船繼續(xù)向另一側(cè)橫傾，當(dāng)慣性力被相應(yīng)的復(fù)原力矩相互抵消時(shí)，船舶又在復(fù)原力矩作用下，向原來(lái)平衡位置運(yùn)動(dòng)。船舶就按照這樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，左右反復(fù)地?fù)u擺，只有當(dāng)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(lái)的平衡位置上，在靜水中這種搖擺運(yùn)動(dòng)叫“自由搖擺”。船舶從傾斜一側(cè)，經(jīng)過(guò)左右完整的一次搖擺周期時(shí)，船舶搖擺就劇烈；當(dāng)船舶自由搖擺周期長(zhǎng)時(shí)，船舶搖擺就緩慢。而自由搖擺的長(zhǎng)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(fù)原力矩很強(qiáng)?；貜?fù)速度很快，搖擺周期就短，形成劇烈的搖擺；反之，搖擺周期長(zhǎng)，船舶搖擺緩慢。當(dāng)船舶在波浪中航行時(shí)，還要加波浪引起的強(qiáng)迫搖擺。波浪的波峰移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)距離所需要的時(shí)間叫“波浪周期”。對(duì)于運(yùn)動(dòng)的船舶，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)波峰打到船上至第二個(gè)波峰打到船上所經(jīng)歷的時(shí)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(dāng)船舶自由搖擺周期大于波浪視周期時(shí)，船舶在波浪中搖擺會(huì)減弱；當(dāng)自由搖擺周期小于波浪視周期時(shí)，搖擺會(huì)增強(qiáng)。如果船舶自由搖擺周期與波浪視周期相似，船舶擺幅會(huì)急劇增大，這種現(xiàn)象叫“諧搖”。諧搖是一種對(duì)船舶有危險(xiǎn)的現(xiàn)象，對(duì)船員、旅客、貨物、船體結(jié)構(gòu)和機(jī)器都會(huì)產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)危急船舶的安全。
　如果發(fā)現(xiàn)船舶處在諧搖時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即采取改變諧搖現(xiàn)象的措施。可改變航向和航速，使航向與波浪之間夾角發(fā)生變化或使波浪視運(yùn)動(dòng)速度改變，從而達(dá)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(jiǎn)單，不占船體內(nèi)部位置，且有較明顯的減搖效果，實(shí)踐表明舭龍骨約能減小擺幅20%~25%，舭龍骨的缺點(diǎn)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(lái)減小船舶在風(fēng)浪中的搖擺。
船舶操縱性

　船舶能保持和改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力叫船舶操縱性（manouverability）。
所謂運(yùn)動(dòng)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(shí)的慣性等性能。
　船舶操縱性能主要是通過(guò)車和舵來(lái)實(shí)現(xiàn)，但在靠離泊作業(yè)時(shí)，還通過(guò)錨、纜和拖輪來(lái)協(xié)助，提高船舶操縱性。