曹冲称象的巧妙（航海科普曹冲称）

曹冲称象

某天，孙权送给曹操一只很笨重的大象，曹操想知道这头大象究竟有多重。

曹操命仆人称大象，仆人们面面相觑，怎么办？称不出大象的重量可要杀头的。

正在附近玩耍的曹操小儿子曹冲走过来看热闹，听说仆人们无法称重而双脚跳。

他学着父亲的口吻：“好办！把大象牵到船上去！”曹冲先在空船浸水的地方刻了一条线。

仆人们听曹冲话后仍忐忑不安，小孩子不知轻重，这船能称象？但仆人们照做了。

大象站在船上，船呼啦下沉了。曹冲命人在船舷浸水面上再刻上一道刀痕，再命仆人把大象牵到岸上。曹冲指着岸边的一堆石头说：“把大石头搬到船上去！”

当船下沉到船舷刀痕时，曹冲说“停！再把石头搬到岸上。然后命令仆人逐块称一下石头，再把重量统统加起来！” 此刻，仆人们恍然大悟，这不就是大象的重量吗！

大象的重量就是放在船上刻线的石头重量

仆人们跷起大拇指：“曹冲真聪明！”

时过境迁，到了现代铁壳子商船时代了。曹冲称象的原理仍然不变。但重量的单位不是十六进制的 “斤”了，而是使用世界通用的“公吨”了。

铁虽然密度比水大，但船的中间是空的，船的总重等于铁的总重，但是船的体积不是铁的体积，也就是说船受到的浮力不等于铁受到的浮力，而是大于铁受到的浮力，既然浮力大于重力，那船就沉不下去了。

船的浮力大于重力，红线下叫空船排水量

船下水后排开水的体积就是船壳和设备的重量总和，这种现象叫“空船排水量”。根据造船规范和不同的船型，造出来的船都会精确计算在海水、在淡水不同比重的排水量。以此为基准，现代船舶在船舷六面都刻有叫做吃水线标尺。

船舶吃水线标志

船舶装好货物后，船长、大副就去检查左右两舷船首、船中和船尾的六面吃水线，通过数学计算后，得出船舶的平均吃水值。根据稳性计算书计算或者在配载仪输入平均吃水值，就能查出“载货排水量”了。朋友问，这复杂计算还没有得到装船“货物重量”啊？

船首吃水线

别急！我们搬出老祖宗曹冲的方法，用载货排水量减去空船排水量就是装在船上的总载重量了。是吗？

是的！但这总载重量还不是“货物重量”，里面还含有“水分”的。

原来，船舶要在大洋中航行前，必须带足海员们的行李、伙食、船舶维修保养用的油漆、工具、备品、备件等七七八八的东西，再在压载水舱打入必要的压载水，确保合适稳性。

行吗？不行，船舶还需要加注大量的燃油和润滑油！

这，可以了吧？不可以，大洋里面的海水是咸的，故在港口出发前还要在淡水舱加足供海员生活用的淡水。综上所述，除了货物外，这些东西就是“航次总储备量”！

船在经营过程还会留下看不到却感觉到的重量，就是旮旯中的杂物，叫“船舶常数”。

我们通过曹冲称象的故事中得到启发，现代船舶装载货物的重量可以通过如下计算公式：

满载排水量 = 空船排水量 总载重量

总载重量可以这样算出来的：总载重量=货物重量 航次总储备量 船舶常数。

朋友，您看懂了吗？看不懂，再变一下总载重量公式：

货物重量=总载重量 -（航次总储备量 船舶常数）

这下现代版“曹冲称象”就得出“货物重量”了。

满载排水量 = 空船排水量 总载重量