船舶概论课件.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,船 舶 概 论,泉州泰山航海学院 张大有,主要内容,第一章 船舶分类与用途,3,（,3,）,第二章 船舶的几何形状,122,（,4,）,第三章 船舶航行性能,147,（,9,）,第四章 船体结构,234,（,9,）,第五章 船舶舱室设计,295,（,2,）,第六章 船舶设备与系统,339,（,6,）,第七章 船舶建造工艺,421,（,6,）,第一章 船舶分类与用途,第一节 船舶分类,第二节 船型的一般介绍,学习目标：,1,、了解船舶分类方法；,2,、了解按用途划分的船舶类型；,3,、,重点了解几种主要民用船舶的特征（主要特征：横剖面,特征）与用途。,第一节 船舶分类,船舶分类方法,1,、按船舶用途分类,2,、按航行区域分类,3,、按航行方式分类,4,、按推进动力分类,5,、按推进器形式分类,6,、按螺旋桨数量分类,第一节 船舶分类,船舶分类方法：,1,、按船舶用途分类,总的可分为,军用舰艇,和,民用船舶,两大类。,军用舰艇分类：,战斗舰艇,：航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、潜艇、鱼雷艇、导弹艇及布雷、扫雷舰艇等；,登陆舰艇,：运送部队和武器装备到敌岸登陆的舰艇；,辅助舰船,：即担负后勤保障任务的各类舰船，如训练舰、补给舰、侦察船、医院船、供应舰、舟桥浮箱等。,第一节 船舶分类,民用船舶主要可分为如下几大类：,运输船舶,工程船舶,渔业船舶,港务船舶,特种船舶,海洋工程：海洋调查船及深潜器、,海洋钻井平台,第一节 船舶分类,运输船舶：,客船、货船（客货船）。,货船,:,散货船,（如谷物、矿砂、煤、水泥等）、,油船,、,杂货船,、,集装箱船,、滚装船、推（拖）船,-,驳船队、液化天然气（石油气）船、化学品船、冷藏船以及各种专用及多用途船等。,工程船舶：,挖泥船、打桩船、起重船、打捞船、管线铺设船、救助拖船、浮船坞、测量船等。,第一节 船舶分类,渔业船舶：,各种捕捞船（如拖网渔船、围网渔船、捕鲸船等）及渔业辅助船（如水产加工船、冰藏运输船、渔政船等）。,港务船舶：,港作拖船、引水船、港监船、供油船、供水船、消防船、交通船、检疫船、浮油回收船、粪便处理船、水面清扫船及趸船等。,第一节 船舶分类,特种船舶：,水翼船、气垫船、地效应船（壁面效应船）、小水线面船、穿浪船等。,海洋调查船及深潜器：,近海调查船、远洋调查船、载人潜水器、无人潜水器等。,海洋钻井平台：,固定式平台、移动式平台等。,第一节 船舶分类,2,、,按航行区域分类：,海洋船舶、内河船舶、港湾船舶。,海洋船舶,：远洋船舶、近洋船舶、沿海船舶。,3,、按航行状态分类（按船舶重力的承载力分类）：,排水型船（潜水船）、半滑行船、滑行船、气垫船、水翼船、,地效,应船,等。,4,、按推进动力分类：,人力船及帆船、蒸汽机船、内燃机船、汽轮机船、核动,力船、电力推进船等。,第一节 船舶分类,5,、按推进器形式分类：,明轮船、平旋推进器船、螺旋桨船、喷水推进船、空气,螺旋桨船等,6,、按螺旋桨数分类：,单桨船,双桨船,多桨船,第二节 船型的一般介绍,一、运输船舶,运输船舶是指载运旅客与货物的船舶，通常又称为商船。,现代运输船舶已形成了种类繁多、技术复杂及高度专业化,的运输船舶体系。,运输船舶按运载物的性质分类，可分成客船和货船两大类,货船通常包括干货船、液货船等；,客船通常按航行区域划分为远洋客船、近洋客船、沿海客,船和内河客船等。,第二节 船型的一般介绍,1,、杂货船,特点,又称,普通货船,、,通用干货船,或,统货船,，,主要用于载运包,装、袋装、箱装和桶装的件杂货物,。,杂货船一般没有固定的,航线和船期，而是根据货源情况及货运需要航行于各港口之,间，除载运件货外，也可载运散装货或大件货等。,杂货船的营运不追求高速，而注重经济性和安全性，杂,货船都为单螺旋桨、,2-3,层甲板、,4-6,个货舱，,货仓口一般开,得很大，且配备完善的起货设备，,多设计成标准船型，并趋,向于建造多用途货船,。,第二节 船型的一般介绍,杂货船横剖面图,第二节 船型的一般介绍,杂 货 船,第二节 船型的一般介绍,2,、集装箱船,集装箱船是,专门载运集装箱的船舶,。其全部或大部分船,舱用来装载集装箱，往往在甲板或舱盖上也可堆放集装箱。,集装箱船航速较快，装卸效率高，停港时间短,。集装箱,的装卸靠码头上的集装箱装卸桥进行，可实现海、陆、空联,运。,集装箱船停港时间短，航速较快。可分为全集装箱船、,半集装箱船和多用途集装箱船三种。,第二节 船型的一般介绍,集装箱船特点：,1),货舱和甲板均装载集装箱；,2),货舱开口宽大，货舱盖强度大；,3),多为单层甲板结构，为保证船体强度和提高抗扭强度，船体设计为双层底和双层壳舷侧结构，并在双层舷侧的顶部设置抗扭箱结构；,4),货舱尺寸按要求规格化，为防止货箱移动和固定货箱，货舱内设有格栅式货架,(,箱格导轨系统,),，甲板上设有底座与绑扎桥；,5),装卸效率高，货损货差少。,6),主机功率较大，航速较高；,7),远洋高速集装箱船的方形系数,C,b,小于,0.6,。,第二节 船型的一般介绍,集 装 箱 船,第二节 船型的一般介绍,集 装 箱 船 横 剖 面,第二节 船型的一般介绍,全 集 装 箱 船,第二节 船型的一般介绍,5446TEU,集装箱船,第二节 船型的一般介绍,“,中远亚洲,”,轮是中远集团旗下最大的集装箱船，造价,10,亿人民币，,2008,年,8,月,6,日在韩国下水，具备自动导航、自动驾驶功能，是亚洲第一条、世,界第三条载箱量超,1,万,TEU,的集装箱船，最大载重量超过,11,万吨。,第二节 船型的一般介绍,中远亚洲号,第二节 船型的一般介绍,中远川崎,48,号,由南通中远川崎船舶工程有限公司制造、可装载,1,万个,标准集装箱（,TEU:20ft,），该船总长,348.5,米，型宽,45.6,米。,第二节 船型的一般介绍,374TEU,多用途集装箱船,第二节 船型的一般介绍,1100TEU,快速集装箱船,金陵船厂为德国船东建造,第二节 船型的一般介绍,1236TEU,高速无箱盖集装箱船,第二节 船型的一般介绍,3,、散货船,散货船是指,专门用于载运粉末状、颗粒状、块状等非包,装类大宗货物,的运输船舶,。如矿砂、煤炭、谷物、水泥、化,肥运输船，属于这类船舶的主要有普通散货船、专用散货船,、兼用散货船以及特种散货船等。,散货船比杂货船装卸速度快，运输效率高。,第二节 船型的一般介绍,散货船的特点,：,(1),货舱为单层甲板，舱口较宽大；,(2),为单层或双层船壳结构；,(3),舱口围板高大，货舱横剖面成棱形，这样既可装满货舱,，减少平舱工作，方便卸货,又可防止货物移动而危及船舶,的稳性；,(4),货舱四角的三角形舱柜,(,上下边舱,),为压载舱，用于调节,吃水和稳性高度；,(5),船型肥大,，一般单向运输。,第二节 船型的一般介绍,散货船横剖面图,第二节 船型的一般介绍,散货船,第二节 船型的一般介绍,15,万吨干散货船,第二节 船型的一般介绍,好望角型干散货船,第二节 船型的一般介绍,散 装 货 船,第二节 船型的一般介绍,4,、油船,专门载运石油及石油产品的船舶,，有原油油船,成品油油,船及原油与成品油兼用船等几种。,油船对防火、防爆的要求特别高，一般只有一层纵通甲,板,甲板上管路较多，其舱口较小，水密性好,机舱一般设于,尾部，甲板建有通行于艏艉的天桥。油船的大小从几百吨至,几十万吨,超大型油船达,50,万吨以上。,油船,第二节 船型的一般介绍,油船,特点：,新建油船均,采用双层底及双层船壳结构,；,无起货设备和大舱口，仅有圆形或椭圆形小舱口，用油泵,、管路及各种控制阀配合完成装卸油作业,；,一般采用纵骨架式结构,；,纵向水密舱壁把油舱划分为并列的两列或三列油舱,；,L/B,较小、,B/D,及方形系数,C,B,较大，属肥胖型船，干舷亦小,机舱布置在船尾，为尾机型船,；,油舱的前后两端设置隔离空舱或用泵舱、压载舱等代替；,设置多道横舱壁和大型肋骨框架，用以增加横向强度和适装不同品种的油类；,设有专用压载舱或清洁压载舱,第二节 船型的一般介绍,SKY WING,号油船,第二节 船型的一般介绍,油船,第二节 船型的一般介绍,油 船 横 剖 面 图,第二节 船型的一般介绍,当代业界，将油轮按载重吨位分为,5,个级别,：,巴拿马型,（,Panamax,）,：,船型以巴拿马运河,（,Panama,Canal,）,通航条件为上限（譬如运河对船宽、吃水的限制），,载重吨,（,DWT,）,在,6,8,万吨之间,阿芙拉型,（,Aframax,）,：,平均运费指数,AFRA,（,Average,Freight Rate Assessment,）,最高船型，经济性最佳，是适合,白令海,（,Baltic Sea,）,冰区航行油船的最佳船型。载重吨在,8,12,万吨之间,。,苏伊士型,（,Suezmax,）,：,船型以苏伊士运河,（,Suez Canal,）,通航条件为上限，载重吨在,12,20,万吨之间,。,VLCC,（,Very Large Crude oil Carrier,）,：,巨型原油船，载,重吨在,20,30,万吨之间,。,ULCC,（,Ultra Large Crude oil Carrier,）,：,超巨型原油船，,载重吨在,30,万吨以上,。,第二节 船型的一般介绍,“,伊朗,德尔瓦（,IRAN,DELVAR,）,”,号,(30,万吨,VLCC),第二节 船型的一般介绍,苏伊士型,（,Suezmax,）,第二节 船型的一般介绍,“Pierre Guillaumat”,号,ULCC,第二节 船型的一般介绍,5,、客船,客船是,用以,载运旅客及其行李并兼带少量货物的运输船,舶,。一般定班定线航行。按航行的海区和适居性的要求，客,船分为远洋客船、近海客船、沿海客船和内河客船等。,对客船的要求首先是,安全可靠,，其次应具有,良好的适航,性,和居住条件以及,较快航速,。为了旅客的安全，客船上按规,定应配备足够的,救生,设备；,消防,也有严格的规定。,第二节 船型的一般介绍,海上航行者,3,第二节 船型的一般介绍,钻石公主号,第二节 船型的一般介绍,海上自由号,第二节 船型的一般介绍,世界最大豪华邮轮,-,“,海中绿洲,”,号,耗资,7,亿英镑，长,360,米、宽,65,米、高,72,米，重达,22,万吨，要比“泰坦尼克号”还要大,3,倍，比世界上最大游轮“海洋自由号”还重,6,万吨，堪称是一座“旅行的城市”。,第二节 船型的一般介绍,客货船,第二节 船型的一般介绍,客渡船,第二节 船型的一般介绍,长江旅游船,第二节 船型的一般介绍,“,乾隆号”长江旅游船,第二节 船型的一般介绍,6,、推、拖船、驳船,推、拖船,是用以,顶推、拖带非自航船的船舶,。,推、拖船设有功率强大的动力装置，操纵灵活，本身不,载客货,。,驳船,特点：载货量大、吃水浅、设备简单，一般没有动,力。少数有动力装置和推进装置的驳船称为机动驳。,按结构形式分为：,甲板驳、舱口驳、半舱驳、敞开驳及,分节驳；,按用途分为,：客驳、货驳、油驳、泥驳、集装箱驳等。,第二节 船型的一般介绍,推轮,2,1103+,驳船,360TEU,第二节 船型的一般介绍,ATB,敞口集装箱船队,第二节 船型的一般介绍,4.5,万吨,ATB,海驳国裕,1,号,第二节 船型的一般介绍,分节驳顶推船队,第二节 船型的一般介绍,莱茵河万吨顶推船队,第二节 船型的一般介绍,大运河拖带船队,内河顶推驳船编队形式,第二节 船型的一般介绍,二,.,高速船舶,1.,水翼艇（全浸式）,第二节 船型的一般介绍,水翼艇（割划式）,第二节 船型的一般介绍,2.,气垫船,第二节 船型的一般介绍,气垫船原理,第二节 船型的一般介绍,全浮式气垫船,第二节 船型的一般介绍,全浮式气垫船,第二节 船型的一般介绍,俄罗斯“贼鸥”级大型气垫登陆艇,第二节 船型的一般介绍,侧壁式气垫船,第二节 船型的一般介绍,“,捷翔,”,号,250,客位双体气垫船,侧壁式气垫船,第二节 船型的一般介绍,3,、小水线面双体船（,SWATH,）,第二节 船型的一般介绍,小水线面双体船（,SWATH,）,第二节 船型的一般介绍,小水线面双体船（,SWATH,）,第二节 船型的一般介绍,小水线面双体船（,SWATH,）,第二节 船型的一般介绍,4,、穿浪船,第二节 船型的一般介绍,5,、翼船（地效船、壁面效应船）,第二节 船型的一般介绍,中国,“,天鹅,”,地效船,第二节 船型的一般介绍,俄罗斯,“,小鹰,”,地效船,第二节 船型的一般介绍,俄罗斯是目前世界上地效飞行器研制水平最高的国家。自六,十年代首架地效飞行器“里海怪物”被国外侦察卫星发现并公开,以来，已经成功地研制出不少最近几年才被逐渐披露的、具有,各种用途的地效飞行器，并形成了系列化的地效飞行器体系。,据最新数据显示，俄美正联合研制一种类似“飞碟”的无人驾,驶地效飞行器。这种飞行器能以每小时五百至七百公里的速度,在八至十三千米高空将笨重的巨型装备（一百吨以上）运送到,几千公里之外，并能在接近地面和水面的空中以每小时一百六,十公里的速度飞行。,此外，美国波音公司也正着手开发一种巨型地效飞行器。这,种名为“鹈鹕”的巨型地效运输机，其机身长一百一十米，翼展,达一百五十二米，载重量为一千二百七十吨，一次可以运载十,七辆,M,1,系列主战坦克，或三千名全副武装的士兵，这个载,重量几乎达到了巨型运输机“安,225”,的五倍。,第二节 船型的一般介绍,三、工作船、工程船和其他船舶,1.,消防船,第二节 船型的一般介绍,2.,挖泥船,铲斗式挖泥船,第二节 船型的一般介绍,耙吸式挖泥船,第二节 船型的一般介绍,铰吸式挖泥船,第二节 船型的一般介绍,铰吸式挖泥船,第二节 船型的一般介绍,链斗式挖泥船,第二节 船型的一般介绍,链斗式挖泥船,第二节 船型的一般介绍,3.,渔船,第二节 船型的一般介绍,拖网渔船,第二节 船型的一般介绍,金枪鱼围网渔船,第二节 船型的一般介绍,捕鲸船,第二节 船型的一般介绍,4.,工程船,浮吊,第二节 船型的一般介绍,浮船坞,17,万吨级浮船坞,“,江山,”,号,“,江山”号浮船坞长,333,米，宽,66,米，面积超过三个标准足球场。,第二节 船型的一般介绍,军用浮船坞,第二节 船型的一般介绍,布缆船,第二节 船型的一般介绍,5.,其它船舶,液化天然气船,(LNG),特点,:,液化天然气,(,主要成分为甲烷,),通常采用在常压下,极低温,(-165),冷冻的方法使其液化,.,液舱具有严格的隔热,结构与材料，能保证液舱恒定低温。常见的液舱形状有球形,和矩形两种，也有将液舱设计成棱柱形或圆筒形的。,液化石油气船,(LPG),液化石油气的主要成分为丙烷，,运输方法有三种,：一种,是将其加压液化，可在常温下进行装卸，这种船叫,全加压式,液化石油气船,，其,货舱常为球形或圆柱形罐,；另一种是冷冻,液化，叫,全冷冻式液化石油气船,，其货舱可制成矩形，舱容,利用率高，但需设置良好的隔热层；第三种是既加压又冷冻,液化，叫,半加压半冷冻式液化石油气船,。,第二节 船型的一般介绍,液化天然气船,(LNG),第二节 船型的一般介绍,液化气运输船,横剖面图,第二节 船型的一般介绍,液化天然气运输船,LNG,第二节 船型的一般介绍,世界最大的,LNG,船,第二节 船型的一般介绍,液化天然气运输船,LNG,LNG,液货舱,第二节 船型的一般介绍,三星同时建造四艘,LNG,船,第二节 船型的一般介绍,5000,立方米全压式液化（石油）气船,LPG,第二节 船型的一般介绍,乙烯运输船,泰山建造的化学品运输船,第二节 船型的一般介绍,滚装船,滚装船是装载车辆或装载固放在车辆上的集装箱或托盘,货物,通过船舶首、尾或两舷的开口以及搭到码头上的跳板进,行滚装运输,的专用船舶。将传统的船舶垂直上下装卸改成水,平方向滚动方式装卸。,尾部或舷侧或首部设有供车辆上下的跳板，首跳板处必,须设置首门与内门，尾跳板与舷侧跳板处有时仅设内门；舱,内设有活动斜坡道或升降平台；抗沉性相对较差，舱容利用,率较低，造价也较高；装卸效率高，船速快，对码头要求不,高，主要用于短途运输。,第二节 船型的一般介绍,滚装船,第二节 船型的一般介绍,滚装船,第二节 船型的一般介绍,滚装船,第二节 船型的一般介绍,滚装船首门、内门、跳板与侧门,第二节 船型的一般介绍,滚装船船舱,第二节 船型的一般介绍,载驳船,第二节 船型的一般介绍,西比式载驳货船,第二节 船型的一般介绍,科考船、供应船,第二节 船型的一般介绍,供应船,第二节 船型的一般介绍,四、海洋工程,自 升 式 钻 井 平 台,第二节 船型的一般介绍,张 力 腿 式 平 台,第二节 船型的 一般介绍,自 升 式 钻 井 平 台,第二节 船型的一般介绍,半潜式钻井平台,第二节 船型的一般介绍,钻 井 船,第二节 船型的一般介绍,17,万吨浮式生产储油船,第二节 船型的一般介绍,FPSO,海上石油浮式生产储存系统,/1/3,第二章 船舶的几何形状,主要内容：,第一节 船舶主要尺度,第二节 船舶尺度比与船型系数,第三节 船体线型图,第四节 船舶外部形状,学习目标：,1,、理解船舶主要尺度定义的含义,2,、理解船型系数及尺度比定义的含义及对船舶性能的影响,3,、理解线型图的表达内容,4,、一般了解船舶的主要外部形状,第二章 船舶的几何形状第一节 船舶主要尺度,在学习船舶主尺度前先要建立,型尺寸,的概念！,总长,L,OA,：船体艏艉两端间最大水平距离。,设计水线长,L,WL,：设计水线面上船体型表面艏艉端点的距离。,垂线间长,L,PP,：艏垂线与艉垂线之间的水平距离。艏垂线是通过设计水线艏部端点所做的垂线，艉垂线在有舵柱时为舵柱后缘，无舵柱时为舵杆中心线。,型宽,B,：沿船舶设计水线自一舷的肋骨外缘至另一舷肋骨外缘之间的最大水平距离。,舵柱与舵杆,第一节 船舶主要尺度,型深,D,：,船长中点处，,沿舷侧,自平板龙骨上缘至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离。,吃水,T,：船长中点处，自平板龙骨上缘至设计水线的垂直距离。,干舷,F,：船长中点处，沿船舷自设计水线至上层连续甲板边缘的垂直距离，即型深与吃水之差值：,F=D-T,注,：,船舶主要尺度通常指,型尺寸,，即从船体外板内表面（,型表面,）度量的尺寸，称为型尺寸。,水线一般指夏季载重水线。,第二节 船舶尺度比与船型系数,（尺度比由第三章第一节提上讲）,船舶尺度比与船型系数能进一步表明船的几何特征，同,时又能与船舶的性能更紧密联系，尤其对于具有相同尺度的,船舶。,一、船舶的主要尺度比,（见第三章第一节）,1,、,长宽比,L/B,：,该比值对船的快速性影响较大,，比值越大，船越瘦长，,航行阻力越小，快速性越好。,2,、,船宽吃水比,B/T,：,主要影响船的稳性,，比值越大，稳性越好。,3,、,型深吃水比,D/T,：,主要影响船的抗沉性,，比值越大，干舷越大，抗沉性越,有保证。,第二节 船舶尺度比与船型系数,4,、长深比,L/D,：,主要影响船体的结构强度,，比值越大，说明船型越扁,平，当比值超过某个限度，则对船舶坚固性不利。,5,、船长吃水比,L/T,：,主要影响船舶的操纵性,，比值越小，,回转性,越好，转动,越是灵敏。,第二节 船舶尺度比与船型系数,二、船型系数,1,、水线面系数,C,W,：,船舶设计水线面面积,A,W,与矩形,L,B,面积的比值。,即：,C,W,=A,W,/L,B,表征,水线面的丰满度，,对,船舶稳性,和,快速性,均有影响。,第二节 船舶尺度比与船型系数,2,、,中剖面系数,C,M,：,中横剖面水下部分面积,A,M,与矩形面积,B,T,的比值。,即：,C,M,=A,M,/B,T,反映,中横剖面的丰满度，,通常大型船舶的舯剖面较丰满,，,C,M,接近于,1,；快速船则采用较小的,C,M,值,。,第二节 船舶尺度比与船型系数,3,、方形系数,C,B,：,船舶水下部分体积与长方体体积,L,B,T,的比值。,即：,C,B,=,/L,B,T,表示,船体水下部分的丰满程度，也称为排水量系数,。通,常，,低速船,C,B,值较大,，,高速船,C,B,值较小,。,第二节 船舶尺度比与船型系数,4,、,纵向棱形系数,C,P,：,船舶排水体积与断面为,A,M,、,长度为,L,的棱柱体体积,A,M,L,的比值。,即：,C,P,=,/A,M,L,显然,C,P,=C,B,/C,M,反映,排水体积沿船长方向分布情况。,C,P,的数值越大表示沿船长分布越均匀，,其值越小，则表示,排水体积集中于舯部,。该系数对快速性与试航性均有影响。,第三节 船体线型图,型线图是在三个互相垂直的投影面上，用船体型表面的,截交线,、,投影线,、,外轮廊线,来表示船体外形的图样。,第三节 船体线型图,三个互相垂直的基准投影面为：,纵中剖面,：通过船体甲板中心线的纵向垂直平面,（将船分成左右对称的两部分）,中横剖面,（舯剖面）,：通过船长中点（以符号表示）的横向垂直平面,（将船分成前后两段）,设计水线面,（满载水线面）,：通过满载水线的水平面,（将船分成上下两部分）,第三节 船体线型图,纵中剖面,纵剖线图,第三节 船体线型图,纵剖线图,：,用一系列平行于中纵剖面的平面（一般在,1/2,船宽内取,3,4,道,）剖切船体所得的曲线称为纵剖线，在其他两个投影,面上为直线。,第三节 船体线型图,中横剖面,（舯剖面）,横剖线图,第三节 船体线型图,横剖线图,用一系列平行于中横剖,面的平面剖切船体所得的曲,线。,由于船体左右舷对称，,所以,横剖线图只表示横剖线,的一半即可，,习惯上,右艏左,艉,。,一般将船长分为,10,20,站,，即取,10,20,个剖切面，,编号自艉至艏,。,第三节 船体线型图,设计水线面,（满载水线面）,水线图,第三节 船体线型图,27/4,（,半宽）水线图,用一系列平行于满载水线面的平面剖切船体所得的曲线,，一般,海船取,9,10,个,内河船取,5,7,个。,第三节 船体线型图,船体线型图,比例尺通常取,1,：,25,、,1,：,50,、,1,：,100,；,通常在图上列出主要尺度及船型系数；列出型值表。,第四节 船舶外部形状,船舶的外形包括艏艉部形状、上层建筑形式、机舱位置,及烟囱、桅杆等舾装件的形状和布置等。,一、艏艉部形状,艏部形状,第四节 船舶外部形状,尾部形状：,a),椭圆型尾,：船的尾部有短的尾伸部，折角线以上呈椭圆体向上扩展。,b),巡洋舰尾,：具有光顺曲面的尾伸部,水平剖面呈半卵形。由于将满载水线附近的尾部水线向后适当延长，相当于增加了水线长度，有利于减少船的阻力，并有利于保护舵和螺旋桨。这种尾形在军舰和民船上用得较多。,c),方尾,：尾端有尾封板，大多用在航速较高的舰艇，近年来许多货船也采用了这种尾型。,第四节 船舶外部形状,二、上层建筑形式和造型,上甲板,：船体最上一层纵通连续甲板,上层建筑,：在上甲板以上的船体结构,艏楼,艉楼,桥楼,甲板室：,如上层建筑结构的两侧与两舷不相连，而缩进一,定距离（大于,0.04,倍船宽）形成两边走道的结构。上层建筑,的形式与机舱位置有一定关系。,第四节 船舶外部形状,上 层 建 筑 形 式,货 船 的 机 舱 位 置,艉机型,中机型,中艉机型,第四节 船舶外部形状,机舱位置：,尾机型,：尾轴长度短，尾轴不穿过货仓，增加装货空间,，提高装货效率，并对防火有利。通常，油船、散装货船、,集装箱船、,LPG,、,LNG,等船均采用此形式。缺点视野受限。,中机型,：视野开阔，操作方便，空载时纵倾小。,中尾机型,：利弊介于二者之间。,世界各主要船级社一览,美國驗船協會,(ABS),挪威驗船協會,(DNV),勞氏驗船協會,(LR),法國驗船協會,(BV),德國驗船協會,(GL),日本驗船協會,(NK),中國驗船中心,(,CR),中國船級社,(CCS),第三章 船舶航行性能,主要内容：,第一节 概述 第五节 抗沉性,第二节 船舶吨位和水尺图 第六节 快速性,第三节 浮性 第七节 耐波性,第四节 稳性 第八节 操纵性,学习目标：,了解船舶航海性能的含义,了解船舶吨位、水尺图、载重线标志,理解船舶浮性、稳性、抗沉性、快速性、耐波性和操纵性的要点，着重于原理。,第一节 概述,1,.,浮,:,具,备,浮在水面上的浮性,。（浮性）,2.,安,:,具,备,安全性,。（稳性、抗沉性、船舶结构强度）,3.,载,:,适当,空,间,安排，具,备载运,旅客,与运,送,货,物的承,载,性,。,（浮性、总布置、船舶结构强度）,4.,动,:,要有推,进动,力及,灵,活的操,纵,性，,满,足船舶,航,行,适,航,性。,（快速性、操纵性）,5.,适,:,改善船上居住,环,境舒,适,性，如,减,低船舶,摇,晃及噪音等,。,（耐波性、总布置、动力装置）,第一节 概述,船舶航行性能或航海性能包括：,船舶浮性,：在一定装载情况下，船舶具有正常浮态漂浮,的能力。,船舶稳性,：船舶受外力偏离平衡位置，当外力消失后回,复到原平衡位置的能力。,船舶抗沉性,：船舶破损进水后能保持浮性和稳性不致于,沉没和倾覆的能力。,船舶快速性,：船舶在水中消耗一定主机功率而能达到较,高航速的特性。,船舶操纵性,：船舶保持或改变航向的能力。,船舶耐波性,：船舶在波浪中的摇摆等性能。,其他性能,：振动，噪声等,8/3-10,第二节 船舶吨位和水尺图,船舶吨位：,用以表示船舶的大小和运输能力，分为容积吨,位和重量吨位。,一、容积吨位,容积吨位是以容积表示船舶的大小。国际间统一以,2.83M,3,（,100,立方英尺）,作为一个容积单位。,容积吨位分为,总吨位,和,净吨位,1.,总吨位,凡船上四面封闭的空间减去驾驶室、双层底、公共用舱室,等所占去的容积，即为总吨位。,单位：,2.83m,3,(100,立方英尺,),为,一个容积单位,第二节 船舶吨位和水尺图,总吨位的用途,表明船舶大小，作为一国或一船公司拥有船舶的数量；,计算造船费用、船舶保险费用；,作为海事赔偿计算基准等。,2,、,净吨位,从总吨位总吨位中减去不能运送客货的吨位，即为净吨,位。净吨位作为实际营运使用的单位。,用途：,计算各种税收的基准；,计算停泊及拖带等费用；,计算过运河的费用等。,在船舶登记及丈量证书内均需记载总吨位和净吨位。,第二节 船舶吨位和水尺图,二、重量吨位,以重量的大小,表示船舶的运输能力，以吨计算。,常用的重量吨位：,排水量,载重量,1,、排水量,船舶排开同体积水的重量，即整个船的重量,因载货的多少,分为：,空船排水量,：船舶出厂时空船的排水量,满载排水量,：船舶满载时的排水量,实际排水量,：只装一部分货物时的排水量,通常，排水量指满载排水量（设计排水量）。,第二节 船舶吨位和水尺图,2,、,载重量,总载重量,：船舶根据载重线标志规定所能装载最大限度的,重量。,总载重量,=,满载排水量,空船排水量,=,货物重量,+,燃料、淡水、供应品重量,+,船舶常数,净载重量,：船舶所能装载最大限度的货物重量,净载重量,=,总载重量,燃料、淡水、供应品重量,-,船舶常数,载重量是判断船舶生产能力的主要指标之一,，合理计算每,一航次的燃料、淡水和物料存储量，就能增加载重量。,第二节 船舶吨位和水尺图,【,船舶常数的概念,】,船舶常数系指新船出厂时或船舶经过大修后的空船排水量与经过一段时,间营运后的空船排水量的差值。,船舶经过一段时间的运营后，空船重量可能会发生改变，船舶总重量也,可能出现一些难以统计和归类的重量，为便于处理，把这部分重量归入总,载重量，称为船舶常数。产生原因：,1.,因船体机械进行定期修理和局部改变而产生的空船重量的改变；,2.,因货舱内残留货物、垫舱物料及垃圾而导致的船舶总重量的增加；,3.,因油、水舱柜及污水井内残留污油，积水及沉淀物而导致的船舶总重,量的增加；,4.,未计入船用备品重量的库存破旧机件、器材和各种废旧物料的重量；,5.,船体外附着的海藻、贝类等海生等引起的重量增加。,第二节 船舶吨位和水尺图,三、水尺图,水尺即船舶吃水的标记。,水尺标注：,公制：,用阿拉伯数字标绘,数字高,10cm,间隔,10cm,英制,:,采用阿拉伯数字或,罗马数字标绘,数字高,6,英尺,间隔,6,英尺,第三节 浮性,船舶,浮性,：,船舶在一定装载情况下，漂浮于水面一定平衡位置的能力。,当船舶自由漂浮于静水中保持平衡时，船体将受到水向上,的浮力作用，船体所受到的浮力等于它所排开同体积水的重,量。即阿基米德定律。,该浮力与整个船的重量相平衡。,浮力,垂直向上,作用于排水体积的,形心,C,点，称为,浮心,。,船舶,重力,P,，,重心,G,。,第三节 浮性,浮力的大小等于船舶排水量，即船体水下部分体积,(m,3,),与水的重度,（,t/m,3,）的乘积。,：,浮力、船舶排水量,t;,：船舶排水体积，,m,3,;,：,水的重度，淡水为,1.0 t/m,3,，,海水为,1.025 t/m,3,；,P,：船舶排水量,排水体积与方形系数有如下关系：,=C,B,L,B,T,故排水量与主尺度有如下关系：,第三节 浮性,船舶重力（,P,）和浮力（,）大小相等、方向相反且作,用在同一铅垂线上，这时船舶就平衡漂浮在水面上。,船舶的平衡漂浮状态，简称为船舶,浮态,。,船舶浮态可分为四种：,1,正浮状态,是指船舶首、尾、中的左右吃水都相等的情况。,第三节 浮性,2,、纵倾状态,是指左右吃水相等而首尾吃水不等的情况。船首吃水大于,船尾水叫,首倾,；船尾吃水大于船首吃水叫,尾倾,。,3,、横倾状态,是指船首尾吃水相等而左右吃水不等的情况，航行中不允,许出现横倾状态,!,第三节 浮性,4,、任意状态,是指既有横倾又有纵倾的状态。,第三节 浮性,储备浮力,为了确保船舶安全，除在设计水线以下需要足够的排水,体积以提供足够的浮力外，,在水线以上还必须有相当的,水密,体积,，即船舶必须留有一定的,储备浮力,。储备浮力是表征船,舶适航性的指标之一，是指,满载水线以上船体,水密空间,，所,能提供的浮力,。,储备浮力通常以满载排水量的百分,比来表示,，视船舶类型、航区、货运种,类而不同。,第三节 浮性,储备浮力通常以,干舷,表示，载货越少，干舷越大，表示,船舶储备浮力,越大，浮性越好，越有利于航行安全。,干舷的,大小是衡量船舶储备浮力大小的尺度,。,最小干舷,是保证船舶在满载后，仍具有一部分储备浮力,。它能确保船舶在甲板上浪、结冰和发生海损时，当船舶载,重量在一定限度内增加或浮力减小的情况下，仍能安全地浮,于水面上。海船的储备浮力约为满载排水量的,25,一,40,，,河船约为,10,一,15%,。,第三节 浮性,最小干舷高度在船上如何体现？,为保证船舶在不同海区、不同季节情况下安全航行，船,舶检验部门根据各船的船体强度和稳性等条件，在船上具体,勘绘出船舶的最小干舷高度，即,载重线标志,，以限定船舶的,最大吃水。,作用,：,用以确定船舶在不同航行区带、区域和季节期应具,备的最小干舷，以保证船舶具有足够的储备浮力和航行安全。,位置,：,勘划在,船中的两舷外侧,。,度量,：,以载重线的上边缘为准,。,第三节 浮性,载重线标志,S-,夏季载重线,T-,热带载重线,F-,淡水载重线,TF-,热带淡水载重线,W-,冬季载重线,WNA-,北大西洋冬季,载重线,CS,：表示中国船级社,第四节 稳 性,一、船舶稳性的概念,船舶漂浮于水面某一水平位置时受到重力和浮力的作用,，其大小相等、方向相反，作用点重心和浮心在同一条铅垂,线上，此时船舶处于,正浮平衡状态,。但这种,平衡是相对的！,因受到风压力、波浪冲击力等外力作用，使船体产生运动。,其中最主要的一种运动形式，就是船舶的横摇，如果横摇幅,度超过一定限度，就可能导致船舶倾覆。,船舶稳性（,Stability,）是指船舶受外力作用发生倾斜，,当外力消失后能够回到原来平衡位置的能力。,第四节 稳 性,二、船舶平衡状态,船舶的平衡状态取决于,船,舶横向微倾前后两条浮力作用,线的,交点,M(,Metacenter,）,(,横,稳心,),的位置与船舶重心点,G,的,位置之间的相互关系,!,力矩的概念,!,三种平衡状态,稳定平衡状态,不稳定平衡状态,随遇平衡状态,第四节 稳 性,船舶的三种平衡状态示意图,第四节 稳 性,1,稳定平衡状态,横稳心,M,的位置位于船舶重心点,G,的上方,。,船舶受倾侧力矩作用离开平衡位置后,浮力作用线在外,侧，重力作用线在内侧,重力和浮力构成的力偶矩,即,复原力,矩,Mh,为正值,，该复原力矩使船舶恢复到原平衡位置。此时,船舶所处的平衡状态称为,稳定平衡状态,(,Stable,）,2.,不稳定平衡状态（,Un-stable,）,横稳心,M,的位置位于船舶重心点,G,的下方,。,船舶受倾侧力,矩作用离开平衡位置后,重力和浮力构成的力偶矩即,复原力,矩,Mh,为负值,，,该倾覆力矩使船舶继续倾斜。,第四节 稳 性,3,随遇平衡状态,横稳心,M,的位置与船舶重心点,G,的位置重合,。,船舶受倾侧,力矩作用离开平衡位置后，重力作用线与浮力作用线在同一,条垂直线上，重力和浮力不构成力偶矩，,复原力矩,Mh,为零,。,第四节 稳 性,显然，只有处于,稳定平衡状态,的船舶，才具有一定的抵,抗外力矩能力，且当外力矩消失后，在正的,复原力矩（回复,力矩）,作用下，使其自动回到原来的平衡位置。因此，要保,证船舶的安全，使船舶具有一定的抵御风浪的能力，,必须使,船舶处于稳定平衡状态,。,稳性问题一般分为两部分讨论：,初稳性,（,initial stability,）,一般指倾斜角度,小于,10,15,或上甲板边缘开始入水,前（取其小者）的稳性,大倾角稳性,(stability at large angles),一般指倾角,大于,10,15,或上甲板边缘开始入水后的,稳性。,第四节 稳 性,三、复原力矩（回复力矩）,M,h,:,M,h,=9.8,GK=9.8,GM,Sin,GK,-,重力作用线与浮力作用线之间的垂直距离,GM,-,稳心在重心以上的高度,称为,初横稳性高度,以,h,表示,.,-,排水量、,-,船舶横倾角度数,复原力矩（回复力矩）,：,M,h,=9.8,h,Sin,第四节 稳 性,当船舶在一定排水量下发生小角度横倾时，,复原力矩,M,h,的大小与初稳性高度,h,成正比。,初稳性高度,h,是衡量初稳性大小的基本标志！,要使船舶产生正的回复力矩，必须使,GM,为正值，即重心,G,点在稳心,M,点之下,且重心,G,越低则初稳性,h,高度越大,船舶,稳性越好,！,若重心,G,点在稳心,M,点之上或二者重合，则初稳性高度,h,为负或为零，即回复力矩为负或为零，亦即船舶将处于不稳,定平衡状态或随遇平衡状态，这两种情况均属船舶的稳性极,差！,第四节 稳 性,四、改善船舶稳性的办法,主要是,降低重心,和,提高稳心,！,降低重心,:,使设备和载重布置在较低的位置,上层建筑不,能过于庞大，且宜采用较轻的材料。大型船舶通常设双层底,，可供加压载水以降低重心。降低重心是改善船舶稳性的根,本措施。,提高稳心,:,稳心,M,点距基线的高度主要受船宽,B/T,和水线,面系数,C,W,影响，在设计过程中要予以充分注意。,与此同时，在保证初稳性时，也要兼顾其它性能（增加,船宽和水线面系数虽可改善稳性，但对船舶快速性和摇摆性,将带来不利影响！）。,案例：,1628,年,8,月,10,日，在风光秀丽的斯德哥尔摩海湾停泊着一艘硕大美艳的巨型战舰。舰长,60,米，最大宽度,11.7,米，高,52,米，三桅十帆，置,64,门大炮，雄威不凡。这是遵照瑞典国王古斯塔夫二世的旨意，以巨资建造的国内当时最大的战舰，拟作为镇海卫国的主力舰，遂以王室姓氏“瓦萨”命名，尊贵风光一时。,这天下午，瓦萨扬帆起航。然而，战舰离岸尚不及,1,海里，一股阵风骤起，竟然吹得舰身左摇右晃，继而舰身倾斜，船舱进水，巨大的战舰开始下沉，伴着雷鸣般的轰响,，这艘战舰葬身海底。王朝立即组织临时法庭展开调查，紧张肃