1、船舶原理主要内容及目录船舶原理主要内容及目录n第一章第一章 船体类型船体类型n第二章第二章 船舶尺度及布置船舶尺度及布置n第三章第三章 船舶船舶浮性浮性n第四章第四章 船舶船舶稳性稳性n第五章第五章 船舶抗沉性船舶抗沉性n第六章第六章 船舶船舶阻力阻力n第七章第七章 船舶推进船舶推进n第八章第八章 船舶摇摆船舶摇摆n第九章第九章 船舶操纵性船舶操纵性n第十章第十章 船舶强度与结构船舶强度与结构 船舶原理船舶原理n船舶原理介绍以下六种航海性能船舶原理介绍以下六种航海性能船舶原理船舶原理定义定义研究船舶平衡和运动规律的一门科研究船舶平衡和运动规律的一门科 学。其理论基础是理论力学和流体力学学。其理
2、论基础是理论力学和流体力学。船舶原理船舶原理 是是流体力学的一个分支，因此也称为流体力学的一个分支，因此也称为船舶船舶流体力学流体力学。船舶静力学船舶静力学 船舶动力学船舶动力学浮性浮性 快速性快速性( (船阻力、桨推力）船阻力、桨推力）稳性稳性摇荡性（又名：适航性、摇摆性）摇荡性（又名：适航性、摇摆性）抗沉性抗沉性 操纵性操纵性（航向稳定性、回转性（航向稳定性、回转性 ） 课程教学说明课程教学说明n本课程共本课程共3 36 6学时，全部为理论教学，采用自学学时，全部为理论教学，采用自学和课堂教学相结合的教学方法。和课堂教学相结合的教学方法。n考试要求：平时成绩占考试要求：平时成绩占30%30
3、%，理论考试成绩占，理论考试成绩占70%70%，总评，总评6060分及格分及格。n平时成绩：作业平时成绩：作业+ +考勤考勤+ +课堂表现课堂表现n主教材选用：上海交通大学出版社出版的船主教材选用：上海交通大学出版社出版的船舶原理舶原理，刘红编，刘红编。n辅助教材选用辅助教材选用：造船大意造船大意、船舶原理船舶原理（蒋维清著）蒋维清著）、船舶管理船舶管理（轮机专业试题（轮机专业试题库）库）。船舶原理船舶原理 本课程性质：本课程性质：船舶原理是轮机工程专业的专业基础课之船舶原理是轮机工程专业的专业基础课之一。它是研究船舶平衡和运动规律的一门科学，一。它是研究船舶平衡和运动规律的一门科学，是专业课
4、程是专业课程“船舶安全与管理船舶安全与管理”和和“船舶动力船舶动力装置管理装置管理” 的重要基础。的重要基础。本课程特点：本课程特点： 内容杂内容杂 内容广内容广 内容散内容散第一章第一章 船舶类型船舶类型1 1-1 -1 船舶发展概况船舶发展概况 （船、作用、历史船、作用、历史、三大革命三大革命）1 1-2 -2 六种航海性能六种航海性能 浮浮 性（包括正浮条件下的浮性和纵倾条件下的浮性，性（包括正浮条件下的浮性和纵倾条件下的浮性， 简称为浮性和吃水差）简称为浮性和吃水差） 稳稳 性性 抗沉性抗沉性 快速性（船舶阻力、推进器推力）快速性（船舶阻力、推进器推力） 摇荡性摇荡性 操纵性（航向稳定
5、性、回转性）操纵性（航向稳定性、回转性）1 1-3 -3 船舶分类船舶分类 1-1-1 1船舶发展概况船舶发展概况 船舶船舶已有已有30003000多年发展史。经历了以下几个不同的阶段多年发展史。经历了以下几个不同的阶段 造船材料方面：木船时代；铁船时代造船材料方面：木船时代；铁船时代；钢船时代钢船时代。 造船技术工艺方面造船技术工艺方面：二战前为铆接，二十世纪五十年代后二战前为铆接，二十世纪五十年代后 均采用焊接，再到采用模块化造船。均采用焊接，再到采用模块化造船。 推进装置方面：由往复式蒸汽机、蒸汽轮机到柴油机，最推进装置方面：由往复式蒸汽机、蒸汽轮机到柴油机，最 近发展到电力推进。近发展
6、到电力推进。n现代所有船舶的推进器均采用螺旋桨。现代所有船舶的推进器均采用螺旋桨。n运输船舶的发展趋势可归纳为运输船舶的发展趋势可归纳为：大型化大型化、高速化、高速化、专业化专业化、自动化自动化、节能与环保化。、节能与环保化。n船舶发展的突出特点船舶发展的突出特点专业化、大型化、自动化专业化、大型化、自动化。船舶大船舶大型化是提高经济效益，降低单位运输成本，单位造价的结果。型化是提高经济效益，降低单位运输成本，单位造价的结果。n船舶大型化受到以下条件限制：航道、港口条件的限制；船舶大型化受到以下条件限制：航道、港口条件的限制；航程要长；货源要充沛；码头作业效率要高。航程要长；货源要充沛；码头作
7、业效率要高。 1 1-1-1船舶发展概况船舶发展概况n船舶大型化的优点船舶大型化的优点可降低造价，增加载重量，降低运可降低造价，增加载重量，降低运输成本（输成本（19801980年的最大油轮为年的最大油轮为 DW = 56.3DW = 56.3吨吨）。）。n最大船型的惊人发展最大船型的惊人发展是战后油船发展的最大特点。是战后油船发展的最大特点。n高速化是就整个船舶总的发展而言。对具体的某艘船舶来高速化是就整个船舶总的发展而言。对具体的某艘船舶来说，快的船不一定是好的船，船舶营运的经济性对航速影说，快的船不一定是好的船，船舶营运的经济性对航速影响很大。响很大。n随着船舶自动化程度的不断提高，近年
8、来国外提出了随着船舶自动化程度的不断提高，近年来国外提出了“智智能化船舶能化船舶” ，是一种全自动化、全电脑化的船舶，其操纵，是一种全自动化、全电脑化的船舶，其操纵和管理系统将由中心计算机统一指挥。（机舱管理全自动和管理系统将由中心计算机统一指挥。（机舱管理全自动化）化）n智能化船舶是以轮机、导航、装卸、船体运动监控、船舶智能化船舶是以轮机、导航、装卸、船体运动监控、船舶航运和管理等全面实行自动化为目标。其主要特点是航运和管理等全面实行自动化为目标。其主要特点是：可可靠性高靠性高，船上设施高标准船上设施高标准，减少船员，优化运输。减少船员，优化运输。 1 1-1-1船舶发展概况船舶发展概况n最
9、早的专业化运输船舶最早的专业化运输船舶主要是运输散装石油的油船。主要是运输散装石油的油船。n从航运市场的角度来分析，开展专业化运输有利于以密集从航运市场的角度来分析，开展专业化运输有利于以密集型技术取代昂贵的劳动力，增加收入，提高效率。型技术取代昂贵的劳动力，增加收入，提高效率。n从造船角度看从造船角度看，造价高的专用船型可在一定程度上弥补产造价高的专用船型可在一定程度上弥补产量的不足。这就是常规船型向专业化发展的市场吸引力量的不足。这就是常规船型向专业化发展的市场吸引力。n船舶的节能措施大体包括以下几方面的内容：提高动力船舶的节能措施大体包括以下几方面的内容：提高动力装置的热效率；采用低阻力
10、的优秀线型，改善首、尾线装置的热效率；采用低阻力的优秀线型，改善首、尾线型（采用球首、球尾等）；提高螺旋桨效率，采用超低型（采用球首、球尾等）；提高螺旋桨效率，采用超低速大直径螺旋桨、风帆助航等。速大直径螺旋桨、风帆助航等。n随着人们对环境污染的日益重视随着人们对环境污染的日益重视，出现了出现了“绿色船舶绿色船舶”的概念。的概念。 1 1-2-2六种航海性能六种航海性能船舶原理船舶原理定义定义研究船舶平衡和运动规律的一门科研究船舶平衡和运动规律的一门科 学。其理论基础是理论力学和流体力学学。其理论基础是理论力学和流体力学。船舶原理船舶原理 是是流体力学的一个分支，因此也称为流体力学的一个分支，
11、因此也称为船舶船舶流体力学流体力学。船舶静力学船舶静力学 船舶动力学船舶动力学浮性浮性 快速性快速性( (船阻力、桨推力）船阻力、桨推力）稳性稳性摇荡性（又名：适航性、摇摆性）摇荡性（又名：适航性、摇摆性）抗沉性抗沉性 操纵性操纵性（航向稳定性、回转性（航向稳定性、回转性 ） 1 1-3-3船舶分类船舶分类多数船舶是按用途分类称呼的多数船舶是按用途分类称呼的。客船、客货船、渡船客船、客货船、渡船普通货船（杂货船）普通货船（杂货船）集装箱船、滚装船、载驳船集装箱船、滚装船、载驳船散货船、煤船、矿石船散货船、煤船、矿石船兼用船（矿石油船、矿石散货船油船）兼用船（矿石油船、矿石散货船油船）特种货船（
12、包括运木船、冷藏船、汽车运输船）特种货船（包括运木船、冷藏船、汽车运输船）油船、液化气体船、液体化学品船油船、液化气体船、液体化学品船尾机型船尾机型船主要适用于主要适用于油船油船。中机型船中机型船主要适用于主要适用于客船客船。中尾机型船中尾机型船主要适用于主要适用于高速定期杂货船、高速定期杂货船、 高速集装箱船。高速集装箱船。 运输船运输船（商船）（商船）按机舱位按机舱位置分类置分类第二章第二章 船舶尺度及布置船舶尺度及布置2 2-1 -1 船舶船舶外形的一般特征外形的一般特征n船体外形船体外形，特别是它的水下部分特别是它的水下部分，对其航海性能有对其航海性能有很大影响很大影响。n船体形状指船
13、体的外形、大小、肥瘦和表面的光顺船体形状指船体的外形、大小、肥瘦和表面的光顺程度。程度。n船体的几何形状是一个瘦长呈多向变化的复杂几何船体的几何形状是一个瘦长呈多向变化的复杂几何曲面曲面。n船舶整体左右对称于船体中心线船舶整体左右对称于船体中心线，船中前部分和中船中前部分和中后部分不后部分不对称于船长中点对称于船长中点。n船体主甲板将船舶分成上层建筑和主船体两个船体主甲板将船舶分成上层建筑和主船体两个部分部分。船舶主要部件名称2 2-1 -1 船舶船舶外形的一般特征外形的一般特征n主船体又被载重水线分成水上部分和水下部分主船体又被载重水线分成水上部分和水下部分。n水下部分的尺度和形状直接影响到
14、水下部分的尺度和形状直接影响到船舶各项航海性船舶各项航海性能的优劣能的优劣。n水上部分的尺度和形状不仅影响各个舱室所需的容水上部分的尺度和形状不仅影响各个舱室所需的容积积，还与抗沉性和大倾角稳性有关。还与抗沉性和大倾角稳性有关。n整个整个主船体的尺度和形状与船体的总纵强度主船体的尺度和形状与船体的总纵强度有关。有关。n从使用的目的出发从使用的目的出发，在，在主船体内部用内底主船体内部用内底、甲板、甲板、平台、水密横舱壁和水密纵舱壁将其分割成若干个平台、水密横舱壁和水密纵舱壁将其分割成若干个空间，并根据使用要求，布置成各种不同用途的舱空间，并根据使用要求，布置成各种不同用途的舱室，如首尖舱、货舱
15、、隔离舱、深舱、机舱、尾尖室，如首尖舱、货舱、隔离舱、深舱、机舱、尾尖舱等。舱等。n甲板线分为直线和有甲板线分为直线和有舷弧两种。海船的甲板线一般是一根自舷弧两种。海船的甲板线一般是一根自船中首尾两端升高的曲线。船中首尾两端升高的曲线。n舷弧是沿船长各处的甲板边线高度与船中甲板边线高度的差舷弧是沿船长各处的甲板边线高度与船中甲板边线高度的差值。在首垂线处的差值为首舷弧值。在首垂线处的差值为首舷弧，在尾垂线处的差值为尾在尾垂线处的差值为尾舷弧舷弧舷弧舷弧甲板边线自船中向首尾逐渐升高，也称舷弧线（或甲甲板边线自船中向首尾逐渐升高，也称舷弧线（或甲 板边线）的纵向曲度。其板边线）的纵向曲度。其作用作
16、用是减少甲板上浪是减少甲板上浪，保持，保持 船首甲板干燥以便于水手操作和保证安全。船首甲板干燥以便于水手操作和保证安全。梁拱梁拱指甲板中线与甲板边线的高度差值。指甲板中线与甲板边线的高度差值。其其作用作用是可迅速是可迅速 排泄甲板积水排泄甲板积水，还可以增强甲板的刚性还可以增强甲板的刚性。3030，000000 吨多用途船吨多用途船第二章第二章 船舶尺度及布置船舶尺度及布置2 2-2 -2 船舶船舶型线图型线图n船体外形的表示方法：船体外形的表示方法：主尺度、主尺度比、船体主尺度、主尺度比、船体系数、型线图、数学船型。系数、型线图、数学船型。n型线图型线图用不包括船壳板和甲板板厚度在内的用不包
17、括船壳板和甲板板厚度在内的船体表面来表示船体几何形状的图船体表面来表示船体几何形状的图（钢船）（钢船）。n型表面型表面不包括外板（或船壳板）、甲板板厚不包括外板（或船壳板）、甲板板厚度和附体在内的船体表面。即肋骨以外船壳板以度和附体在内的船体表面。即肋骨以外船壳板以内、横梁以上甲板板以下的船体表面。内、横梁以上甲板板以下的船体表面。n型尺度型尺度从型表面上量得的尺度。从型表面上量得的尺度。2 2-2 -2 船舶船舶型线图型线图n仅有主尺度、主尺度比和船型系数仍不能准确而仅有主尺度、主尺度比和船型系数仍不能准确而完整地表达船体的几何形状完整地表达船体的几何形状，由于船体表面形状由于船体表面形状复
18、杂，目前均采用作图法（复杂，目前均采用作图法（型线图型线图）来表达。）来表达。n作图法作图法：以以中纵剖面，中横剖面和设计水线面中纵剖面，中横剖面和设计水线面作作为基准为基准，分别作出与上述三个剖面平行的一系列分别作出与上述三个剖面平行的一系列彼此等距离的彼此等距离的纵向平面、横向平面和水线面纵向平面、横向平面和水线面，这，这些平面与船体型表面相交的曲线相应称为些平面与船体型表面相交的曲线相应称为纵剖线、纵剖线、横剖线和水线横剖线和水线。这三组曲线分别投影到中纵剖面。这三组曲线分别投影到中纵剖面、中横剖面和设计水线面上中横剖面和设计水线面上，就相应得到就相应得到纵剖线图纵剖线图、横剖线图和半宽
19、水线图横剖线图和半宽水线图。2 2-2 -2 船舶船舶型线图型线图n船舶船舶型线图是在三个相互垂直的投影面上型线图是在三个相互垂直的投影面上，以船，以船体型表面的截交线、体型表面的截交线、投影投影线和轮廓线表示船体线和轮廓线表示船体（主船体）外形的图样。（主船体）外形的图样。n船体船体型线图上还绘有上甲板边线型线图上还绘有上甲板边线（上甲板和上甲板和船体船体型表面的交线型表面的交线）。）。n纵剖线、横剖线和水线虽然是分别画在三个纵剖线、横剖线和水线虽然是分别画在三个投影投影面上面上，但它们的位置却都是，但它们的位置却都是相互对应的相互对应的，即在任，即在任何何投影面上的投影面上的任何一点，都应
20、能在另两个任何一点，都应能在另两个投影面投影面上找到它的相对应点上找到它的相对应点。n完整的完整的型线图还包括主尺度及主要参数和型值表型线图还包括主尺度及主要参数和型值表。 3 3、三种主要型线：、三种主要型线：纵剖线、横剖线、水线纵剖线、横剖线、水线山的表示方法山的表示方法 100m200m300m400m标高投影法 山的形状山的形状 2 2-2 -2 船舶船舶型线图型线图观看观看: :一一座 山座 山 的的描 述 方描 述 方法法。 船舶的坐标系统船舶的坐标系统2 2-3 -3 船舶船舶型线图型线图1 1、三个基准面三个基准面中线面中线面XOZXOZ平面平面它将船体分它将船体分为左右舷两个
21、对称部分的纵向为左右舷两个对称部分的纵向垂直平面，垂直平面，是量度船体横向尺是量度船体横向尺度的基准面度的基准面。基平面基平面XOYXOY平面平面过龙骨线与过龙骨线与中站面的交点中站面的交点O O，并平行于设计并平行于设计水线面的平面水线面的平面, 是量度船体垂直是量度船体垂直方向尺度的基准面方向尺度的基准面。中站面中站面YOZYOZ平面平面在船长中点在船长中点处垂直于中线面和基平面的横处垂直于中线面和基平面的横向平面，向平面，是量度船舶首尾方向是量度船舶首尾方向尺度的基准面。尺度的基准面。2 2-3 -3 船舶船舶型线图型线图基准面和基线基准面和基线2 2-2 -2 船舶船舶型线图型线图2
22、2、三个主要剖面：、三个主要剖面：中纵剖面，中横剖面，设计水线面中纵剖面，中横剖面，设计水线面中纵剖面中纵剖面是中线面与船体相截所得的船体剖面是中线面与船体相截所得的船体剖面。其形状反映。其形状反映 出甲板、船底、首尾端的侧视轮廓，对船舶操纵性出甲板、船底、首尾端的侧视轮廓，对船舶操纵性、航航 速性、耐波性等有着一定的影响速性、耐波性等有着一定的影响。中横剖面中横剖面是中站面与船体相截所得的船体剖面是中站面与船体相截所得的船体剖面。其形状反映。其形状反映 出中横剖面系数、舭部升高和舭部半径的大小出中横剖面系数、舭部升高和舭部半径的大小，船舶阻船舶阻 力、横摇、舱容的大小、排泄舱底水等有重要的影
23、响。力、横摇、舱容的大小、排泄舱底水等有重要的影响。设计水线面设计水线面是设计夏季载重吃水处的水平面与船体相截所得是设计夏季载重吃水处的水平面与船体相截所得 的船体剖面的船体剖面。其形状及平行中体的长度船舶阻力其形状及平行中体的长度船舶阻力、稳稳 性、船舶布置有着重要的影响。性、船舶布置有着重要的影响。2 2-2 -2 船舶船舶型线图型线图2 2、三个主要剖面：、三个主要剖面：中纵剖面，中横剖面，设计水线面中纵剖面，中横剖面，设计水线面 3 3、三种主要型线：、三种主要型线：纵剖线、横剖线、水线纵剖线、横剖线、水线纵剖线纵剖线在船宽方向上，将船体的半宽分成在船宽方向上，将船体的半宽分成4 46
24、 6等分等分，过过 每一个等分点作平行于中线面的平面，该平面与船体型每一个等分点作平行于中线面的平面，该平面与船体型 表面的交线称为纵剖线。表面的交线称为纵剖线。横剖线横剖线在船长方向上，将垂线间长分成在船长方向上，将垂线间长分成1010或或2020等分（简称等分（简称 站），过每一个站作平行于中站面的平面，该平面与船站），过每一个站作平行于中站面的平面，该平面与船 体型表面相截所得的交线称横剖线体型表面相截所得的交线称横剖线。水线水线在船深方向上，将船体的设计吃水分成在船深方向上，将船体的设计吃水分成7 71111等分，过等分，过 每一个等分点作平行于基平面的平面，该平面与船体型每一个等分点
25、作平行于基平面的平面，该平面与船体型 表面的交线称为水线。表面的交线称为水线。 3 3、三种主要型线：、三种主要型线：纵剖线、横剖线、水线纵剖线、横剖线、水线4 4、型线图型线图的组成的组成( (三个视图和一张表三个视图和一张表) )：（1 1）横剖线图横剖线图：图中的横剖线是曲线，表示的是各分站处图中的横剖线是曲线，表示的是各分站处 船体横剖面的真实形状船体横剖面的真实形状；而而纵剖线和水线则是直线纵剖线和水线则是直线。（2 2）纵剖线图纵剖线图：图中的纵剖线是曲线，表示的是各纵剖面图中的纵剖线是曲线，表示的是各纵剖面 处船体真实形状处船体真实形状；而而横剖线和水线则是直线横剖线和水线则是直
26、线。（3 3）半宽水线图半宽水线图：图中的水线是曲线，表示的是各水线剖图中的水线是曲线，表示的是各水线剖 面的船体真实形状面的船体真实形状。而而横剖线和纵剖线则是直线横剖线和纵剖线则是直线。（4 4）型值表型值表：船体型表面的准确尺寸，都是从型线图上量：船体型表面的准确尺寸，都是从型线图上量 取的，取的，由型表面上量取的尺寸称为型值。由型值编成由型表面上量取的尺寸称为型值。由型值编成 的表称的表称“型值表型值表” 。 龙骨线龙骨线中线面与船体型表面底部的交线。中线面与船体型表面底部的交线。 一般运输船舶和军舰的龙骨线为水平的直线，其优点是便于一般运输船舶和军舰的龙骨线为水平的直线，其优点是便于
27、 建造，进坞时易于安放在墩木上。建造，进坞时易于安放在墩木上。 但功率大而吃水浅的小船（如拖轮、渔船等）为能安装大直但功率大而吃水浅的小船（如拖轮、渔船等）为能安装大直 径螺旋桨增加船舶的推力，采用向尾倾斜的龙骨线。径螺旋桨增加船舶的推力，采用向尾倾斜的龙骨线。 有的有的帆船和快艇采用曲线或折线型龙骨线帆船和快艇采用曲线或折线型龙骨线（又称阶梯形），（又称阶梯形）， 使船在高速航行时产生水动力将船升举而在水面滑行。使船在高速航行时产生水动力将船升举而在水面滑行。首垂线首垂线通过首柱的前缘和时间水线的交点所作的垂线。通过首柱的前缘和时间水线的交点所作的垂线。尾垂线尾垂线沿着首柱的后缘或舵杆中心线
28、所作的垂线。沿着首柱的后缘或舵杆中心线所作的垂线。平行中体平行中体在船中前后这段横剖面形状和中横剖面相同的在船中前后这段横剖面形状和中横剖面相同的 船体。船体。中横剖面之前的船体称为前体，之后称为后体。中横剖面之前的船体称为前体，之后称为后体。 龙骨线龙骨线中线面与船体型表面底部的交线。中线面与船体型表面底部的交线。 船首形状船首形状指在中纵剖面上指在中纵剖面上船首轮廓线的形状。船首轮廓线的形状。 直立型直立型甲板易上浪，外形不美观，现今很少见到。甲板易上浪，外形不美观，现今很少见到。 前倾型前倾型适航性好，外形美观，制造简单，较多采用。适航性好，外形美观，制造简单，较多采用。 飞剪型飞剪型船
29、首外飘，首部甲板面积大，适航性好，外船首外飘，首部甲板面积大，适航性好，外 形美观，但制造费工，现代客船、旅游船和游览船形美观，但制造费工，现代客船、旅游船和游览船 多采用。多采用。 球鼻型球鼻型作用是可以减少兴波阻力，对于肥大型船舶作用是可以减少兴波阻力，对于肥大型船舶 还可以减少形状阻力，提高航速。但它不利于船舶还可以减少形状阻力，提高航速。但它不利于船舶 靠离码头和收放锚的操作，制造工艺比较复杂，现靠离码头和收放锚的操作，制造工艺比较复杂，现 代大型商船，特别是肥大型船多采用。代大型商船，特别是肥大型船多采用。 破冰型破冰型可利用向前倾斜的首柱冲上冰层压碎航行。可利用向前倾斜的首柱冲上冰
30、层压碎航行。船首形状船首形状指在中纵剖面上指在中纵剖面上船首轮廓线的形状。船首轮廓线的形状。 船尾形状船尾形状指在中纵剖面上指在中纵剖面上船尾轮廓线的形状。船尾轮廓线的形状。 椭圆型椭圆型尾轮廓线在水上有一折角线形状，故甲板的尾轮廓线在水上有一折角线形状，故甲板的 面积较宽广，制造工艺简单，但外形不美观，船尾面积较宽广，制造工艺简单，但外形不美观，船尾 对桨和舵的保护作用差，尾悬体不能压住桨旋转时对桨和舵的保护作用差，尾悬体不能压住桨旋转时 上升更的水流，不能提高推进效率，老式船上采用。上升更的水流，不能提高推进效率，老式船上采用。巡洋舰型巡洋舰型尾轮廓线呈一勺形曲线的形状，设计水线尾轮廓线呈
31、一勺形曲线的形状，设计水线向向 尾垂线后延伸得较长，增加了船体的浸水长度，可降尾垂线后延伸得较长，增加了船体的浸水长度，可降 低船舶阻力，能压住桨的尾流不使上升，提高推进效低船舶阻力，能压住桨的尾流不使上升，提高推进效 率，建造也不困难。现代船舶大多采用。率，建造也不困难。现代船舶大多采用。方型方型尾端呈一平面并略向后倾斜，尾轮廓线在水线下尾端呈一平面并略向后倾斜，尾轮廓线在水线下 有一个大的折角，能改善快速性，制造工艺简单，但有一个大的折角，能改善快速性，制造工艺简单，但 倒车时阻力大且航向稳定性差，多用于舰艇和渔船。倒车时阻力大且航向稳定性差，多用于舰艇和渔船。船尾形状船尾形状指在中纵剖面
32、上指在中纵剖面上船尾轮廓线的形状。船尾轮廓线的形状。 船底形状船底形状：平底型平底型龙骨线沿水平方向左右延伸，龙骨线沿水平方向左右延伸， 整个船底是水平的。整个船底是水平的。 尖底型尖底型龙骨线沿一定坡度向两舷延龙骨线沿一定坡度向两舷延 伸，船底是倾斜的。伸，船底是倾斜的。舭部升高和舭部升高和舭部半径增大舭部半径增大：优点优点：使船形瘦削，船：使船形瘦削，船 舶阻力小，航速高，航向稳定性好，有利于迅舶阻力小，航速高，航向稳定性好，有利于迅 速排除舱底积水速排除舱底积水；缺点缺点：但减少了舱容，影响但减少了舱容，影响 载重量，适用于高速船。载重量，适用于高速船。第二章第二章 船体形状船体形状2-
33、3 2-3 主尺度主尺度n船舶主尺度船舶主尺度指型长、型宽、型深指型长、型宽、型深、型吃水型吃水和干舷等和干舷等, ,它们是船舶大小的直线量度它们是船舶大小的直线量度。n海船的主尺度海船的主尺度根据根据钢质海船入级与建造规钢质海船入级与建造规范范的的定义定义从型表面上量度的尺度从型表面上量度的尺度。n船舶主尺度的用途船舶主尺度的用途：计算：计算船舶各项性能的参数船舶各项性能的参数，衡量衡量船舶大小船舶大小，收取各种费用，检查，收取各种费用，检查船舶能否通船舶能否通过船闸过船闸、运河等限制航道的依据。、运河等限制航道的依据。n船舶主尺度可分为三类船舶主尺度可分为三类：型型尺度尺度、最大、最大尺度
34、尺度和和登记尺度登记尺度。第二章第二章 船体形状船体形状型型尺度尺度是在主船体的是在主船体的型表面上量取的尺度型表面上量取的尺度。型表面是型表面是船体钢板的内表面船体钢板的内表面，即去掉，即去掉钢板厚度钢板厚度量取的尺度量取的尺度。主要用于。主要用于船舶设计及性能船舶设计及性能计算。计算。最大最大尺度尺度是包括船体构件及固定在船上的是包括船体构件及固定在船上的附属突出物在内所丈量得到的附属突出物在内所丈量得到的尺度尺度。用于检验。用于检验船舶在建造和营运时考虑受到外界条件限船舶在建造和营运时考虑受到外界条件限制的制的依据。依据。登记尺度登记尺度是根据是根据船舶船舶丈量规范丈量规范的规的规定进行
35、定进行丈量所得到的丈量所得到的尺度尺度。是。是船舶登记船舶登记、吨、吨位计算及交纳费用位计算及交纳费用的的依据。依据。第二章第二章 船体形状船体形状n船舶主尺度船舶主尺度：常用：常用垂线间长垂线间长型宽型宽型深型深型吃型吃水或水或 L LB BD D d d 这四个这四个尺度来来表示尺度来来表示。1 1、船长（船长（L L） （1 1）型长）型长: :主要有总长主要有总长LOALOA、垂线间长垂线间长LppLpp、设计水设计水线长线长LwLLwL。通常所称的通常所称的船长是指垂线间长船长是指垂线间长。 （2 2）最大最大长度长度一般认为船体一般认为船体总长也是总长也是船体的船体的最大最大长度长
36、度。 （3 3）登记长度登记长度是是船舶上甲板上的首柱前缘到船舶上甲板上的首柱前缘到尾柱后缘尾柱后缘（或舵杆中心线）的水平距离。（或舵杆中心线）的水平距离。2-3 2-3 主尺度主尺度2 2、船宽、船宽（1 1）型宽（型宽（B B）一般指设计水线面一般指设计水线面的最大的最大宽度。宽度。或指在船体最宽处或指在船体最宽处，由一舷肋骨外缘量至另一舷肋由一舷肋骨外缘量至另一舷肋骨外缘的骨外缘的水平距离水平距离。（2 2）最大最大宽度宽度是包括舷侧板厚度和护舷木在内的是包括舷侧板厚度和护舷木在内的最大最大宽度宽度。（3 3）登记宽度登记宽度为船体为船体最大最大宽度处的宽度处的水平距离水平距离（不（不包
37、括固定突出物）。包括固定突出物）。3 3、船深、船深2-3 2-3 主尺度主尺度（1 1）型深（型深（D D）:指在船长中点处指在船长中点处，沿船舷由龙骨上缘，沿船舷由龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离距离。（2 2）最大高最大高度度是自空载水线沿垂线量到船舶最高是自空载水线沿垂线量到船舶最高点的点的距离距离。（3 3）登记深度登记深度为为登记长度的中点处登记长度的中点处，从从上甲板上上甲板上缘量至龙骨板上缘缘量至龙骨板上缘的垂直的垂直距离距离。4 4、型吃水（型吃水（d d）是船舶浸沉深度的一个度量。是船舶浸沉深度的一个度量。指在指在船长中点处船长中点处
38、，沿船舷由平板龙骨上缘量至夏季，沿船舷由平板龙骨上缘量至夏季载重水线的垂直载重水线的垂直距离距离。 吃水吃水一词一词，是指船舶在水面以下的深度。，是指船舶在水面以下的深度。2-2 2-2 主尺度主尺度n根据量度位置的不同根据量度位置的不同，吃水主要分为吃水主要分为：型吃水型吃水、实、实际际吃水吃水、设计、设计吃水吃水（或满载（或满载吃水吃水）、压载）、压载吃水吃水、空、空船船吃水吃水、首、首吃水吃水、尾、尾吃水和平均吃水等吃水和平均吃水等。n在船舶设计中在船舶设计中，各种性能的计算均用，各种性能的计算均用型吃水型吃水。n对于具有设计尾倾的船舶对于具有设计尾倾的船舶，其其型吃水是首尾吃水的型吃水
39、是首尾吃水的平均值平均值。n吃水差吃水差t t指指首尾吃水的差值首尾吃水的差值。n当首当首吃水吃水尾尾吃水吃水或或t t0 0时时：船舶处于船舶处于首倾首倾状态状态。n当首当首吃水吃水尾尾吃水吃水或或t t0 0时时：船舶处于船舶处于尾倾尾倾状态状态。n当首当首吃水吃水= =尾尾吃水时吃水时：船舶平吃水船舶平吃水处于正浮状态处于正浮状态。2-2 2-2 主尺度主尺度 平均吃水平均吃水dcp;dcp;首吃水首吃水df;df;尾吃水尾吃水dada；吃水差吃水差t t 。 平均吃水平均吃水 dcp=df+dadcp=df+da2 2 吃水差吃水差 t t = = df- dadf- da5 5、干舷
40、（干舷（F F）是船体是船体型深中未浸入水中的那部型深中未浸入水中的那部 分高度分高度，即船体，即船体中部中部从设计水线到从设计水线到上甲板上表面上甲板上表面的的垂直垂直距离距离。 F = D d + t F = D d + t ； t( t(甲板边板厚甲板边板厚) )6 6、基线基线是一条与是一条与设计水线相平行的水平直线设计水线相平行的水平直线。 在船舶设计及建造过程中在船舶设计及建造过程中，基线基线是很重要的是很重要的基基准线。准线。2-2 2-2 主尺度主尺度 基基准面准面在在船底与龙骨上缘相切的水平面船底与龙骨上缘相切的水平面。 基线基线 横向横向基线基线基基准面与中横剖面的交线准面
41、与中横剖面的交线。 纵纵向向基线基线基基准面与中准面与中纵纵剖面的交线剖面的交线。通过上述通过上述船舶的主尺度船舶的主尺度，可以表达出船体的绝对大小。，可以表达出船体的绝对大小。2-3 2-3 主尺度主尺度 Ddm水线船甲板dfdA设计水线长LwL垂线间长LPP总长LOA首垂线尾垂线第二章第二章 船体形状船体形状船舷船舷横梁线横梁线船底线船底线舭部舭部水水 线线吃水吃水d型深型深D梁拱梁拱Bmax型宽型宽B护舷材护舷材干干舷舷 FK板板甲板边板甲板边板基基 线线2-4 2-4 主尺度比主尺度比n长宽比长宽比L/BL/B：其大小与其大小与快速性快速性的好坏有关。的好坏有关。该比值越该比值越 大则
42、船体形状越瘦长，阻力就越小，其快速性和航向大则船体形状越瘦长，阻力就越小，其快速性和航向 稳性越好；但操纵不灵活。稳性越好；但操纵不灵活。n宽吃水比宽吃水比B/dB/d：与与稳性稳性、摇荡性摇荡性、快速性和操纵性快速性和操纵性有有 关。关。该比值大该比值大，船体宽度大，稳性好；但横摇周期船体宽度大，稳性好；但横摇周期 小，耐波性变差，航行阻力增大小，耐波性变差，航行阻力增大.n深吃水深吃水比D/dD/d：与与抗沉性抗沉性、稳性和船体强度有关。稳性和船体强度有关。该比值该比值 大，干舷高，甲板上浪的可能性小，储备浮力大，抗大，干舷高，甲板上浪的可能性小，储备浮力大，抗 沉性好；且船舱容积增大，重
43、心升高。沉性好；且船舱容积增大，重心升高。2-42-4主尺度比主尺度比宽深比宽深比B/DB/D：与与船体强度船体强度（主要是（主要是横向强度横向强度）和稳性有关。和稳性有关。该该 比值大，则船舶的中横剖面愈扁，对船体纵横向强度愈不比值大，则船舶的中横剖面愈扁，对船体纵横向强度愈不 利。船舶建造规范中规定利。船舶建造规范中规定：一般干货船的一般干货船的B/DB/D 2.5。长深比长深比L/DL/D：与与船体纵向强度船体纵向强度和稳性有关。和稳性有关。该比值越大，船舶该比值越大，船舶 的形状越扁而长，它的抗挠强度将较弱，对船体纵向强度的形状越扁而长，它的抗挠强度将较弱，对船体纵向强度 不利不利。规
44、范规定：一般干货船的规范规定：一般干货船的 L/DL/D17。长吃水比长吃水比L/dL/d：与操纵与操纵回转性能回转性能有关有关。该比值大，船舶的操纵该比值大，船舶的操纵 回转性能变差。回转性能变差。 注注：L/B L/B 、B/dB/d和和D/dD/d是三个独立的是三个独立的主尺度比。主尺度比。n面积系数面积系数水线面系数水线面系数中横剖面系数中横剖面系数WWACL BMMACBd2-52-5船型系数船型系数( (定义定义、公式公式、物理意义物理意义、取值范围）取值范围） 式中式中：A AW W水线面面积水线面面积；A AM M中横中横 剖面浸水面积剖面浸水面积；V V排水体积排水体积。体积
45、系数体积系数方形系数方形系数纵向棱形系数纵向棱形系数垂向棱形系数垂向棱形系数3-5 3-5 船船型型系数系数2-5 2-5 船船型型系数系数n证明BPMCCCBPMMMCVVCALCBdLCBVCLBdMMACBd2-5 2-5 船船型型系数系数n证明BVPWCCCWWACLBBVCLBdBVPWwWCVVCAdCLBdC2-5 2-5 船船型型系数系数n定义及物理意义定义及物理意义：船型系数船型系数是表示水线下船体肥瘦程度的无因次系数的总是表示水线下船体肥瘦程度的无因次系数的总 称。它能表征水线下船体的体积和面积沿着各个方面分称。它能表征水线下船体的体积和面积沿着各个方面分 布的情况。布的情
46、况。1.1.水线面系数水线面系数表征船体水平剖面表征船体水平剖面（水线面形状水线面形状）的肥瘦的肥瘦 程度程度。其大小对快速性、稳性和甲板面积等都有影响。其大小对快速性、稳性和甲板面积等都有影响。2.2.中横剖面系数中横剖面系数表征船舶中横剖面的肥瘦程度表征船舶中横剖面的肥瘦程度。其大小对。其大小对 快速性和耐波性等有影响。快速性和耐波性等有影响。3.3.方形系数方形系数表征水下船体的肥瘦程度表征水下船体的肥瘦程度。是表示船体形状的。是表示船体形状的 重要系数。其大小对排水量、舱室容积、快速性、耐波重要系数。其大小对排水量、舱室容积、快速性、耐波 性等均有影响。性等均有影响。 2-5 2-5
47、船船型型系数系数4 4、纵向棱形系数纵向棱形系数表征排水体积沿船长（水下船体表征排水体积沿船长（水下船体沿纵向）的分布情况沿纵向）的分布情况。其大小对快速性和耐波性等有影响。其大小对快速性和耐波性等有影响。其数值大即其数值大即中横剖面的浸水面积小中横剖面的浸水面积小，则表示其排水体积沿则表示其排水体积沿船长方向分布均匀。船长方向分布均匀。5 5、垂向棱形系数垂向棱形系数表征排水体积沿船舶垂向的分布表征排水体积沿船舶垂向的分布情况情况。其数值大即水线面。其数值大即水线面面积小面积小，则表示其排水体积沿吃则表示其排水体积沿吃水方向分布均匀。水方向分布均匀。n对于同一船舶的船体系数：对于同一船舶的船
48、体系数：中横剖面系数中横剖面系数数值最数值最大大，棱形系数棱形系数数值较小数值较小，方形系数方形系数数值最小数值最小。n水线面系数水线面系数、中横剖面中横剖面系数、方形系数为独立无系数、方形系数为独立无因次系数因次系数，而，而棱形系数和垂向棱形系数可以从前棱形系数和垂向棱形系数可以从前三者导出三者导出。2-62-6船舶总布置图船舶总布置图一一、船舶总布置船舶总布置 分为分为 主体部分的舱室主体部分的舱室布置布置 上层建筑的甲板布置上层建筑的甲板布置主体部分主体部分用于用于布置货舱布置货舱、机、机舱舱、压载、压载舱舱、 燃油燃油舱及淡水舱舱及淡水舱。上层建筑上层建筑用于用于布置船员和旅客的工作和
49、布置船员和旅客的工作和 生活生活舱室。舱室。生活生活舱室又包括居舱室又包括居 住舱室和公共舱室。住舱室和公共舱室。2-6 2-6 船舶总布置图船舶总布置图二、船舶主体部分的划分二、船舶主体部分的划分1 1、水密舱室的设置、水密舱室的设置2 2、内底、甲板和平台的设置、内底、甲板和平台的设置3 3、双层底的设置双层底的设置4 4、机机舱的舱的设置设置5 5、货舱的布置货舱的布置6 6、燃油燃油舱舱、淡水舱与淡水舱与压载压载舱的布置舱的布置三三、船舶、船舶上层建筑的布置上层建筑的布置包括工作包括工作舱室、居住舱室和公共舱室舱室、居住舱室和公共舱室的布置的布置。2-6 2-6 船舶总布置图船舶总布置
50、图四、四、船舶总布置图船舶总布置图n是一张反映全船总体布置情况的图纸是一张反映全船总体布置情况的图纸。n表示了表示了船舶上层建筑的形式船舶上层建筑的形式、全船全船舱室的划分，以舱室的划分，以及机械和设备的及机械和设备的布置布置、数量和大小。、数量和大小。n比较集中地体现了比较集中地体现了船舶的用途船舶的用途、任务及经济性，是、任务及经济性，是最重要的最重要的全船总体性图纸之一全船总体性图纸之一。n是根据投影原理绘制而成的，主要采用侧视图及视是根据投影原理绘制而成的，主要采用侧视图及视图组成图组成船舶总布置图船舶总布置图。n该图包括侧面图、平台或甲板平面图及舱底平面图。该图包括侧面图、平台或甲板
