船舶设计原理

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※第一章
/ N8 C6 {% N, }# O§1-2 设计技术任务书
( k; J  f" \5 z§1-1 船舶设计阶段的划分
第一章 绪 论
§1-3 设计工作方法
3 x3 d/ z! `4 ^' i& \5 b* i§1-4 计算机辅助船舶设计

第一章 绪 论
  x2 B  X: K- V8 ?  f  U8 ?设计实践证明．设计人员在设计中必须注意以下几点： 1：认真贯彻国家的技术政策； 2：熟悉并遵守各项规范和公约； 3：认真做好调查研究； 4：注重在借鉴与继承的基础上创新； 5：采用逐步近似的方法，逐步深化，最终使设计结果接近最佳组合。设计的新船应达到以下基本要求：适用、经济、安全可靠、美观。

§1-1 船舶设计阶段的划分
一 船舶各设计阶段的基本内容 1. 编制设计技术任务书 设计技术任务书是船舶设计的依据，它全面地反映了对设计船技术性能的要求，并对船舶的主要技术要素做了具体规定，如船舶类型、用途、吨位、航速、航距、机电设备等。
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2. 初步设计 初步设计是按设计技术任务书进行的，是船舶设计的主要阶段， 在这个阶段里，要确定与船舶技术经济性能关系最大的一些项目，如船的主尺度和排水量、船体型线、建筑型式及总体布置、基本结构、主辅机及主要装置系统等。同时要进行船舶主要性能计算，绘制型线图、总布置图、横剖面结构图等主要图纸，编制出全船说明书和材料设备清单。

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3. 技术设计 技术设计是初步设计的进一步深入，是整个设计中的重要一环，新船的所有主要技术性问题都须在这个阶段内解决，要做大量准确详细的计算工作，并绘制数量较多的图纸。 这个阶段所提出的技术文件，应能满足船级社审查、承造厂进行生产准备、估算造价、订货以及绘制施工图纸等方面的需要。
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0 u, I0 ]4 z% o4 s4. 施工设计 技术设计被审查批准之后，根据建造厂的具体生产技术条件和船舶各项标准文件、应制定建造该船所需的船体、轮机、电气三方面的全部图纸相技术文件，称为施工设计。在船体方面要绘制分段结构施工图和制定工艺规程．以及船舶设备，舾装的施工图等。
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§1-1 船舶设计阶段的划分
4 f; X- @/ V/ h5 @% |' Y5. 制定完工文件 船舶在建造施工中，往往会对原设计作一些修改，如经倾斜试验确定了准确的重心竖向高度等。因此，原来的设计图纸和技术文件(如浮态与稳性计算等)就与实船不完全相符了。为反映真实情况，在船舶竣工后，应按实际情况修改图纸及进行必要的修改计算，为用船部门提供竣工图纸和技术资料，即制定完工文件。
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. s) k& g+ g0 L§1-1 船舶设计阶段的划分
. P( N+ w  D( \/ `- H7 x二 船舶设计阶段的改革 为了适应国际造船市场的需要，中国船舶工业总公司制定了《民用船舶产品设计阶段划分和审批工作的若干规定(试行)》．这规定将新建船舶的设计划分为：制定产品设计技术任务书、报价设计(需要时)、初步设计(含签订造船合同所需技术文件)、详细设计、生产设计、编制完工文件等六个阶段。

1. 报价设计 根据船东提出的技术要求或招标说明书进行设计。其主要内容为：初步确定新船的技术条件和形状、提供总布置简图、主要设备清单、简要说明书、估算造价。报价设计的目的是设计方向船东提出报价，力争中标，并使船东了解新船概貌及船价，挑选中标单位。报价设计是商谈定船合同之前的一项设计环节，它不作为最终签订造船合同的技术附件。
§1-1 船舶设计阶段的划分

2. 初步设计 初步设计依据设计技术任务书和造船合同，对造船的总体方案作出规划，对船舶的总体性能和主要技术指标进行计算，对动力装置和各种系统原理图进行设计。通过理论计算和必要的试验，确定产品的主要参数、主要结构、主要设备选型等。船体方面要完成的主要技术文件有：船体设计说明书；总布置固；型线图；航速、稳性、干舷、舱容等计算书；船中横剖面结构图和总纵强度计算书，钢料预估单、主要设备明细表。
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§1-1 船舶设计阶段的划分
% [1 ~7 z2 L; d. _3. 详细设计 它是依据造船合同及其技术文件或经审查修改后的初步设计方案进行的。这一阶段的设 计工作，是在总体设计的基础上，对备局部问题进行深入分析，并进行各个项目的详纲设计计算和绘图．最终确定船舶的全部技术性能和船体结构．对重要材料及设备提出订货选型要求。详细设计所提出的技术文件和图纸．应能满足验船部门审查、船东认可、造船单位订购原材料和设备的需要，同时也是进行生产设计的依据。
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4.生产设计 在详细设计的基础上，根据承造厂的工艺装备条件、工艺水平、施工区域和组装单元，绘制有工艺要求和生产管理指标的工作图和表，为建造船舶提供建造方案、施工要求、施工图纸和生产管理图表。

§1-1 船舶设计阶段的划分

) m4 h* |3 C1 p: J) w1 t* \) S; ^9 H  x一 制定设计技术任务书前的论证工作 1.运输类型的论证 运输有五种形式：水运、铁路、公路、航空、管道等。要完成所需的运输任务，首先要研究采用哪一种运输形式或哪几种联运的形式、使得投资最少，经济效益最好。这一论证涉及的面比较广，一般由国家某部门或某地区才能完成。
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§1-2 设计技术任务书
( n, S, R" U4 |, g* F: p, K2. 船型论证 承担某一运输任务，如货运，可供选择的船型有：货舱、集装箱船、顶推分节驳、载驳船等。在具体选取时要进行技术经济论证。 如果确定用普通货船来承运，还要探讨船舶的大小、航速的高低。要以最适用最经济的方案作为制定任务书的基础。
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§1-2 设计技术任务书
二 设计技术任务书主要内容 航区、航线 这是指新船航行的区域。海船航区分为：无限、近海、沿海、迟蔽等航区。内河船舶常按水系来分，如我国长江水系根据风浪及水流情况，分为A、B、C级航区及J级航段。不固定航线的船，通常提出主要航行的航线或航区，定航线的船通常要给出停靠的港口等。
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2.用途 这是指新船的装载数量与性质。 客船、客货船包括人数(各等级的分配数、舱室标准)、载货吨数以及舱容要求。 货船包括货物的数量及理化性质。就数量来说，任务书中有时结出“载重量”，即包括货物、燃油、滑油、淡水、食品等的重量。有时给出“载货量”，即货物重量。货物有多种多样如液货、散货、杂货、集装箱等，对于一般货物，要给出载重吨数，而对于集装箱，则是给出箱数。
§1-2 设计技术任务书
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0 f8 T2 P: S' r1 E2 r. `3. 船型 这是指船的建筑持征，包括上层建筑、机舱部位、货舱划分、甲板层数、甲板间高等。 4. 船级 这是指按什么规范、哪一级设计新船。要注意不同规范从不同角度提出的要求。走国际航线的船舶、还应符合有关的国际规则与公约，以及有关国家、地区、运河等颁布的待殊规则。

§1-2 设计技术任务书

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5. 动力装置 主机的类型、功率、转速、台数等 6. 航速、续航力、自持力 (1)航速：民船的航速常分为试航航速与服务航速。 (2)续航力：在规定的航速和主机功率下，船上所带的燃油可供船连续航行的距离(n.mi1e/km)．或连续航行的时间(h)。 (3)自持力:这是指船上所带淡水、食品等能供人员在海上维持的天数，也有称自给力．以天(d)计。

7. 结构 这是指船体与上层建筑材料、船体结构形式、甲板负荷、特殊加强等的要求。 8. 设备 这是指起货设备的形式及能力．如锚和锚机、舵和舵机、减格装置、通风、空调、导航等方面的要求。 9. 性能 这是指性能要求，如稳性要求、浮态要求、分舱及破舱稳性的要求、耐波性及操纵性的要求等。
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§1-2 设计技术任务书
10. 船员 这是指船上编制人数，同时也有对生活设施提出具体要求。 11. 尺度限制 (1)船长：它受泊位长度、港域宽度、河道曲率、以及船闸、船坞等的限制。 (2)吃水：它受航道与港区的水深限制。 (3)船宽：它主要受运河、过船闸、进船坞等限制。 (4)船的水上部分高度：它主要是考虑桥高的限制，如南京长江大桥高出水面28m、珠江大桥高出水面8m等限制。

' p# X2 t$ d2 o4 y6 O, Y3 S) z" q一 认真调查研究 应考虑进行调查研究工作，广泛征求使用部门及航道、港务、船级社等有关部门的意见看法，搜集有关的资料(包括国外实船资料和文献)，再经过一番去粗取精、去伪存真的改造制作过程，才能形成初步的设计方案．使设计从一开始就建立在比较符合客观实际的基础上。 随着设计工作的深入，设计人员有时还需带着设计方案和问题，通过各种形式做深入的调查研究，征求意见、这样就可少走弯路。
§1-3 设计工作方法
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二 在借鉴与继承的基础上创新 在新船设计时，设计者常采用一种行之有效的方法—母型改造法。所谓母型，即与新船在主要方面相近的实船或已设计好的船，将其各项要素按 设计船的要求用适当的方法加以改造变换，即可得到新船的相应要素。这是一种既方便又可靠的设计新船的办法，至今仍披人们广泛应用。 但是．借鉴并不是不加分析地生搬硬套，继承也只能继承过去的精华。要结合新船的特点，考虑到新技术、新设备、新工艺、新材料在新船上的应用，做到有所创新、有所前进。
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: r) _( |$ A' v* m  o, N6 Q9 [三、逐步近似 由于船舶的内在矛盾错综复杂，设计工作不可能一次完成，而是循着一个逐步近似的过 程。初次近似只考虑少数主要因素．而后一次近似则计入更多的因素，后一次近似结果是前一次近似的修正、补充和发展。经过几次近似后．最终得到符合各项要求的设计结果。这个过程用图1—1所示的螺旋线表达出来．既富有哲理又十分形象。
§1-3 设计工作方法


§1-3 设计工作方法

上世纪60年代国外船舶CAD/CAM有很大的发展，陆续研制出了一批造船集成系统，如挪威的AUTOKON系统、西班牙的FORAN系统及瑞典的VIKING系统等。我国从70年代开始船舶CAD／CAM研究，至80年代也获得了长足的发展。在此期间，完成了单程序运算—程序系统(程序包)—集成系统的进化。例如上海交通大学、上海船舶设计院等单位联合研制的多用达干货船辅助设计系统MPSDS，上海造船工艺所研制的船体建造集成系统HCS等。

. `- W8 s: s( |, C* d§1-4 计算机辅助船舶设计

§1-4 计算机辅助船舶设计
9 y* w4 ]/ l' ~90年代以来．船舶CAD／CAM有了进一步的发展．如瑞典KCS公司集各国之经验成功地开发了STEERBEAR造船交互设计集成系统。其功能极强,覆盖了船舶详细设计和生产设计中大部分内容，包含实用性很强的三维图形系统、船体系统、结构系统、电力系统、报表生成和数据管理等九大系统相20多个分类 数据库。该系统已由大连造船厂等大厂全套引进。
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计算机应用于船舶工程，使船舶设计方法发生了巨大的变化。 船型论证中已由单船论证发展为系统论证并相继出现了系统分析法、复合预测与决策技术、仿真技术、不确定性和风险分析方法等新的科学论证方法。 在船舶主尺度方案分析中，从广泛采用网洛法(亦称变值法)发展为最优化方法、正交设计法等对各方案的最终评判与选优。除设计人员凭经验评定外，还可借助计算机采用多目标加权处理、模糊综合评判和多日标分层序列法等进行评定。
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※第二章
$ F2 Z8 J3 k8 t- l+ h§2-2 空船重心的分析估算
8 |# ^; c, E' U" h§2-1 概 述
, v1 s: v0 U9 g1 L& H- _§2-3 载重量估算
5 T; \! ?' B# A. L# X) J§2-4 重心估算

0 a6 @5 a: R: V% K. W第二章 船舶重量与重心
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一 重量方程式与浮性方程式 重量方程式 Δ＝LW十DW LW＝Wh十Wf十Wm 式中，LW:空船重量(t) Wh:船体钢料重量(t) Wf:木作舾装重量(t) Wm:机电设备重量(t) DW:载重量(t)，包括货物、船员及其行李、 旅客及其行李、燃油、滑油及炉水、食品、 淡水、备品及供应品等重量。
§2-1 概 述

浮力方程式 Δ＝ρV ＝ ρkLBTCb 式中, ρ:水的密度(t／m^3) V:该装载情况下的型排水体积(m^3) k:附体体积系数，通常为1.004—1.01 L:船长（m）,通常指垂线间长，即Lbp B:型宽（m) T:吃水（m) Cb:方形系数

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8 g1 x5 A7 k. z! m二 民船典型载况 民船通用的典型载况是空载和满载，相应的典型排水量为空船排水量和满载排水量。空船排水量系指新船竣工交船时的排水量，即空船排水量≈LW。 船舶装载了预定的全部载重量的载况称为满载，相应的排水量即为满载排水量。如重量估算确。则满载时船舶吃水等于设计吃水，因此，满载排水量也称为设计排水量。民船通常以满载载况作为设计状态、它是决定船舶主要要素的基础。
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§2-1 概 述
对于货船，设计中通常取四种典型载况，即 满载出港---设计状态； 满载到港---这时的油水等重量、规定为设计状态时油水储备量的]o％(不包括滑油）； 空载出港---船上不载运旅客与货物。但油水储备量为设计状态的100％； 空载到港---船上不装载旅客与货物，而油水等为其总储备量的10％；
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§2-1 概 述
三 重量重心估算的重要性 在设计过程中，如果将船舶重量计算得过轻，则完工船的实际重量值将大于计算值、即重力大于浮力，实际吃水将超过设计吃水，此时可能出现以下情况；①必须减载航行。②船舶干舷减小，船舶大角稳性与抗沉性难以满足。甲板容易上浪．船舶结构强度也可能不满足要求。反之，如果将船舶重量计算得过重，则船舶尺度选择势必偏大。类似地如果船舶重心纵向位置计算误差过大，则实船将出现较大纵倾，影响船舶的浮态、快速性与耐波性；船舶重心高误差过大，影响船舶稳性与横摇性能。
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§2-1 概 述
重量重心计算的特点与方法 重量重心计算持点： 一是贯穿于整个设计过程的始终；二是逐步近似。 在不同设计阶段，重量重心计算的方法是不一样 的。在技术设计、施工设计及完工计算时，船舶 的主要图纸均已具备，船舶的各主要部分均已确 定，甚至实船也已造出，因此此时的重量重心计 算可以按图纸(或在完工计算中按实船)进行详细 的分项计算，然后逐项累计即可。但在设计初期 即主尺度及排水量确定阶段，则不具备这些条件， 设计船的重量重心只能依据母型或统计资料进行 较为粗略的估算。

§2-2 空船重量的分析与估算
空船重量估算的准确度是船舶设计能否成功的关键之一。这是因为空船重量占了船舶排水量的相当部分(见表2—1)．而且其影响因素多，不容易估算准确。

6 @$ a- w- w- C$ W% ~§2-2 空船重量的分析与估算
一 空船重量的分类 构成空船重量的项目是十分繁杂的。为便于船舶设计者准确地计算空船重量，避免重量项目计算的重复或遗漏，要将空船重量按一定的原则进行分类。按惯例，空船重量通常分为船体钢料重量Wh,木作舾装重量Wf和机电设备重量Wm三大部分，各部分又细分为若干组,各组再分成若干项。

0 {0 t# d. m0 c8 b+ B§2-2 空船重量的分析与估算
二 船体钢料重量Wh的分析与估算 影响船体钢料重量的因素 1.1 船舶尺度及系数 船舶主要尺度及系数对船体钢料重量的影 响程度可以从它们对构件数量和强度条件的影 响两个方面来分析。 船长L：从构件的几何尺度和数量上看， 船体绝大多数构件(如外板、底部结构、甲板、 舱壁、舷侧结构等)都与船长有关；从强度方 面看，船长越长，其在水中所承受的纵向弯 矩越大，对船体结构纵向构件的尺寸要求也大 因此船长对船体钢料重量影响最大。
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§2-2 空船重量的分析与估算
船宽B: 从结构构件数量上看,一些横向构件(如船底与甲板横向构件、横舱壁平台、甲板等)与船宽有关；船宽对横向强度影响较大，但对船体纵向强度影响不大。综合起来看、船宽对船体钢料重量影响次于船长。 型深D:从构件几何尺度和数量方面看,型深对舷侧板、肋骨、舱壁、支柱等构件有影响、即型深增加要引起它们的重量增大；从强度方面分析、型深D增加．则船体梁的剖面模数增大，可使船体纵向构件断面尺寸减小，从而可减小它们的重量。从上述两方面综合考虑,对于大船,型深增加，其船体钢料重量不一定增加或增加甚微．甚至会减少；对于小船,型深增加要使船体钢料重量增大。
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1.2 布置持征 船舶布置持征不同, Wh也就不同，如甲板层数舱壁数、上层建筑的大小等均对Wh有影响。 1.3 船级、规范、航区 设计船入什么级，用哪国规范．都对船体结构要求有差别，因而对Wh有影响。同样尺度的 船舶，如航行于冰区，船体的某些结构要加强、显然W h值就会加大。 1.4 结构材料 船体采用普通钢、高强度合金钢，还是铝合金、玻璃钢等，材料不同，显然vh会有很大差别。
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8 Z7 z3 ?: f+ Q4 k6 s# d( `+ D2 b§2-2 空船重量的分析与估算
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§2-2 空船重量的分析与估算
2.粗略的估算方法 2.1 百分数法 假定Wh正比于Δ ，亦即 Wh = Ch * Δ 式中，Ch,系数,可根据母型船选取，即： Ch ＝ Wh0/Δ0 (其中Wh0 ,Δ0分别为母型船的钢料重量和排水量。 估算船体钢料重量时所参考的母型船、应当是与设 计船类型、主体结构形式及船体材料相同、主尺度 及船舶上层建筑丰满度相近的实船；其Ch应尽量采 用多艘实船分析比较后确定。

9 o. E6 K% W/ ]9 x, F* V§2-2 空船重量的分析与估算
2.2 平方模数法 此法假定wh正比于船体结构的总面积．并用L、D、B的某种组合来表征。最常见的形式为： Wh＝Ch*L(B十D) 2.3 立方模数法 此法假定Wh正比于船舶内部总体积，并以LBD作为内部总体积的特征数,简称立方模数．最常见的形式为： Wh＝Ch*L*B*D

$ W) q. T( K+ |' Z" Q; P& e  x§2-2 空船重量的分析与估算
# P% J" m6 o/ |, v4 C$ T$ u+ B, V2.4 统计公式法 对于一些结构形式相差不大、布置持点比较稳定、有大量相近实船的船型，加大型油船、散货船、集装箱船等，在设计初始阶段用统计公式法估算Wh是十分有效的。 常见的有穆瑞公式（适于中型散货船），阿德文克公式（适于大型散货船），瓦待生—智尔费兰公式（适于散货船、杂货船和集装箱船等）。
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3.比较精确的估算方法 3.1 修差法 此法根据设计船与母型船主尺度的差别进行修正 来得出新船的Wh. 3.2 每米船长重量法 当设计船和母型船都具备船中横剖面结构图、型 线图和总布置固时，可用本方法得出Wh值。 3.3 分项换算法 如有相近母型船钢料重量的详细分项资料，则按母型船逐 项进行换算，可得到较精确的设计船的Wh值。
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. C7 A& ~# c2 Y1 A6 ^8 \& p# @# ^# x§2-2 空船重量的分析与估算

) m1 z' {7 Z* r# a/ F) f% k0 l; B§2-2 空船重量的分析与估算
* d* [) o3 }% n, c' }1 C# u三 木作舾装重量的分析与估算 1. 简要分析 木作舾装重量名目繁多，各自独立，规律性差。即使是同类船舶，由于时代不同，地区要求的标准不同，该项重量往往有很大差别。因此，按母型船换算的相似性较差，初始设计阶段较难估准。通常，将木作加装重量分成四类来分拆其对Wf的影响： (1)与船舶排水量和主尺度相关的重量，如船舶设备与系统，包括锚、系泊设备、消防系 统、管系、舵、油漆等。

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§2-2 空船重量的分析与估算
(2)与船员和旅客人数、生活设施标准相关的重量，如舱室木作(内围壁、天花板、地板敷料)、家具、卫生设备、救生设备等。 (3)与船的使用特点相关的重量，如货船的起货设备及舱口盖，拖船的拖带设备，救助船的救助设备．渔船的渔捞和加工设备等。 (4)特殊要求的重量，加减摇装置、侧推装置等，按船东要求和船舶技术性能要求而定。

2. 粗略估算方法 2.1 百分数法 此法仅用于建筑待征较稳定的货物运输船的队初 估、结果较粗略。 2.2 平方模数法 常用于运输船舶的估算，其结果较百分数法准确 2.3 立方模数法 常用于客船、拖船、渔船等的估算。
§2-2 空船重量的分析与估算

- V3 T: o/ R9 [2 ]3. 比较精确的估算方法--分项换算法 类似于钢料的分项换算方法．根据已有的母型船资料、按照母型船项目分组分项，然后采用适当的模数逐项换算．再依据设计船的技术要求与标准加以适当修正求得设计船的木作舾装备分项重量，最后汇总得到全船木作舾装重量。 技术设计末期。根据总布置固、舾装布置图、设备家具明细表等设计图纸和文件、查阅有关标准和产品样本逐项计算，最后汇总就可精确求得全船的。 舾装重量

' `" B9 a" {  o3 z9 X§2-2 空船重量的分析与估算

& N) h0 R5 c/ D3 h; y7 N四 机电设备富量的分析与估算 1. 简要分析 机电设备重量包括主机、辅机、轴系、动力管系与电气设备等，大致分为三部分： (1)已知重量，如主机、锅炉、发电机组等的重量。 (2)可以计算的重量，如轴系重量。 (3)其他配套设备重量．如其他埔机、泵、管系等． 显然．影响机电设备重量的主要因素是主机的类型与功率。

& y; o+ q  P8 e$ S4 z; b§2-2 空船重量的分析与估算

§2-2 空船重量的分析与估算
! S9 F/ V5 {' c4 H3 {4 R2. 粗略的估算方法 初始设计阶段，当缺乏可靠的母型船机电设备重量Wm分项资料时，设计船的Wm可按主机功率的大小来粗略估算之。 Wm＝Cm*P 式中．Cm为机电设备重量系数．可取自母型船或有关图表资料，P为主机额定功宰(kw)。 有时也可采用统计公式来估算，但必须核算几条相近实船来检验公式计算结果的可信度。

( Q* \- h$ s9 c% U% ?) C3.比较精确的估算方法--逐项比较法 选用主机、辅机相近的型船的Wm资料时，进行逐项比较，相同的照抄，不同的项目进行修正、没有的项目删去等，这是最常用的方法、也是比较可靠的方法。 技术设计阶段或施工设计末期，根据机舶布置图、轮机设备明细表，轴系计算书及相关图纸，电气设备布置图和电气设备清册等汇总求得精确的 全船机电设备重量。
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2 K* Q) r- j5 _/ A§2-2 空船重量的分析与估算

( M+ s( c. b1 O, o1 ]( a, {§2-2 空船重量的分析与估算
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" x$ \! Z8 z2 d. p五 固定压载与排水量裕度 1.固定压裁 固定压载是固定加在船上的载荷，通常采用生铁块、石头、水泥块和矿渣块等、一般在船水前后加放在船的底部。固定压载的作用主要在于降低船的重心以提高稳性；增加重量以加大吃水；必要时也可用来调整船的纵倾。在设计中加固定压载有时是不可避免的，有时则是设计失误所造成的。对一般贷船来说设计有固定压载则是不经济的，也是不合理的。
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2.排水量裕度 在船舶设计中，为确保设计船的载重量，避免船舶超重，通常在分部估算Wh、Wf及Wm的基础上，将LW预加一定裕度．称为排水量裕度,其原因有三： (1)估算误差 (2)设备增加 (3)采用代用设备和材料 裕度取法一般有下列两种： ①取空船重量的某一百分数。在初步设计阶段，通常取为2％一5％LW(大船用小的数字)。 ②分项储备，即分别在船体钢科、木作题装、机电设备各部重量加一裕度，初始设计阶段，一般常取它们各自重量的2％一4％、4％一8％、2％一5％。

, Z" Q7 {* T% Y% {§2-2 空船重量的分析与估算

$ [# s7 j6 z( b3 e$ F4 T船舶载重量DW包括以下各项： 船员及行李; 货物、旅客及其行李; 燃油、滑油及炉水; 淡水和食品; 备品及供应品;

§2-3 载重量估算

1. 人员及行李、淡水、食品 1.1 人员及行李 人员的重量通常按每人平均65kg重计算,每人携带行李的重量约为： 船员行李 40一65kg 长途旅客行李 40一65kg 短途旅客行李 10一35kg 1.2 食品及淡水 总储备量＝自给力×人员数×定量 食品:2.5-4.5kg/天，淡水定量为50-100kg/天.
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§2-3 载重量估算
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9 G/ x  L% V, Q' A3 J) Q) R§2-3 载重量估算
2. 燃油、滑油及炉水 2.1 燃油 根据主机功率、续航力、航速、耗油率等计算．通常取储备系数为1.1--1．20。 2.2 滑油 由于船上润滑油用量较少，故在初始设计阶段，滑油储备量可取为燃油总量的某个百分数。柴油机船取3％一5％；汽轮机船取0.8％一1.0％。 2.3 炉水 用来补充船上蒸汽漏失所需的炉水量。
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  u" B1 c' `' z7 Q4 P  v§2-3 载重量估算
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; G/ T, z" J, X2 v3.备品及供应品 备品是指为保证船舶正常航行．用于临时维修，应付紧急事故和持殊情况所储备的备用部件、设备与装置、包括锚、灯具、损坏管制器材、油漆等。供应品是指零星物品，如床上用品、炊具、信号旗、办公用品、医疗器材、电视机等。 通常取为0.5％--1.0％LW。

0 h1 i6 h, M: N: I§2-4重心估算
一般来说，由于船舶型线都是左有对称的，总布置设计时也总是使左右舷重量相平衡，故yg＝o。通常船舶重心的估算，主要指重心纵向坐标xg和重心高zg，其中xg将决定船舶浮态．影响船舶纵倾、 zg则影响船舶稳性和横摇性能。 因此，船舶重心估算对船舶技术性能和使用效能的影响甚大、必须予以高度重视。 船舶重心估算，通常采用力矩法在重量计算的同时列表进行。 以下简要介绍估算方法。
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" w4 S* s7 C+ c§2-4重心估算
1.重心高度 1.1空船重心高度 （1）粗估法 假定空船重心高度正比于型深，通常取自于母型船，如果新船与母型船有明显差别，则要对此修正。 此法比较粗略，通常仅用于设计初期。 （2）分部分项换算 如果有母型船的分部重量重心资料，则可以用分部换算法估算设计船钢料、舾装、机电各部分的重心高。然后用力矩法求取空船重心高。

§2-4重心估算
（3）精确计算 在技术设计末期，船、机、电各部分设计人员根据各自图纸资料，分别计算设计船各部分的重量重心，然后交总体设计人员汇总、编制重量重心计算书，精确计算设计船的空船重量及其重心高。 应当指出，在设计的初始阶段．为确保船舶稳性，往往将整个空船(包括储备排水量)的重心提高0.05~0.15m，作为新船重心高度的储备。也可以根据Wh、Wf及Wm重心估算的准确性，分别取各自的重心储备。
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§2-4重心估算
1.2载重量重心高度 通常，载重量各项的重心高可按其在船上的位置根据总布置图进行估算。 技术设计末期，总体设计人员应精确计算DW各项的重量及其重心高。此时，人员及其行李的重心高仍取为所在甲板以上1m处；货物、燃油、淡水、压载水等的重心高按舵容计算结果计取；滑油、食品等的重心高则按总布置图计算之。

- }* i7 E, [3 F% ~2 ]7 n& l: R§2-4重心估算
2.重心纵向位置 2.1空船重心纵向位置 （1）粗估法 常采用正比于船长，应用条件是设计船与母型船沿船长的重量分布相似(如机舱部位相近)，否则应先针对设计船的重量分布特点将母型船加以修改、使之与设计船相似．然后利用母型重量资料算得一个新系数，再用于估算设计船的空船重心纵向位置。 （2）分项换算 如果有母型船分部重量重心资料，用分项换算法求得空船重心纵向位置。通常，船体钢料、木作舾装的重心纵向位置正比于船长L，而机电设备可按其重心距机舱后壁的距离正比于机船长度Lm的方法换算。
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0 t' Y0 ?+ j7 [8 H& O§2-4重心估算
) J# o# @2 g& m( Z. d; C  k2.2 载重量重心的纵向位置 设计初期，载重量重心的纵向位置可根据总布置图上各载重量项所处的位置进行估算；设计末期，载重量重心的纵向位置可根据总布置图、舱容图精确计算。


% H( t' V; J2 h※<习题三>第三章
6 U) m7 m4 W6 Z: B; A( m, Q8 F4 ?& u第三章 船舶容量与登记吨位
8 f, k/ T+ @, o, F§3-1 货船的容积
9 n3 X, C" o/ T' I, v2 R! M§3-2 客船的甲板面积
% k" P! L$ y. {) D! a§3-3容量图与舱容要素曲线
§3-4船舶登记吨位

7 T8 d( y" r: ^7 ^8 G8 G- H第三章 船舶容量与登记吨位
7 E" F0 ]; e/ d0 z! I% O船舶容量是船内容积与甲板面积的总称。 船舶容量的研究是重要的，因为它关系到设计船能否满足任务书规定的使用要求．同时还影响船舶的技术性能(如浮态)与经济性。 研究船舶容量的方法因设计阶段而异。 本章内容包括： 1.初始设计阶段船舶容量的估算方法，研究舱容与船舶主尺度的联系规律，以便运用这些规律合理选择船舶主尺度； 2.技术设计过程中容量图与舱容要素曲线的计算与绘制方法； 3.船脑登记吨位与船内容积密切相关，是影响船舶经济性的重要指标。因此也在本章结合规范作简要介绍。
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# Y; b$ j( N7 ]0 ?0 G3 q§3-1货船的容积
1.船舶容积的有关概念 1.1货物的积载因数 货物的积载因数，是每吨货物装船时所占据的货舱容积。 积载因数小的货物，习惯称为重货。重货对船舶舱容要求低；积载因数大的货物，为轻质货，轻质货对船舶舱容要求高。 在货船的设计任务书中如果没有给定要求的货舱舱容则势必等效地给出货物积载因数。
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; S+ l) Y. [) |4 a6 _; P§3-1货船的容积
* g  h6 Q0 L2 W2 W# g/ q* J1.2型容积利用系数 型容积(或称毛容积)系指按型线图计算所得的舱内容积。 实际上，船舱内总是含有骨架的。而舱内骨架、护条、垫板等总要占据一定的空间，当货物、油、水等装载时扣除掉这部分空间后所剩余的有效装载容积称为净容积；舱内净容积与型容积之比称为型容积利用系数，有时也称为折扣系数。显然其大小表明了舱容利用率的高低。
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§3-1货船的容积
, s8 d. l5 [3 m1.3散装船容与包装舱容 （1）船舶所运输的货物按其载运形式可分为两大类：包装货和散装货。载运时用箱、捅或袋子包装起来的、称包装货。还有一些货物虽然运输时不用包装，但它们本身已进行了整理，也属于包装货。另一类货物运输时不用包装，而是直接装在货舱里，此类货物称为散装货。同一类货物有时既可采用包装应视具体情况而定。 （2）所谓散装舱容，是装载散装货物时货舱的有效容积，此时，货物装载可达甲板横梁(或纵骨)的上缘、肋骨外缘和舱底板的顶面。所谓包装舱容，是装载包装货物时货舱的有效容积，此时，货物装载一般只能达到甲板横梁(或纵骨)的下缘、肋骨及货舱护条的内缘和舱底铺板的顶面。货舱的包装舱容约为该舱型容积的0.88~0.92。通常，同一货舱，其包装舱容约为散装船容的0.90。

§3-1货船的容积
2.所需船主体型容积的计算 V=Vc+Vow+Vb+Vm+Va-Vu Vc=Wc*μc/Kc Vow=∑Wi/(ρi*Ki) Vb≈Wb=Δb-LW-∑DWCi Vm=KmLmB(D-hdm) 装载压载水的理由是： (1)保证必要的浮态。 (2)空载返航过程中，油、水和备品的消耗，使船舶重心提高、初稳性高度降低。为保证稳性，也须加压载水。
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§3-1货船的容积
3.船主体所能提供的型容积估算 Vh=CbDLbpBD1 D1=D+Sm+C/2 4.容量方程式 (1)全船容量方程式 CbDLbpBD1=Vc+Vow+Vb+Vm+Va-Vu (2)货舱容量方程式 Vc =Wc*μc/Kc=K[Lbp-(lf+la+lm)]B(D-hd) 5.容量校核 所谓容量校核，一方面是按设计任务书的要求估算设计船所需的容积，另一方面是按设计船的主尺度与总布置估算其实有的容积．通过所需容积与实有容积的比较来技校设计船主尺度方案与总布置格局的可行性与合理性。

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5.1容量校核的方法 容量校核的方法大体上有两种（1）按照全船容量方程式分别估算船主体实有容积及各类舱室所需总容积（2）按照货舱容量方程式分别估职设计船货舱区段实有容积与装载预定的载货量所需的货舱客积。然后比较实有容积是否等于或略大于所需容积。 5.2增加货舱容积的措施 (1)加大L和B (2)减小la、lf、hd (3)减小lm (4)增加D 增加货舱容积最有效(且较合理)的措施是适当加大型深D。

, U( G& g, I" n$ r§3-2客船的甲板面积
1.所需甲板面积的估算 通常．应估算和统计的主要舱室及处所包括： ①不同等级的旅客居住舱 ②客舱公共处所 ③旅客文化娱乐处所 ④各层甲板通道和旅客散步甲板面积； ⑤不同等级的船员居住舱； ⑥船员生活区公共处所及文娱处所； ⑦船员工作舱室； ⑧其他持设处所。 根据上述伯算和统计数据求和，即得到全船所需的甲板总面积。 2.主尺度规划 船宽B，按横向布置情况和稳性要求确定。 船长L，可参考同档次建筑形式相近的型船估取。 型深D，对于大型海洋客船，要考虑船主体内的甲板层数和层高而定；对于小型客船．往往视主机的高度和机舱布置要求而定。
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§3-2客船的甲板面积
3.甲板面积的校验 在初步拟定客船主尺度后．即可绘制新船的总布置草图。 通过勾画全船的总布置草图，将各种舱室布置在合理的部位。然后仔细检查所布置的各等级客舱人数及面积、船员铺位数及面积、公共处所及其他舱室的面积，计算客舱和船员舱的总面积和人均占有面积，以校验各等级舱位及舱室面积是否满足预定要求，并可作为与其他客船舒适性、甲板面积利用率比较的资料。
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§3-3容量图与舱容要素曲线
2 j+ h$ {. c2 ^% p容量图清楚形象地表示出全船主体(包括货舱口)各舱室容积的大小及分布。该图以船长为横坐标，以各舱沿L不同剖面处的横剖面面积为纵坐标绘成。容量图的绘制依据是:总布置图、帮戎曲线图、型线图和肋骨型线图。 对于液体舱，包括货油舱、燃油舱、淡水舱、压载水舱等液体舱、由于在营运过程中、油水均可有变化、设计者应提供各液体舱的容积和容积形心随液面高度变化的曲线，即舱容要素曲线。舱容要素曲线根据舱柜布置图、肋骨型线图及有关的结构图经计算后绘成。
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§3-4船舶登记吨位
1.登记吨位的概念与历史沿革 船舶登记吨位是指按船籍国制订的《船舶吨位丈量规范(或规则)》对船内容积进行丈量和计算所得的登记吨数。登记吨位，是舱内容积的度量。 量计除“免除处所”以外的全船所有“围蔽处所”所得的吨位叫做总吨位。从总吨位中减除船员舱室和机舱处所等非营利容积后所余的容积，称为净吨位。 总吨位主要用于：表示运输船舶的大小；统计世界或一个国家(地区)或一个公司的船舶拥有量；计算造船或租船费用i作为执行公约规则和配备安全设施的依据；有些国家用作造船补助金．航海津砧，以至船员工资等的计算依据；船舶检验、船舶登记、丈量的收费标准；作为引水费、拖肥费、浮筒费初进坞费等的收费标准。净吨位主要用于：吨钞锐、港口费、灯塔费、码头费和代理费等的计算标准；计算运河的通行费．等等。

§3-4船舶登记吨位
  B* a! V  P1 \; T9 c2.登记吨位计算 2.1登记吨位的近似估算 船舶设计初始阶段，为便于使用某些《规范》或《公约》或进行船型技术经济证。往往需要估算新船的登记吨位。通常可采用近似方法进行。 2.2按ZC《海船吨位丈量规范》(1985)计算登记吨位 ZC《海船吨位丈量规范》(1985)主要阐述了国际航行船舶和国内航行船舶的总吨位、净吨位的丈量和计算方法。 3.船舶设计中的注意点 （1）注意控制吨位档次； （2）注意国际航线上的吨位差别。
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※<习题四>第四章
) o9 B' q5 o% ^8 ?- _第四章 船舶性能预报
, b, s& f; H2 ~§4-1 快速性
$ r$ a5 v2 K6 @4 u$ {4 @# A§4-2 稳性
§4-3 分舱及破舱稳性
7 G  T! k, z& _" ^§4-4 耐波性
§4-5 船舶最小干舷
§4-6 操纵性
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( [# H" Q1 K6 o" i+ }4 T§4-1快 速 性
! p& m. V: P. k8 v# |1.快速性的初步估算 1.1海军系数法 当选用的母型船的主尺度比、船型系数、设计排水量及相对速度等与设计船比较接近时、可用母型船的海军系数c预估新船的主机功率或航速。 海军系数c是一艘船的阻力与推进性能的综合反映，如果新船与母型船在阻力或推进方面有较大差别时，应对c值进行修正。
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§4-1快 速 性
/ \7 X* V0 ^& [2 p$ A: a$ E% S* }1.2经验公式 经验公式，是针对某类型船舶的统计资料，分析归纳出来的，如适用于油船及敬货船的瓦持生近似估算公式。 1.3阻力及推进系数估算方法 （1）阻力估算 泰勒法： 此法适用于船速较高，船型较瘦长的双桨船。 陶德法(系列60)： 其横剖面为U型，适用于单桨运输船。 SSPA系列： 其横剖面型线为偏V型及中U型，适用于中保速单桨运输船。 KPL系列： 英国国家物理研究所提供的高速排水型艇的系列资料。 长江客货船系列： 上海船舶运输科研所提供的长江客货船裸体有效功率估算资料．

§4-1快 速 性
' P. C% i/ V7 R# ~$ H0 o% N  f（2）推进系数估算 PC=ηOη HηR η GηS 1.4回归公式法 埃及学者萨比脱应用回归分析方法，给出系列60阻力试验数据的回归方程。 2.设计中保证快速性的措施 (1)选取合适的尺度、系数； (2)选用合适的、优秀的节能船型及节能推进装置； (3)对于高速小艇，应尽量减小排水量； (4)采用低转速、大直径的螺旋桨，以获得较高的敞水效率； (5)减小附体阻力，其他附体应与船体有良好的水动力配合； (6)减小迎面受风面积，以减小空气阻力。

% C( K3 Q" Q' M; `& G§4-2稳性
+ |  x0 t/ {  E4 u5 i7 ]' h7 n# X+ P1.初稳性及其估算 1.1衡准方法及其实用数据 衡准一艘船的初稳性好坏的指标是 值。我国《海船稳性规范》对各类船舶的 值提出了要求。规范对各种船舶的最低初稳性值都有规定。 初稳性上限值是从横摇缓相性上考虑的，设计时，在保证初稳性下限的前提下，应力求使船的横摇缓和些。 (1)干货船 这类船在满载到港时稳住最差，对于船宽＞12m的船舶，如果取满载出港时的 为0.04~0.05，对于中小型船舶，则需取更大的的值。 (2)客船及客货船 通常 在0.045~0.055范围；对于小型客船满载出港时的值应取得更大。 (3)油船 布格氏认为，修正自由液面影响后大于 即可。
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§4-2稳性
(4)拖船 国内这类船的 在0.12~0.13范围。 (5)军舰 大体在0.06~0.10的范围。 1.2初稳性估算及影响因素分析 由船舶静力学知，初稳性高可由初稳性方程计算。 影响因素： (1)型宽及 B/T (2)水线面系数CW (3)型深D 1.3初稳性值的核算 在设计深入开展，完成型线图、总布置图、结构图等及技术文件后，要核算船具有的初稳性精确值．往往是与核算浮态一起进行的。根据规范对基本核算载况的规定，按设计船的使用特点，选取核算载况。然后进行各载况的排水量与重心位置的计算，按表格核算船的浮态与初稳性。
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( k, V! X# x' Y$ @7 ^1 e7 n§4-2稳性
2.大倾角稳性 大倾角稳性是指船在外力作用(如较大的风和浪作用)下，横倾角超过10~15度时的稳性，它涉及到船在航行中能抗多大风浪或横倾力矩而不倾覆。 2.1规范主要内容 规范以大倾角稳佳作为船舶稳性的基本衡准．并依船舶的使用任务待点对最小初稳性和需要核算的使用情况作了规定。 2.2核算步骤 (1)根据排水量从稳性横截曲线中找出各倾角处对假定重心的复原力臂，修正重心高度的差别后就可其出实际复原力臂。绘出静稳性曲线，检验静稳性曲线各要累是否符合要求。绘制动稳性曲线。 (2) 计算自摇周期，进而计算出横摇角。 (3)用作图法找出最小倾覆力臂或最小倾覆力矩。 (4)由总布置图的侧视图计算受风面积人及其形心距水面高度。 (5)由Z及船的航区查出计算风压。 (6)计算风压倾侧力臂或风压倾侧力矩。 (7)计算稳性衡准数是否大于1.0。

§4-3分舱及破舱稳性
船舶分舱及破舱稳性是船舶在一舱或数舱进水后，仍能保持一定浮性和稳住的能力． 1.有关的名词定义 (1)客船 载客超过12人的船舶。 (2)分舱载重线 用以决定船舶分舱的水线。 (3)最探分舱载重线 相应于适用的分舱要求所允许的最大吃水的水线。 (4)舱壁甲板 横向水密舱壁所达到的最高一层甲板。 (5)安全限界线 在船侧由舱壁甲板上表面以下至少76mm处所绘的线。 (6)某一处所的渗透率 短处所能被水浸占的百分比。当该处所伸展至限界线以上时，该处所体积仅量至限界线的高度。 (7)风雨密 在任何风浪情况下，水不应运入船舱内。 2.分舱检验 （1）可浸长度计算（2）许可舱长（3）分舱检验 3.破舱稳性 根据总布置图和各种载况稳性的计算结果，分析并挑选稳性最差的载况作为核算载况．假定有多种对稳性和横倾最不利的破损情况．则按船舶静力学中的方法进行计算。
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2 P, |" r4 u! A4 I8 ]! }# J§4-4耐波性
# `# I3 ~8 H. W: s2 G4 h船舶耐波性是指船舶在风浪中遭受外力扰动而产生各种摇摆运动，以及砰击、上浪、失速、飞车等时．仍能维持一定航速在水面上安全航行的性能。 1.横摇 1.1横摇的影响因素 （1）初稳性（2）船舶主要要素和船体形状（3）其他因素 1.2设计衡准 (1)为使救生艇和工作随在风浪情况下能顺利下放到水面，通常要求横格幅值不超过15度 (2)从对船上人员的身体运动能力的影响来看、横格幅值不应超过10度，相应的横摇周期应大于5~6s。 (3)为保证拖网渔船的正常工作，横摇幅值应不超过10度。 (4)为保证直升飞机安全起飞祁降落，应使横摇幅值小于3度。 1.3设计时要考虑的因素 通常采用的最主要措施是控制GM值，加装舭龙骨、适当加大舭部升高及竖向菱形系数等；只有对耐波性有持殊要求的船，才装设专门的减格装置。
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+ o0 H' }7 t5 Q1 J( O. C' x$ ?0 ^& ^§4-4耐波性
+ h: X4 z: `1 y  F. J( l2.纵摇与升沉运动 2.1主要影响因素分析 （1）航向角（2）波长（3）调协因素（4）主尺度及船型特征 2.2设计时要考虑的因素 (1)一般来说，改变主尺度的可行范围是不大的．故通常从线型上进行考虑。对大型船舶来说、首横剖面形状采用U型、V型均可。而对于航区波长相对于船长较大的中小型船舶，宜采用V型首横剖面形状： (2)应保证船在空载时有必要的首、尾吃水，满载时有充分的首部干舵，以改善首底砰击、螺旋桨飞车、甲板上浪等。
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§4-4耐波性
3.甲板淹湿性与失速 3.1甲板淹湿性 甲板淹湿性是指当船舶在波浪中的纵摇和升沉异常激烈时，在船首住处．船与波浪相对运动的幅值大于船首柱处的干舷、波浪涌上甲板的现象。 主要要素对甲板淹湿他的影响： 当船首干舷一定时可得如下几点结论： (1)甲板淹湿的概率随方形系数的增大而减少； (2)甲板淹湿的概率随船长的增加而减小； (3)甲板淹湿概率随航速的增加而增加。 3.2失速 造成船在波浪中失速的原因，在一般海况时，是阻力的增加；而在恶劣海况时，是为了避免发生因剧烈的纵摇及升沉运动而引起的严重的甲板上浪、首部砰击或飞车，船被迫降低航速(航速常常是大幅度下降)或适当改变航向；也有可能为避免严重的横摇而适当改变航向。这些都会造成一定的速度损失。因此．要改善船的失速，一是减小船在风浪中阻力的增加；二是改善在恶劣海况中船的运动，以求被迫减速的幅度不大。

1 i, A0 e9 P) q! g. l§4-5船舶最小干舷
1.概述 从船舶静力学可知．船的干舷是泛指船舶浮于静水面时、自水面至露天甲板上表面舷边处的垂直距离。 规定船舶的最小干舷．是从以下两个方面来考虑的： 一方面是要减小甲板上浪。 另一方面是要保证有一定的储备浮力。 2.规范基本精神 规范适用于船长L>24m、150总吨以上的一般民用国际和国内航行船舶。规范不适用于军船及L＜24m的民船、150总吨以下的现有船舶、非营业游艇及渔船等。规范对最小干舷规定的基本着眼点．是保证船舶具有必要的储备浮力，而储备浮力的大小，除了干舷以外，还取决如下因素： （1）甲板上浪程度（2）影响储备浮力大小的其他因素 （3）船主体灌水的可能性：A/B型船舶 3.最小干舷计算 3.1国际航行船舶的夏季最小干舷 FX=F0+f1+f2+f3+f4+f5

§4-5船舶最小干舷
3.2国际航行船舶季节区的最小干舷 3.3国内航行船舶的最小干舷 4.载重线标志 ZC——中华人民共和国船舶检验局登记入级的船舶； BDD——冬季北大西洋(WNA)； U——冬季(W)； X——夏季(S)； R——热带(T)； Q——夏季淡水(F)‘ RQ——热带淡水(TF)。 5.设计中实际考虑的因素 （1）最小干舷船 （2）富裕干舷船 （3）变吃水船
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§4-6操纵性
2 U0 w, u7 \) f6 A船舶操纵性包括以下三方面的内容：航向稳定性、回转性、转首性。对于常规船型．船舶操纵性并不难保证，只需要从舵面积的选取及在舵、螺旋桨和船体型线的配合上加以注意即可。 1.舵面积的确定 目前．通常采用统计方法和经验来确定舵面积、舵面积比。 舵面积比的选取与船舶类型和航运有关，设计时一般参照舵的数目相同而布置上又相似的操纵性良好的母型船选取。 2.设计中要考虑的因素 (1)舵、螺旋桨、与船体尽部型线要有很好的配合． (2)受航道限制时．应持别注意船的回转性能。 (3)推、拖船(尤其是港口拖船)都要求船的回转性能好． (4)有的船舶、如巨型油轮、散装货船、渡船，为更好地控制船的航向和缩短靠离码头的时间，或节约拖船费用，应根据具体情况，分析是否有采用首部侧推装置的必要性。 (5)从航向稳定性看，L/B小、Cb及么B/T大的船是不利的。空载吃水太泼会使船的航向不稳定。 (6)近年来，发现肥大型船(方形系数大)可能存在操纵性异常规象，即在小舵角下船可能是稳定的、也可能是不稳定的。

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! i, l& N/ V; U/ l, m※第五章
/ W" C8 u3 a. `  l7 L* y+ ?1 a  船舶经济性与船型论证
船舶经济性
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) J, ~% |& b. V! i

• 单船经济性
• 船队经济性
• 运输系统经济性

单船经济性（船价，年总成本，年货运量，年收入）
( {! F& n0 B/ z运输系统经济性（港，航，船，厂）
5-2  基础经济数据计算
. F  e9 V3 X  v/ ]（一）船舱基础经济数据计算的前提；
1 f  I% u2 \4 k$ N3 N0 H(I)依据任务书给定的船舶设计载重量、主机类型、功率、设计服务航速；
/ L4 J- p+ l6 j8 _( h% m(2)调研，获得了预定航线的有关营运、经济数据；
(3)初步论证，拟定船舶主尺度要素。
! I3 e7 {# N5 Q6 ]  w7 R9 c& j2 O（二）基础经济指标
一、年运量
3 L7 V6 {4 a3 L* E2 f船舶在一年内完成的运输量Qt或运输周转量Qtm称为年运量，其表达式：
9 J2 l; l; N+ @  ?" s" F- b; d3 YQt＝2αcWcm         Qtm＝2αcWcmR
' E3 s* E: S9 n3 @- l* eαc-----负载率(％):一年内往返航程载货量(或载客量)的平均利用率
m——年航次数(往返算一次)；
R——预定航线的航程(n mile或km)。
Wc——载货量（与载重量有区别）
3 w; {4 t* O  I  g% x/ e7 m2 ?9 V

• 1．              参数确定（αc）

αc的数值取决于一年内往、返航程货流(或客流)的均衡性程度。
油、矿砂、煤等大宗货专用运输船，取αc为50％。
& b* Q  O# b4 P( |  B# c（单程满载，单程空载）。
1 H7 k4 i0 R% e  A* X+ C) T( C杂货船，客船：选取时根据航线上现有船舶的实际进行统计分析．并预测发展趋势。
2．年航次数m的确定
9 K9 J! \$ t- om＝z/t
$ H( F4 \+ i3 n- L# H- M! ]: M0 fz——年营运天数；t——每航次所需的天数。
4 e2 G4 M( D& o, Z1 Ez——年营运天数

船舶种类	营运天数 4 {5 k# [9 O. }" [5 m% Q! s: y
远洋货船 % _! a# ~5 {" k" ~: s, B; D# r% H	290-320 6 o: k# G& a( k" ^
沿海货船	300-315
沿海客货船 - g. F! c4 u* u. w4 Y	300-315
长江拖轮 & n2 c' P1 D+ @& Q, H& P	240-280
驳船	310-340

' R0 u+ m2 X  ^, L; bt=t11+t12+t21+t22+t23
t11航行时间 t11 =2R/24Vs(Vs是服务航速)
t12进出港时间
t21装卸作业时间
t22非生产性停泊时间
t23辅助作业时间
二、船价
8 z# m% o, }/ _6 i& U(一)整船估算法
4 v& B' C- r8 `) E8 _/ ^

4 r9 R+ D) p; }( E1 I* s修正：建造时间，主机档次，建造批量等
( |+ u' F! P) ~7 ]# ~# ^(二)分部估算法

钢材，木作舾装，机电
2 ^5 w! f+ x$ R7 Mα: 设计，试验，下水，验收等取15%--30%
' h8 t+ `5 V% A$ ^9 U! n6 H# y三．年营运成本
: g% }( M5 C, r' G$ K* [(一) 船员费用
=船员定额人数人均年均费用
( W( @, z/ i; u7 B" e$ ^9 Y（二）与船价相关的费用（折旧，修理，保险）
（三）燃料费，润料费
: c- `- P$ X1 S* `& r5 Q（四）港口费
（五）其他费用
0 e! R( K% r' S/ u因此，全年营运总成本
2 M) \& [4 R% B% e! z4 Z
7 g6 q6 G6 l# ?: Q# i四．年收入与年利润
3 U: E) s- v4 x5 Z3 K（一）年收入
4 Q8 Y' i: N9 Y$ D# l' b年收入＝年运量×平均货运单价
(二) 年利润
4 }7 F8 g) K! ^% C3 C7 y. a# ?9 M( E3 i年收益A     ＝ 年收入总额B－年营运费用Y
; F0 D* W; B7 I年营运费用Y ＝ 年总成本S－年折旧费D
年利润AC    ＝ 年收入总额B－年总成本S
- v4 k- G% D) F& a8 `+ ^2 f（税前年利润，税后年利润）
5-3  船舶经济指标
6 z" d# n' e. ^/ K# t* M2 p6 [+ x! S一、投资不计利息时的静态经济指标
(单位运输成本, 投资回收期, 单位运输量投资)
1. 单位运输成本


2. 投资回收期
. H* R2 c& q  W) J
3 I7 @" {2 m: A; ~$ ]/ U1 P9 V1 g$ a& ~: qTK—投资回收期(年)；P— 船价即船舶投资额。
+ l. Y4 {: }- f/ U! A3 }8 Q, |& {3. 单位运输量投资
9 O8 c6 L, w9 K) Z; K2 ^$ H( A
6 S2 U$ u) N5 x
0 l) x! i- S7 m; s& Q& @4.单位综合经济指标(很少用)

二、现代工程经济分析中采用的动态经济指标
1．基本的利息关系式
  Q- `( O# h' K" z3 j) E2．动态经济指标
! x8 M# Q7 b* |; P7 K净现值NPV
净现值指数NPVI
平均年度费用AAC
所需货运费率RFR
9 ^% Q8 m; R1 H3 N8 e内部收益率IRR
投资偿还期PBP
$ q* T: `% p/ q+ ?& O允许的最大投资期（最大船价）
5-4 经济性计算实例
0 f/ i8 K% ], R$ z基础经济数据计算
经济指标计算
5-5  船型对经济性的影响规律
: e4 J& o& }& i% ?) l( l一、船舶载货量
1.对的影响
6 u6 ?1 v0 X/ z$ R2.载货量对单位运输量投资影响
3.载货量对单位运输成本的影响
4.最佳船舶吨位
  X+ j) l- i3 N$ g5 v) Z  g# b" k$ A: |二．装卸效率
/ B0 X" C9 ]7 T( `; }5 g1.装卸效率对年货运周转量的影响
2.装卸效率对单位运输量投资的影响
- f9 `3 Z5 V' B1 x3.装卸效率对单位运输成本的影响
$ c, _. T/ {2 g- L) Q8 q三．航速
1.航速对年货运周转量的影响
2.航速对单位运输量投资的影响
3.航速对单位运输量投资的影响
运输船舶船型技术要素对经济性的影响
3 C) N! n3 g" q) K5 P$ R(1)远程船、装卸效率高的船适于采用大吨位；
近程、装卸效率低的船一般不宜采用大吨位；
(2)给定航线与航速，可求得一个最佳船舶吨位；
0 j; w" U. C0 H3 c(3)提高装卸效率，有利于经济性，
尤其对短程、较大吨位船经济效果更显著；
! v* O- M8 y* u% p; H9 z) B. e(4)远程船舶、装卸效率高的船舶可适当增加航速、反之宜适当减小航速；
9 ?1 M5 _9 U/ Y- Y& g& U. [$ c& _(5)给定航线与吨位、一般可求得—个最佳航速。
! p2 f+ H+ p# H/ \6 V1 K
# O: j9 ?. \6 z. I- k8 G5-6 船舶论证简介
+ J  a1 w* `( \& q( Z/ Y4 W$ k  O7 x船型论证：进行多方面的可行性研究，探讨新船的技术形态及所能达到的经济指标，确定新船的使用效能与技术要求。这一前期研究工作称为船型技术经济论证。
一、船型论证的一般步骤
（一）、调查研究
调查研究的内容有：
" R- r% U& \  e任务要求、航线资料、港口情况、
% M) F% H9 b1 r5 |/ N船厂技术、经济资料
主要机电设备的配套情况
4 D) N9 k' R" d0 h' ~  W- _" Y现有同类运输船舶的技术、营运、经济资料
! z6 {2 z2 y- T0 a技术政策、科技成果和法规、
9 v8 _  g- e% Z; S$ M（二）、设立船型方案
船舶载重量
船舶航速
动力装置方案的拟定
(三)  船型方案的技术、营运、经济性计算
1.技术性能计算
2.营运计算
3.经济性计算
5 J8 c, r" U* [8 ^. i5 l(四) 选取最佳船型
(五) 敏感性分析
(六) 提出建议方案编制船舶设计技术任务书
8 D( [8 X0 N& o% ^; f, ]# Y二、船型论证举例
/ X2 w; ^7 C# B7 z  \7 P5 g$ u7 C(一)川江出海集装箱船船型论证
' ?2 I. L& R* ^# k9 N(二)长江下游分节顶推船队论证
2 j" P6 X4 L# ]! Y- w                     复习思考题
1.释词：利率、利息、复利计算、年收益、年利润、税后年利润、终值因数、现值因数、系列现值因数。
2.为什么船舶设计中越来越重视船舶经济性?
% ]" b, Z$ d! o! E/ O3.单船经济件评价的甚础数据有哪些？
4.分述船型论证(或初始设计阶段)及初步设计完成后船价的估算方法?
5.年营运成本与年营运费用有何不同？如何计算?
* E( P2 z& A. I9 i3 W/ ]' R6.船舶静态经济指标有哪些?如何计算？
7.船舶动态经济指标有哪些?如何计算?
8.船舶经济性计算与评价中应注意哪些问题?
* H! G% I7 N# z0 n& q# P9.简述船型对经济性的影响规律?
2 t4 A* J: S- {! V/ D8 C9 Z* U$ i10.什么是船舶最佳吨位(航速)?如何计算之?
" d$ _7 `5 l% L; b/ g, Q& `* I11.船舶设计中调查研究的目的是什么?调研的内容主要有哪些?
12.货舱船型论证中如何拟定DW、和主机类型?
13船型论证中为什么要作敏感性分析?怎样做？
14.简述盼型论证的一般步骤?
15.为在船上增添某项设备，向银行贷款10000元，年利率5％，规定5年还清。考虑选择如下还款方式：①5年后一次还清；②每年支付利息，5年后还本金；③5牛内等额偿还；④每年还本金的1/5，同时支付利息(可列表计算)。求各方式偿还的本利和?
16.预定5年后买船需1500万元，如银行年利率为10％，问从今年末起每年
存入银行多少万元？
) [$ r% K3 U5 B, i  F17.某远洋运输公司以15％的利率向银行贷款2000万元购买运煤船一艘，预计该船投入营运后年总成本为150万元、年煤炭运输周期量为t·n mile,该船使用年限为20年；若目前航运市场煤炭运输单价位4元/t·n mile,问购买此船经济否？
; Z0 N9 F0 A' J1 i. `18．两船型方案A、B的营运与经济参数如下：
船阶  年总成本  年货运旦  年收入   使用年限
(万元)  (万入)    (万吨)    (万元)    (年)
4 y- _2 X2 [$ O' p/ lA型    l538    415        4.350     586    25
E型    1384    410        4．267    575    20
问：(1)以和TK为衡准，哪种船型方案好？
(2)如投资利率为10%，则哪种船型方案好？
(3)分别按投资利率i=13%、15%、17%计算两种方案的NPV值，并作图求IRR。

1厘米

※第六章
% ~" i- {! m6 O9 @# s4 Z第六章   船舶主要要素的确定
6-1 概述
主要要素是描述船舶几何形状的一些最基本的特征数据。
6 L" X+ b( N5 S' t对船舶设计质量起着决定性的作用。
' w; M. e; R5 y" N5 O船舶主要要素: 船舶的排水量、
. s" C0 H; _6 Q# K% q. i: X9 t主要尺度 (船长、船宽、型深、吃水)
船型系数 (方形系数、棱形系数、水线面系数、中剖面系数)
船舶技术经济性能: (快速性、稳性、耐波形、重量、容量、强度、总布置、经济性等)
船舶初始设计阶段:
; f% m: c0 j$ W主尺度:    船长L、船宽B、型深D、设计吃水T和方形系数
一.确定船舶主要要素应满足的基本要求
) Y7 F+ G- P6 Y. v满足尺度限制的前提，以满足性能，尽力提高使用性能和经济性要求。
9 Z* a! C  C7 O/ m8 I. k: z3 V- b例： t≤2,圣劳伦斯B≯23.2m
      T≤6—8m巴拿马B≯32.3m
7 O) _# Z& Z- v二.确定船舶主要要素的特点
' s9 i3 d$ @' @  1.综合性
  2.灵活性与多解性
5 p! h0 g- q, @  3.过程的逐步近似
三.确定主要要素的一般步骤
! a2 L; k# ]. {7 {  (1)任务书
& x( L4 x4 R9 ]) \" z9 }( {9 Z8 R  (2)调查研究
  (3)确立设计指导思想
  (4)估取第一近似值
$ [7 d* t6 I# Y. L; v  (5)性能校验
  (6)绘图核算
6 p! C; R9 I/ Y/ u  (7)主尺度选优
6-2  选取主要要素的综合分析
一.选取L时应考虑的因素

L  ↑
3 f9 C' G% q5 i
浮力
↑

总布置
Vc↑
1 W4 ?: `/ z1 C9 L+ T
- n% b8 e2 }4 H快速性
Rf↑,Rr↓(▽不变)
1 U# @1 ~9 u9 _4 Q# N# W
经济性
+ I: ]0 T3 X( { Lor<LE<Lropt  (临界船长，最佳船长)
: E* q. i% x" [3 p" ~2 z+ S# H( |
* m2 H# n- L3 v操纵性
3 X! n5 V0 M1 l ↑，纵摇升沉减缓，回转性↓
1 }) y( }1 P: v6 K
耐波性
↑，
! ?- s/ P5 a; a
. u! N* R$ I6 g3 C1 b( ^& j稳定性
- m* V6 j$ X, @9 K% v7 Y/ J2 @6 H L/B↓，↑，

, g$ V: o0 n, p+ n) Y
二.选取B时应考虑的因素
- J" z3 G. }) z, E  w! t
" G' o2 y3 S+ h- |7 j7 M: A& LB  ↑

! K$ J; {4 A3 J1 c总布置
↑，布置地位型船和中小型船舶，B多取决于布置

! V0 v4 E" i7 e1 i5 Y. n, U8 Y初稳性
) M, U7 N0 j. ]# H. Y, G" L& i5 S GM↑
, U$ j7 q" h9 K0 T# v; @
快速性
# j. L; W6 R) { 取决于B/T，当B↑同时Cb↓，阻力↓

. E! o  T% K1 Y6 o% K4 z' r耐波性
0 _: d$ F# M' l8 M 横摇周期减小
. Z8 P2 a! P) h  {3 G

三.选取T时应考虑的因素
. y# G/ f& @1 z% I1 f5 u* k# L
8 {  |$ O6 G/ ?) p; W) ]T  增加
) P! @7 u, v# V7 l" z: \* b8 ~
( X' B1 Y+ l% i& `△
. j' p( o/ @6 v4 K, s" H3 ]  R 增加，

8 x! C* F+ g7 x" y2 x快速性
$ d; A+ {/ |/ l: f  X △     不变时，Cb↓（对于中速船），R↓
3 {0 c0 O3 [- M1 w/ l) k             D螺↑，敞水效率↑
- Y/ V& D* L9 T" g5 I* h! pVs↑

耐波性
甲板上浪↓，抨击，飞车↑
# O# W9 ^2 K: w+ M+ m) A+ v
经济性
! y* O; |2 z1 P4 k7 e 不变时，L↓，B↓ ,Wh↓,Ps,S2↓,经济性改善。
0 x* ~0 F8 [: g; S9 L9 K
6 l- d4 A5 }1 V- p3 b2 U
7 l7 V; K% N* B* g四.选取D时应考虑的因素
' L; ^  h1 [- f" A+ f2 `/ |  |
4 K; w+ b: U& m* Y# ?D  增大
, i+ Z7 ^7 R* H- k! E8 C
总布置
有利于布置

+ X' T5 I/ l5 C8 R快速性
无影响

经济性
2 i  Y# X7 l& b9 E7 a 对于中小型船舶，Wh↑Ps↑，E↓
2 G! q. _$ a! [( o0 `* d  f: l1 T
/ R% s. i, q# _1 i4 h耐波性
& ^3 G% n+ A  B; v+ a* B 甲板上浪改善

2 z! K0 n* D9 u' }- P; D8 p/ x1 ^/ u操纵性
无影响
9 ]8 F! u0 @$ M) d( m% {! I
+ V7 q: }, T8 G+ w' w( {抗沉性
/ m) t; o4 }9 R# W9 x1 U
( h  {% B, P) ^% |* J, Z
稳性
! c3 }8 y0 p0 e" N1 T% {$ a; t2 o( n
; ]3 ^  X8 C1 k: d
( V+ J' I/ k( ]# r
五.选取时应考虑的因素
4 ~5 @4 c7 A% ?( `& s. R, ICb是协调因子，当重力和浮力不平衡时，用它来调整。
  A5 U1 ^6 A+ S; G/ M
Cb  增大

浮力
1 N! |7 P4 ^% k1 Q 增大

+ M0 |: U) ^  ~$ s/ H- l总布置
有利于机舱布置
, Z- H' K& R. H$ I- i
* ?) n* X: t2 }7 N1 r1 \: m快速性
Rf减小Rr增大Cbopt，Cbor，CbE
" y& F+ l$ `0 k$ G$ g
# }- d4 p+ K, D- v% [2 E经济性

) X3 @( f# D, f# y
耐波性
不利

  j! [' ?5 D" [! @+ }7 j, q6 L操纵性
# K: w2 s& v: D) d! i( V; g 回转性稍微增加，直航性没影响
+ ~) f* A5 x/ _/ F: n9 m- ?

. k6 v: J" n- k6 s' t六、实船设计时综合考虑
$ z" o- E" V6 ]# E% A2 |L: 浮力，总布置，经济性，快速性，
耐波性
% A5 |4 J" G* `) \% P, zB：浮力，总布置，稳性
T：选较大吃水（T限）
. T9 z$ m5 g$ x8 ^D：中小型船舶，控制D，大型船舶。适当增加D
  W8 V1 i" n/ D* I, M6 W1 N' xCb：货船选经济方形系数
* c- D% B: z6 J7 w客船，中小型船和海船适当减少方形系数
  6-3  载重量船主尺度的确定
一、船舶类型划分
1.载重型船
4 i8 ?) m% H8 {8 a) [' o4 F指载重量与排水量的比值(DW／Δ)较大、较稳定的船舶。（油船、散货船及杂货船）
DW是设计时主要矛盾，其主尺度确定往往从重力与浮力平衡入手。
2.布置地位型船
指为了布置各种用途的舱室需要较大舱容或甲板面积的船舶。（客船、科学考察船、车客渡船、集装箱船和载驳船）
容量是主要矛盾，其主尺度确定通常从总布置入手。
二、排水量估算
(一)载重量系数法
5 c' R- C1 \: N
DW—设计船的载重量；
—载重量系数；
+ B; L8 a* w% X# c: L% L5 L1 n; z ，可取自母型船或统计资料。
(二)诺曼系数法
. \% P& m5 u) H. [# M三.主尺度初选
(一)母型船改造法
(二)经验公式法
1．L的选取,
& k5 D$ h& X& ?巴斯裘林公式L=K*（Vk/（Vk+2））2 Δ1/3
. A" t. O2 U) n. q1 u（在商船中计算经济船长）
. @. H; r/ y7 E; \/ Y5 M( S2. Cb的选取,
Cb=1.08-1.68Fr  经济方形系数
3. B T的选取,
BT=Δ/ρkaLCb.
1）T=T限，
2）取B/T=C

（三）               系列尺度法
# [. x+ t4 X0 V% J0 b0 o: F4 U  U- o  1）L，B，Cb，
2）L/B、B/T、Cb
3）L，B/T、Cb
: ?2 q, p8 ]2 X0 {6 R0 i四.性能校核与主尺度调整
" m3 }& n) ^+ ^* |8 i(一)重量校核
' [, L3 v# w* ]% j# B/ J  F2 V  (二)舱容及最小干舷校核
  G) S6 |+ o. g% ]. n& t1）全船容量方程式
2）货舱容量方程式
(三)稳性和横摇周期校核
# v1 e) k. f. `3 |5 m4 ?1 J- TGM=ZB+r-ZG   （设计状态，满载出港）
GM=a1T+a2B2/T-D（取母型船）

/ Y' `! T6 V  I, T3 y5 ?(四)航速校核
3 C+ U& Q( S8 L8 x( m1．初估：海军系数法
2。较精确估算   
由 PE----Vs     Pt----Vs  
5 C" E9 E! \8 |- i, d/ B得Vs
流程图
2 B* b3 y. _% T9 o" x# H1 N9 f6-4  布置地位型主尺度的确定
布置地位型船的主尺度主要取决于所需的船主体容积及上层建筑甲板面积。因此，设计客船、集装箱船、推拖船等布置地位型船舶时，一般都需从布置上所需的地位入手，计算所需伊L、B、D值，然后再根据重力与浮力平衡、快速性、稳性、耐波性、抗沉性等条件，综合确定合理的主尺度。现以集装箱船为例加以说明。
9 G. ]1 q6 z( a2 ^5 G一.按布置要求初选主尺度
(1)确定新船装箱的行、列、层数
+ d( b& m. T) H. t% D  z5 l& b0 }5 \- Z(2)选船宽B
(3)初选船长L
/ ^2 p+ U9 x0 ^  a4 p! Z: b(4)选型深D
! g. ~! o6 L0 _: s$ \二.排水量Δ估算
(1)估算空船重量W ，。
5 X, R( g$ Y+ K" _5 N; f如采用固定压载也应计入LW中，
& E0 B7 |$ A7 h* o0 ]8 n同时，一般还应计入Δ储备。
5 T$ P6 B0 ?* \% a5 ^9 m(2) 估算DW  
载货量按总装箱数乘平均箱重计算．
平均箱重可为表6—3中最大重量的60％70％；
8 K7 U& j: L, C; J2 g其他项目的重量见第二章。
(3)估算新船排水量  新船Δ＝LW+DW。
三.方形系数的确定
方形系数按重力与浮力平衡要求
由浮性方程式, T＝Δ/ρkLB，
根据与、T与螺旋桨推进性能的配合合理性
协调确定值。（高速船见表）
2 O' l" J3 ?* y* h3 j四.性能校核
% G9 p+ I9 u: e0 F校核GM，Vs
6-5   主尺度选优
2 F/ J% @: I* w8 u$ l
一.      概念
* y! f& N) K* w0 I$ m. ~9 H' O7 @1．船舶主尺度的约束条件。设计船的主尺度不仅要满足任务书的要求，而且要受到各种因素(其中包括各种规范的要求)的制约。
2．可行方案。每一组主尺度的组合都可构成一个船型方案，但并非每一个船型方案都能满足约束条件，满足约束条件的方案为可行方案。
# [: r8 o$ F3 \0 p+ i  m3．最优方案。在可行域内众多的方案中，选取一个技术、经济综合性能最佳的主尺度组合。
二.选优衡准
: p) J8 B( Y5 p8 J& z, {衡准设计方案优劣的标准有两类：
7 Y1 @8 |' z! G. K+ g8 {$ b（一）能够用数字表达的技术与经济指标。
/ p7 D& C5 X- b2 O+ X$ G海军系数、航速、初稳性高度、横摇周期、载重量等技术指标；
年运输能力、年总成本、必要运费率及净现值等经济指标。
* y% K" ]' p. F+ R1 C+ K4 j( B（二）另一类是不能用数字表达的指标
) `. `6 q. q6 Y* _/ Q) C' n5 x有关法规、乘员的工作生活条件、防止环境污染等。
9 r& A- l  b( w! t三.选优原理
6 \$ i8 M4 c' R, W7 T实际设计中，可根据新船的特性，采用不同的具体步骤．获得最佳的主尺度组合。但从基本原理上讲，寻找最佳方案的途径可大致分为两类：从个别作扩展寻优和从一般作收缩寻优。
4 ^( C5 @* Z! {/ W/ F2 b& f四.优化方法
+ W' T- \# _+ p: z2 G# s$ ?(一)变值法(亦称网格法或参数分析法)
一般较常用的方法是变值法，即系统地改变对设计船的主要性能有显著影响的船舶要素，组合成苦干组尺度方案，对每组方案都进行各项性能计算，然后在各级方案中比较选优。
(二)最优化方法
最优化方法是利用近代数学力求有约束多元函数极值来求解最优方案的一种方法。
(三)正交设计法
正交设计法是一种科学地安排多因素试验的方法．又称正交试验法。它的工具是正交表，利用正交表来安排试验、计算和分析试验的结果。采用正交法的优点是:计算工作量小，宣观，方法简便。
（四）、层次分析法
- d& y3 e8 {% L0 y8 J/ S（五）、遗传算法
" J  s5 `* U# r( T0 q6 w（六）、神经网络
五.实例——用变值法求50000DWT油轮的最优主尺度方案
$ s5 Z8 M  S# x& l( m. j' S; d复习思考题
1.何谓船舶主要要素？确定船舶主要要素应满足哪些基本要求?
2.简述确定船舶主要要素的一般步骤和特点?
3.选取船舶主尺度(L、B、D、T、)时，各自应综合考虑哪些因素?实船设计时着重考虑的主要因素是什么?
4.释词:经济船长、经济方形系数、载重型船、布置地位型船、载重量系数、诺曼系数N、可行方案、可行域。
5.试用框图描述载重型船确定主尺度的步骤？
6 F3 J' ^+ }5 U: u+ R7 ~1 [: w6.试用框图描述布置地位型船确定主尺度的步骤?
/ h9 u& R: l* `/ J8 C4 Z7.载重型船初估排水量Δ后选取主尺度的方法有哪些?
2 ?' k/ ], Q7 g$ e& y6 a7 u3 r' ?8.简述载重型船主尺度初选后性能校核的步骤与方法2
9.何谓主尺度选优?主尺度选优的途径有哪两类？选优衡准如何确定?
10.优化主尺度的方法有哪些?各有何特点?
0 \; h/ w; Q2 F  h- c2 c11.船东要求设计圣劳伦斯型远洋货船，要求如下：DW=20000t，航速14kn,主机功率为5648.6kw，转速150r／min，限制吃水;试求：
①初选设计船的主尺度(拟取L／B＝6.9、D＝13m);
7 r% m& B8 Z! J' B( n& N9 {+ L+ e②重量校核，调整与确定主尺度;
  [, I% ~+ H6 }5 `, F+ Q- [* {- E③设计舱满载出港的初稳性(＝0.62D)；
  z8 \4 V0 I& Q1 d- \④设计船满载出港的横摇周期，
⑤设计船满载试航速度(用瓦特生公式估算)；
提示：按母型船资料，可取＝0.73，附体系数k＝1.005，机电设备重量＝616t;＝0.0202,＝0.2624, .
12.远洋散货船如单程空放时，一般须加压强水作压载航行，其压载水量≈DW／3，上题中续求：
①设计船压载出港的平均吃水；
2 S" q0 n8 x3 p# R7 D②压载出港的(＝0.5D)和；
% e1 q: L' j) _3 x- r4 l0 }6 F③压载出港的。

※第七章
' t9 i9 c" [" Z7 n$ K- ~; z) T7.1概述
; N$ Z6 B! w% Y* ?' W
7.2 横剖面面积曲线

1 _+ h6 Y5 J& ^5 q; ^7.3设计水线
* E# I/ j, q$ e1 T0 f6 {6 N* [1 v
7.4首部及尾部型线
8 K; h* p8 ?, F
8 V! |1 X: U$ m$ b3 Q7.5甲板线
$ l5 h3 M3 r* R. o
$ T: P! `* I- U" |# b) l+ L' O7.6型线生成
1 r  k- r$ z& ^
7.1概述

' y7 h  L3 Q" ~  [7.2 横剖面面积曲线
. \& V* K. C! n8 u+ Z9 l
3 U, e( S4 B& U6 G. }) Q一.棱形系数CP和中剖面系数Cm的选择

二.浮心纵坐标xb的选择
- u6 m; H' T7 D3 P4 _
三.平行中体的长度和位置，最大横剖面位置

四、横剖面面积曲线两端的形状
3 X' o6 b- P( ~4 J: D# y
& v8 x. g! T9 z3 w- S7.3设计水线

一、首段形状

二、尾段形状
9 t+ P) j2 Z2 k1 r
3 S0 ^3 o6 \) a& N* y4 q三、水线面系数Cw
. N. f- C4 I1 w. _8 R7.4首部及尾部型线

一、横剖面形状

二、首轮廓线
; n$ \" M! Y8 F; B$ G5 ~1 k
三、尾轮廓线
- U9 P+ R" J; z! u1 D  }) o6 y
9 `4 V# C! r' r1 p四、球鼻首
7 @+ g1 k( A; S" ^: \' |
五、球尾
% I* G2 x# M) d# r! d' o
; j4 A0 R; |* n7.5甲板线
0 X9 B' {! n7 L
7.6型线生成

8 Y( I' U# q" Z, H! N% s* y一、自行绘制法
: {+ [& M6 R5 R
8 t; o8 ]& x- ?0 e4 u1 n$ s+ y5 S4 _二、改造母型法

三、系列船型






5 V! j5 U5 i4 G" V  T: Q9 W1 l

概述

1 y! W- h7 ?0 q$ |, F
&#8226;         型线设计是船舶总体设计的重要内容之一；
7 D* u$ C* d" ~# w3 Y* o3 J: Y7 j  F&#8226;         船体型线影响船舶的技术性能和经济性；
&#8226;         型线图是后续设计的依据
- ~" @3 R8 L4 F  J2 X0 b结构设计、性能计算、模型试验、舱室布置
. f9 ?3 I0 ^+ s2 w. n

2 S. ~" d+ T  C; X&#8226;         型线设计与总布置设计平行，交叉进行

! [5 J: [/ i6 u0 ^" \7 \/ N* L
4 w/ N" u! O. I0 |& t+ h+ C/ g! }型线设计须注意


(1)     型线对船的快速性和耐波性影响很大
(2)     对稳性、抗沉性及操纵性有一定的影响
(3)须满足总布置要求
1 S5 n: u& d: g: u
(3)考虑船体结构的合理性和施工、维修的方便

) B' T. B' H4 O0 j5 L# M. j
7.2 横剖面面积曲线
! Z/ X7 Y9 \- T. K( a: d
5 R9 l' N" K6 e0 X9 S7 z核剖面面积曲线:
以船长为横向坐标、设计水线下各横剖面面积为竖向坐标所绘制的曲线，如图7.1所示

9 D2 J3 r7 b1 e+ D+ V! J2 Z该曲线具有下列特征：
4 `# R. h" v# V9 U4 A3 U" M
排水体积V，
/ Q6 z  f/ H8 t
/ ~0 C: ~; \/ _( U; A: K8 [5 X纵向棱形系数Cp,
) D; n+ f+ r; G$ W浮心纵向位置XB
平行中体长Lp，进流段长Le, 去流段长Lr
- b/ l; F- \+ O3 J( Y    (1)曲线与横向坐标轴间所包围的面积:v
    (2)曲线的丰满度系数:船在设计水线下的Cp
% \6 o6 d) Y7 Q( x- t1 \" X(3)与横轴所包围的面积的形心横向坐标: XB
    (4)最大纵坐标值:最大横剖面面积Amax
0 ^  {7 M" w8 ~  |(5)平行中体长Lp，进流段长Le, 去流段长Lr。Cb小的船一般都没有平行中体,最大横剖面在中后。
# A% T  M6 L' P7 s% z9 i5 v
- k& }- \, \* {5 h6 z2 w2 t一、棱形系数CP和中剖面系数Cm的选择
& k" [6 b: h1 m2 r$ }4 q! L- S; \7 ^
& o. Z* W3 P+ @0 ]从对阻力的影响

# I2 H8 G4 ^* d" a" e4 D8 jCm的影响是不重要的。
# b) u* J8 o2 n& b3 y' e8 u- u
Cp对剩余阻力Rt的影响很大，并且与速度相关，

对摩擦阻力Rf的影响极小
' T$ k: p0 Y, j


低速时

Fr＜0.18
中速时

0.18< Fr<0.30

! B  I; q) c6 G" C0 u) E 高速时

Fr > 0.30
: e6 ^/ R0 e* B# ?4 |, ?
Cp
取小值
1 ~& `3 m2 }( a% k# U) U- G' b# i! o
cp值一般比剩余阻力最佳时的cp值要大
4 O. L' F* O0 ~, G% Y% b  ?3 \ 取较大值


摩擦阻力

: t  C/ t3 {9 s& H( y! [
5 ^4 }4 R$ d2 n! W! P
/ `& S3 L4 P1 V# f% G( y: N, N 小Cp，L↑, ↑


2 C) x: e/ Z  |( ?

% d5 Q$ V8 R! u6 k9 ?& q. F0 e剩余阻力
: ~7 W! ]' R% z3 b; Q
% |, M( Q( z; k& r9 i


4 W, ], r7 C$ \9 X1 Q" ~
1 t8 |4 l* O5 G7 |  t5 ?


; ?7 j+ l( [) w2 S- `3 e5 H
1 d6 C$ ^& g0 p兴波
) V6 M8 w, |7 c( k, P阻力
↓
' H" y6 s' O. A' }+ h# W. ^
小Cp，↓

! [0 \' X+ Q/ x* I5 c% y Cp过小，↑


; [. q  y4 k3 p总阻力
- B3 V/ N5 m. A: k- B6 f8 j
影响甚微
. D/ k, S0 U* u4 m2 ]
小Cp,
↑
$ N8 p/ O# V" M: d
" k* C  y$ O( p6 m

/ W! T1 |* f7 x$ s

/ A- v0 ?& a5 D$ I# Y! U6 l: G1 P选取Cp时应考虑船舶的经济性, 布置的影响
6 H& ~% R+ M- }/ u  U图7.2给出了Cm、Cp、Cb 的关系曲线
+ K8 a  j" W1 y: D
  p) E+ y2 c9 I$ J6 U- m& r2 L

二、浮心纵坐标Xb的选择
' a- R' V/ s1 p6 @( I0 f3 w
% @. C" T! l$ Z2 q) g在一定的棱形系数下，浮心纵向位置，决定了船的前半体和后半体的相对丰满度。
; D. U4 F) N1 Q/ c& Z
  (一)从阻力方面考虑.
图7—3是单桨船最佳浮心位置

" V" J, t3 i4 h" b5 k双桨船要比相应的单桨船的向后些(1％Lbp)。快速双桨船的约在船中后2.0％一3.5%Lbp
(二) 从推进效率上看．

( k7 ~# p, s7 z浮心位置稍后于阻力上最佳位置是合适的(如向后0.2％一0.3％Lbp)。
& z6 m( {  g7 S  J) ]5 f
  (三) 从布置上考虑
3 E# I2 w  E2 i: h; n
满载出港时，不产生首倾和不允许的尾倾

' I  O! c6 }* ?, s, @. T. Z9 h9 j

三、平行中体的长度和位置
5 C) d" Y* f5 n* V8 M7 t3 w# R

( }9 [2 K! ~) y' `（一）平行中体的长度和位置
; q! ?" T7 R6 P$ r
  Fr<0.24时，用一段平行中体，

对于前体：
, S- u+ W# i0 \+ ?$ ?
/ R+ w& W& s7 F9 y: M2 \0 V可使进流段型线尖瘦些．降低兴波阻力；

对于后体：
  v1 b, @8 f& b2 x. D
- G7 W% L' l+ J9 B可削瘦去流段型线，有利于改善形状阻力。
/ {5 _8 l! w9 h$ Y6 b$ ~
5 r% H- Y1 s2 g- ?选择平行中体长度和位置，就是对前体和后体的徘水体积沿船长进行合理的再分配。
$ e  x$ W: X8 d! M# m) |( n
8 c* L7 U7 \8 [（二）最大横剖面位置

& e- h4 Z+ Q9 s( l  N9 p无平行中体的船舶、其最大横剖面位置决定了进流段和去流段的长度。
! v, A1 j  p1 s9 `. A
" W2 R! D7 d6 l. I, |    Fr＜0.30时．可在中后0％一3％Lbp；
& `( J, a- N0 s8 ?8 z& k% E# R6 Q& d
8 H' q2 Z3 Q4 v) m( j  Fr＞0.30时，则在中后3％一4％Lbp；高速军舰更后。



四、横剖面面积曲线两端的形状
% s7 u6 O: M' p% {: V" U7 m
首尾端部形状．与Cpf和Cpa，Le，Lr密切相关。
4 a% T) [8 r7 q" j, Y. v, K
4 r7 s  s. D$ q# m- b5 x$ f
&#8226;         图7—4表示进流段棱形系数Cp相同的三种典型横剖面面积曲线的首端部形状，
4 h. [$ P; b" B&#8226;         其中a为直线形，b为凹形，c为微凹形。


* L* s  V. b2 u+ f$ n6 u! v 首端部形状
- L. P! w8 z' g( ]# i
! o& N) |* t4 @2 ^- S2 u1 u
0 r, E) |2 S$ p  V; ]+ PFr＜0.2~0. 22
直线

" z5 ~) Q+ z6 s' C- E  P/ d
! M9 J  |) W- mFr＝0.22~0.28
% p7 k6 ^; B) s, m0 f9 n4 ?+ ` 凹形或微凹形


Fr>0.28
微凹或直线形为宜
% k1 h, w1 I5 |3 h: |. [1 b
1 j1 c7 L# }* u
  ?' w8 d; \. G7 E0 B
5 [2 W$ j& U* ]  a, i8 w* M去流段的形状，尾端段一般取为微凹或直线形。
0 Z* T6 ?0 b6 n* Y) N* w# P) b
( f5 M2 m' J- y/ c/ Z! x+ s

实际设计中，端部形状应根据母型或系列船型资料，并结合设计水线的形状、首尾轮廓线的形状、端部横剖面形状、统一加以考虑、作到适宜配合。
- I* S' H* S$ ]; X
! U0 P. R1 k1 X  P2 _
- u; l0 Q, t+ ^' Y
6 [) W2 r1 \0 n/ D1 E9 ~7.3设计水线
" q0 j) Y! w- ~9 M6 V% _. l
  K: J! {4 V& ~# w. I$ C. n* A% e' U设计水线的特征和参数包括：

水线面系数Cw。
9 i, K5 \+ D7 ]' b& Z
前后半段的丰满度系数Cwf和Cwa ie

平行中段长度、端部形状半进流角、以及尾部的纵向斜度等。
" C( w5 P8 z% h2 O8 L- c! Z  O
一、首段形状
0 b9 l& Y  k6 a# @7 S

&#8226;         Fr＝0.16~0.19    由凸形到直线形；
( q2 T; x; A, D8 H&#8226;         Fr＝0.20~0.22    直线形或微凹形；
&#8226;         Fr＝0.23~0.32    微凹形；
0 T5 [% v  M7 t6 H  d+ A&#8226;         Fr＞0.3 直线形，整个进流段保持和缓曲度


. v# e& Y; o: Y" H9 X半进流角ie   
主要与Fr有关，其次与Cp、L/B、Cwf有关。

如图7-5所示。这些资料是对应于L／B＝7.0 左右的情况、当L／B较小时ie应随L／B的减小而适当地增大。


从耐波性方面看，设计水线首段适当丰满些较有利，而成S形的则不利。小型船舶常从稳性和总布置的要求考虑，设计成较丰满的首部水线。
3 |9 y9 @- r! m6 W. s+ B9 s
二、尾段形状

1 L6 u( D0 L. h" w, H& P: Q! ?
3 ^! l+ T( K; }. q1 Q  w3 ?% V设计水线尾段的形状、
, ^2 F5 c' `- y" H9 d6 I4 B( ^/ n+ a7 D
" ?* q# N! s/ q7 ?从阻力上看，主要是影响形状阻力。

通常尾段型线以直线型为佳，而不宜成凹形。尾段的纵向斜度应不大于30。
& H  U- R! y9 F1 v* Y
/ R* q" g0 e3 n! {. J) N, n$ J6 }设计水线应盖住螺旋桨和舵，以利安全。


9 w& @3 o. l8 T. h, B8 H7 O
三、水线面系数Cw
水线面系数Cw与多种因素有关．

稳性、快速性、耐波性、总布置、型线协调等

船舶设计中，对Cw的选取是从快速性着眼，然后校核稳性、总布置及型线配合等方面

  e! |+ I% F5 _  S/ D; y% w通常Cw与Cp或 Cb有一个大体的协调范围，如：Cw＝(0.97~1.61)Cp2/3        
' k+ p3 M6 \4 s$ jCw在此范围内变化，对快速性影响不大。
. A; ]- @3 ^: w8 k% f
! H: i4 V# n( F0 _+ H

" D5 `$ t/ P5 o) B, L4 ^7.4首部及尾部型线
/ \) I, ~1 |7 m
0 K4 P/ Y+ n7 c一、横剖面形状

" A( l0 _$ T  f+ W, _4 _: C
! [' L' V5 y- k/ o) b
四种常规船舶的横剖面型线：

V、中V、中U、U形。如图7-6
(1)U形
大型运输船及中、高速船舶采用
: P9 @+ q" h! f. ?6 X
设计水线削瘦，半进流角小，减小兴波阻力；尾部伴流比较均匀．提高船身效率；

改善螺旋桨的工作条件，降低激振力；
2 f/ Q0 g/ F6 X* H1 L
但湿面积较大，摩擦阻力大些；

耐波性也差些。

(2)V形
小型船舶多采用
0 K1 m: @1 f" O, K4 N, T6 G) A
3 M, X, W  D& x2 Y湿表面积较小，对减小摩擦阻力有利；
# I5 M+ n& J5 }* A
& H2 W$ M' w- v+ C% `' w$ z8 ]尾部去流段水流顺畅，可减小游涡阻力；增加纵摇和升沉的阻尼，对耐波性有利；
0 }8 ?' Y  {* @$ y* N# ]
(3)中U形或中V形
大多数中型船舶采用。兼顾阻力和耐波性两方面的要求。

二、首轮廓线
" }, [; C. Y5 H3 s+ B, n* U
船首的外形，对全船的外观造型有较大的影响。一般船舶的首柱是做成前倾15。~30。(图7—7)。

三、尾轮廓线
( w* E7 f4 L2 i' v. d
2 D. d0 k9 E' m* L) N现代运输船一般采用巡洋舰尾（图7-8）

高速舰艇采用方尾（图7-9）
+ d$ B, b) Z/ p/ \1 b
3 C( H, T5 p$ q

$ b8 F, _- x. U7 w( J1 D- t四、球鼻首
5 H5 n! H. D8 L5 y  Y6 c
（一）球鼻首的减阻机理

不同速度和形状的船舶，减阻机理是不同的。
- E1 N: v$ d0 f: H% z
& K' |: \5 X& R) K, k8 Z2 U1．减小兴波阻力
1 L9 v: F& R$ i- p- S7 d2 u

对于Fr在0.27~0.34之间的中高速船，安装球鼻首可以减小兴波阻力。
2 M* S2 O( r6 j3 J* D9 Z
因为当球鼻的大小和位置选择恰当时、在一定的速度范围内，球鼻产生的波系与船体波系发生有利的干扰作用，使合成波的波高降低．从而减小了兴波阻力。

# b+ g; o/ ~$ Y2 n* D% [0 W9 c2．减小舭部涡阻力

& E/ x* O1 L6 T5 |  b6 l
% V4 o) [! P0 J肥大船型在航行时，通常在船首底部会发生大量漩涡，并产生埋首现象，从而增加阻力。这是由于舷侧的水流绕过舭部斜向进入船底，与船底原来向后的水流交叉相混．形成漩涡。安装具有整流作用的合适球鼻首后，可以改善首部流场，降低鼻涡阻力和减少埋首现象。
- [) m. v5 g  W% y. w( @  E
3．减小破波阻力


肥大船在压载航行时，首都水流情况容易恶化，所以破波阻力相当明显。安装球鼻首后，首部船体前伸，该处横剖面面积曲线的陡度和首部水线半进流角减小，这可改善船首柱附近的水压力分布．因而缓和了船首破波情况，降低了破波阻力。

$ K! d$ ^5 l. w9 o+ C* P# o4 b
另外，安装球鼻，还有利于提高推进效率．但其效果一般不如降低阻力那样显著。
  V% S* L/ @; Z( @9 H

6 i; R! g, j& w' `8 U+ h1 w
（二）球鼻首的形状特征
7 h0 E/ R; _. q


球鼻的种类多，图7—10为几种典型的形状。水滴形球鼻常用在船型较瘦船速较高的船
  {1 K7 a' a9 X3 k6 |: d7 B
撞角形球鼻和圆筒形球鼻适用于低速肥大船“sv”型和犁型适用性较广。
4 M, ]$ R) R/ L) }* _# Q) j
6 X6 _! M6 [; C( D  q五、球尾


经过实验研究并得到应用的常见球尾有；
4 b7 r) y- G1 ?2 z+ d5 r& `  p, A! [
(1)雪茄形球尾
9 ^& [- C  S# K+ V( g* g它使螺旋桨的来流均匀，对减小螺旋桨的空泡和激扳力较为有利当Fr＞0.28时，在快速性方面稍有收益。
6 k. ]7 V/ @' j, N" z) ~! ?) g
(2)同心球尾
对Cb＝0.571、Lbp／B＝5.70、Lbp／△1/3＝4.85船型的研究表明，与普通尾形相比，这种尾型在试验速度范围内可降低阻力2％，主机功率可减小3%。
% E. I, d; Z" `9 ?# ?) \/ V
7.5甲板线

(一)概念
: g+ @+ ~' Z2 ]- p# d5 E6 ~
舷弧线是甲板边线在中纵剖面上的投影线。

! T7 b  u3 Z" D0 i9 y# z) H脊弧线是甲板面与中纵剖面的交线。
* G2 _" v1 \7 G0 U+ p1 ^6 q4 J4 g
甲板宽度
. L) }: ?& Y, P1 ]+ b/ m
梁拱
1 H2 B( I$ i6 l5 ?0 L' y
（二）设计

1、舷弧
- F7 j4 d. z" p7 ?
1 r5 g; k, e$ U9 n" E3 H* Z船舶载重线规范规定标准舷弧为二次抛物线，
' P% O! G" T" ^/ E9 n8 P& P
7 d2 A% T7 Q; g# h) m, P对于海船，也可取其为非标准舷弧。
" a/ v6 @& K! i- j( H1 d; U
首舷弧值的大小，一般是由甲板上浪和淹湿性的要求来决定。通常尾舷弧为首舷弧的一半，这也是考虑甲板上浪或小型船舶尾部舵机舱高度的需要。

1 d2 }# z- @' I& T; f1 \( L  2、梁拱

7 ]1 v: i& R0 L8 x2 j) f3 V
$ j. o0 a) H2 C, Y# }, [它一般取为(1/50一1/100)B。

6 Y7 E) P7 S. j2 [. s对于海船．常用1/50。
0 s7 U( n( l9 T1 `
$ I4 T1 z: T& \4 |5 N对于内河船常用1/100。
7 Q) F2 l  V* H' I; u' N
) R/ _1 X% C+ @$ b7 |5 e+ {" @$ Z# g梁拱线一般为抛物线形状。
3 s8 t/ I0 Y7 o" P
* o4 [! S+ |1 ^; g4 M7 }( u

0 o# {8 y. s) o+ C2 ?; c' V+ |7.6型线生成


&#8226;         一、自行绘制法
% ~: e4 V: ^1 B: ?6 r1 x(一)绘制网格线
$ \' ^5 M. N, \* Z' u. o" Y# |
( i- }: O3 t' A(二)绘制横剖面面积曲线、设计水线、
3 D: r) r' o% N1 @$ ^
, C3 B; c5 j* n侧面轮廓线、甲板线和中横剖面线
6 ^8 J9 c! C% l6 r' Y8 R- [% `& O
5 m9 Z$ D" k. T7 J& y" [/ ~( O1．绘制横剖面面积曲线

# ^- M. \8 G9 P$ p9 w( T" S2．绘制中横剖面线(或最大剖面线)
(三)绘制横剖型钱、水线与纵剖线
6 O/ C' T) A3 C6 }# U% v
) S8 O$ |. g' V4 L0 P- i1 b1.  绘制横剖型线
9 J/ H3 \( m  u# R. f
2．绘制水线半宽图

3．绘制纵剖线
6 S  {* ~9 H& j) B6 y


$ s( B/ ~: o9 Q* Q二、改造母型法
, M" z, p6 K- d: ^, _! a) N) [
(一)主尺度改造


# Q$ u+ U) o. ~' E! E; f0 ~
(二)横剖面面积曲线的改造

6 {7 h9 ~1 {- z* O4 J/ u$ S. w1．“1一Cp”法

% d+ J+ u8 ?+ L1 e4 b5 A! k  H2．莱肯贝法

8 C1 k7 z7 A/ r& `# l, g(三)其他参数的改造及型值的产生



7 _7 P' |2 U9 t! F" a' Q

* a  ~& E/ A& X4 r/ Z三、系列船型法
: B+ j3 |2 _4 _, P  }- A. Z! t


直接选用优秀系列船型的型线资料。

4 ~+ d2 Q: \( Y' S! d" h系列船型一般都经过广泛的系列模型试验，其阻力、推进等试验资料较全面。
" \# l# L6 R/ F# }/ t5 Q) [
3 V+ K3 Y  v  z. c4 f( c每个系列船型都有它的适用范围，在应用时，应注意它们的适用范围若
4 n4 m+ w' `# X, k
# D6 w0 M8 m" ^: P* u
※第八章
第八章 船舶总布置设计
( R5 v; e# o5 L$ j0 y7 e& X) f. t§8-1 概述
§8-2 总体布局的区划
5 F; v4 u8 Q: i7 @: D, F1 k§8-3 纵倾调整
§8-4 舱室及梯道的布置
% y7 \; u/ ]1 W7 a& z5 ~, q  g- v§8-5 舾装设备的选型与布置
§8-1 概述
3 E) ~  A/ Y& E2 u4 y
! X4 z* U/ K& L2 l8 I6 [5 O* `所谓总布置设计。是以满足船东提出的使用要求和航行性能为前提、合理经济地确定新船整体布置的工作，具体地说，就是要完成新船总布置图的设计与绘制。船舶总布置图，一般包括侧面图、各层甲板、舱底平面图及平台平面图．有的还要绘出横剖面图和阴影图。
# U1 c1 l4 h; {$ |5 ?( T1 z7 y总布置设计的持点是涉及面广、考虑因素多、实践性强。
在总布置设计中，除了注意各类船舶布置上的特殊要求外，一般都应遵循下述基本原则：     (1)最大限度地提高船舶的使用效能。     (2)保证船舶的航行性能。     (3)满足各有关规范、规则及公约的要求。     (4)便于建造、检查、维修及设备的更换．船上各处所应有良好的可达性。     (5)舱室布置时．要努力改善船员与旅客的工作和生活条件。     (6)在经济适用的前提下，注意外部造型与内部装磺，给人以“美”感。

6 Q; x+ o$ b6 k) ^% d5 u" a8 f§8-1 概述
* E! Q1 m0 ]1 Y* Z8 q
总布置设计一般分两步进行：
第一步，在调查研究和分析母型船资料的基础上，根据新船的使用特点和技术任务的要求，确定船舶主尺度并进行总布置草图设计。
第二步，根据方案审查的意见，修改总布置并进行草图的深化细化工作。
) V* n/ S3 w) I7 O. e总布置设计的工作内容主要包括：       (1)主船体与上层建筑的总体区划；       (2)纵倾调整；       (3)梯口与通道约规划、舱室布置；       (4)绷装设备的造型与布置。

§8-2 总体布局区划
. V, ]& H$ a% e1.主体内船舱的划分 1.1纵向区划 （1）肋骨间距
我国《钢质海船建造规范》(1996)规定；标准肋骨间距 ：   Sb＝0．0016L十0.5。
《钢质内河船舶入级和建造规范》建议内河船的肋骨间距S＝0.5~0.6m，全船统一。 （2）水密舱壁的数目
3 z  ]* n; C6 @8 S' h# x6 w《钢质海船建造规范》(1996)从保证船体横向强度出发规定了海船的水密横舱壁一般要求不少于所列的数目，并且规定机舱的前、后端壁应为水密舱壁；除尾尖舱舱壁外，其他水密舱壁均应通到舱壁甲板。


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, H$ A7 E; m6 G7 h; y" n§8-2 总体布局区划
3 `1 X; W/ f" T$ s（3）首尖舱长和尾尖舱长
  {$ g' a8 f+ g) v9 F5 O5 K! G规范对海洋货船作了规定。
" G3 ~! H; e8 ^( J0 t* t. k《钢质内河船舶人级和建造规范》对防撞舱壁位置的规定与海船相似。而其他各水密横舱壁的间距一般应不大于6倍舱深。 （4）机舱部位
6 c/ i% L3 f+ A7 R- q0 b$ s通常，按机舱部位的不同可将船分成尾机型船、中机型船与中尾机型船，等等。总布置设计时、应根据新船的具体任务与使用特点选择合理的机舱部位。 （5）货舱及客舱的划分
对于货船，当确定了首、尾尖舱舱壁的位置及饥舱的部位和长度后，根据规范规定的最少舱壁数，便可确定货舱的数目。
客船主体内船舱的划分，一般根据分舱与破舱稳性的要求并结合防火主竖区长度的规定来确定。

§8-2 总体布局区划
1.2竖向区划
# z4 {$ e! Q; c8 Z5 e船主体部分甲板或平台的设置，涉及到层数、层高(甲板间高)及双层底等三方面。
双层底的设置．主要是为了保障船底触礁或搁浅时船舶的不沉性，同时可作为燃油、淡水储存舱或压载水舱。 1.3舷边舱与顶边舱
矿砂船、运木船、集装箱船及多用途货船，常设置舷边舱，顶边舱则为散货船所采用。
整个舷侧自上而下设置舷边舱，大多用于单甲板船或载运重货的船，即容量要求不高、压载量要求大且船体强度要求高的船。
多用途船的舷边舱的主要优点是在上部形成箱形结构．对总纵强度及扭转强度有利、故该舷边舱亦称为抗扭箱；空载航行时它用作压载舱可提高重心，改善压载航行时的耐波性；同时甲板间货舱的宽度减小。有利于载运谷物，改善谷物装载稳性；并且船体结构重量较轻，大舱舱容较大，经济性较好。
3 W+ H" U, v9 k$ \- R$ Y/ M& m$ P散货船为便于装载谷物都采用顶边舱。

§8-2 总体布局区划
7 Q5 g8 R# n5 L4 [. a1.4油、水舱(柜)的布置
布置油、水舱(柜)时、应考虑和注意以下几方面的问题：     (1)充分利用不便装货的狭窄处所装载液态的油、水，在满足使用要求的同时，力求缩短管路以提高船舶经济性。     (2)注意油、水分离。各种油舱与清水舱之间、清水舱与压载水舱之间、燃油舱与滑油舱之间均应设置隔离舵；燃油舶与淡水舱均应分舱布置，以免集中于一舱．一旦该舱破损进水后油或淡水失去供应。     (3)尽可能将燃油、淡水舱的公共重心布置于近船中处，以免油、水消耗后产生大的纵倾。     (4)注意防火安全，避免燃泊舱与居住舱相邻布置(小船不得巳时应按规范涂设防火敷料)．燃油舱的出气管不要通过生活舱室。 2.上层建筑部分 2.1形式
上层建筑是上甲板以上各种围蔽建筑物的统称。上层建筑分船楼和甲板室两种。 2.2确定上层建筑尺度应考虑的因素 (1)甲板面积要求 (2)浮态与稳性 (3)驾驶视线 (4)其他尺度限制因素
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" c3 C- _, |! V+ H/ L* p8 a§8-2 总体布局区划
$ {9 W% p# g/ H0 t8 f3 ?2.3上层建筑的设置与尺度的确定
0 d9 w1 s2 c: R- y新船上层建筑的设置，应根据船的使用要求与特点，参考同类型船进行考虑。但各船又往往各有其具体特点。
上层建筑尺度，要根据设计船的具体情况综合考虑各因素而定。
上层建筑各层舱室的划分与布置，应根据各舱室的使用要求、特点进行考虑。具体勾画总布置平面草图时，一般参考母型船进行，但应注意结合新船特点加以改进、使之更美观、适用。
5 s# f/ E$ n$ I! W1 ~+ U2 r
§8-3 纵倾调整

* `; i% A1 O5 i- ~船舶在各种装载情况下的浮态(指首、尾吃水与纵倾)对船舶快速性与安全性有较大影响。一般在完成了总体布局区划后即要对船的浮态进行计算(或估算)．根据计算结果调整总布置，直到浮态满足要求为止。这种浮态计算与调整的过程称为纵倾调整。 1.船舶浮态要求
1 L/ N# V: y9 @/ L% Q船舶装载情况变化．船的浮态也随之发生变化。如船舶产生较大首倾．则阻力增加、首甲板上浪，同时尽吃水减少，螺旋桨推进效率降低并可能发生空泡现象．严重时可导致“飞车”；反之，加产生较大尾倾．则首部船底可能出水并产生歼击；在限制航道中行驶可能发生搁浅或触礁。因此．营运船舶在各种装载情况下应有适宜的浮态。船舶满载出港和空船压载工况的浮态是设计时要重点考虑的。 2.浮态计算
7 n; s6 l9 _: I+ J2 p; _4 P技术设计阶段，根据设计船的型线图计算并绘制静水力曲线及帮戊曲线。绘制总布置草图，进行总体布局区划后即可进行浮态计算。
船舶初始设计阶段，当新船型线尚未绘制时，可粗略估算船顾重心与船舶浮态。

§8-3 纵倾调整
& b, G2 u9 k( q) V8 P5 t6 N3.货船纵倾调整的方法 3.1满载出港状态 （1）改变油舱、淡水舱的布局 （2）中机型及中尾机型船可适当移动机舱位置 （3）改变浮心位置 3.2压载出港状态 4.其他类型船舶纵倾调整
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1 V: U  G9 m% B& i# J! e§8-4 舱室及梯道的布置
9 y% Z' r+ f: _6 o* m1.生活舱室的面积和设备标准 （1）居住舱室 （2）公共处所及服务处所
2 Y% |  q% S6 k2 q生活舱室的面积和设备标准，一方面要考虑乘员的工作和生活条件，另一方面也要照顾经济性和实际可能性。实际上由于各船的大小及乘员人数的不同，实船可能达到的标准也极不相同。我国已经对海船及内河船分别颁布了《乘客定额及舱室设备规范》(下简称《规范》)。交通部还编制了标准《沿海客货船舱员和乘客主要舱室面积及家具设备配置》(JT4523—84)(下简称《标准》)。《标准》从使用、安全、经济等方面出发考虑到有关规范的要求，对船员和乘客居住的舱室采用简化和统一方法．以减少舱室型号和非标准舱室的建造，这对设计、建造、提高经济效益都是大有好处的。设计新船时可参照《规范》和《标准》并参考近期的型船来进行。

§8-4 舱室及梯道的布置
2.生活舱室的区划和布置 2.1舱室区划 （1）船员舱室（2）客船旅客舱室（3）生活舱室 2.2舱室内部布置     (1)舱室布置要有明快感。     (2)大的公共舱室，如客船的餐厅布置上最好形成小的“区块” ，以免给人以低沉感，并注意内部要有宽敞方便的通道。     (3)床铺有纵向和横向两种布置方式。船横格时纵向布置要比横向布置舒适些、但前者所占的舱室地位较大，视具体情况二者都可采用。         (4)海船上居住室的门部设在内舷围壁上且向室内开、门的宽度应不小于0.6m。通向露天定廊的门则向外开。根据建造规范的要求上层建筑的底层要设置水密门，上层设置一般门。大的公共处所应有两个出口，相距位置应远些，门应向外开或用双扇门，以利安全。     (5)海船各部位的窗的形式应根据建造规范及载重线规范对舷窗水密性的要求来选取，客船还须满足抗沉性规范的规定。居住室窗的尺寸应大些，以利于危急时逃生，窗的位置应有利于舱室采光、并应尽可能位于两根肋骨或扶强材之间。

4 f4 w4 v/ ~/ @' q§8-4 舱室及梯道的布置
3.工作舱室及其他舱室的布置 3.1驾驶室、海图室、报务室、雷达室 3.2应急发电机室、应急蓄电池室 3.3变流机室、电罗经室 3.4各种贮藏室 4.机(炉)舱棚的尺度与布置
5 [( Y0 L! L) m: `' f: \5 g4 H舱室区划和布置还涉及到机(炉)舱棚的大小相位置。机(炉)舱枷的作用是把机(炉)舱围蔽起来，保证机(炉)舱的安全，减少机(炉)舱的噪声、热气对舱外的影响，也有利于机(炉)舱的通风采光。上层建筑甲板间机(炉)舱棚的最小尺度应能方便地吊进(出)主机、锅炉和其他设备。 5.通道与扶梯的布置 (1)满足有关规范的规定 (2)建筑内部各处所之间，内部与外部之间的通道要直通，不要迂回曲折。单出口的走廓要短，且不应超过13m。各层的扶梯尽可能上下对齐，扶梯的位置应明显易寻。 (3)梯道要分主次，主梯道应宽敞。

) D3 u- O1 V$ X; j. m§8-5 舾装设备的选型与布置
. |% G/ W/ e8 f( u- H1.锚泊设备的布置 （1）舾装数N与锚泊设备 （2）锚链舱与锚链管 （3）锚链筒的位置与尺度 （4）系缆设备的布置 2.起货设备 （1）货舱口（2）起货设备 3.其他设备 （1）救生设备（2）信号设备 （3）通风设备（4）消防设备

※第九章
: e) \. X$ [* U% b, s1 a- y第九章 典型船舶设计实例
  Y4 Y( e& h' S) C$ A4 e2 S9.1  17500吨多用途货船设计 设计技术任务书 (1)航区、航线
! e, `4 H/ V0 i/ X* Y/ I# B: a# C无限航区，不定线航行。 (2)用途
本船适应于装载下列货物；集装箱、包装杂货、散装谷物、工业成品、原材料、成形木材等。在装载重货时，载重量不低于17500t。 (3)货舱容积
包装容积不低于25000m3。 (4)船级
除须满足中华人民共和国船舶检验局颁发的有关规范外．还应符合有关国际公约及规则。 (5)主机
主机型号：B& W6L67GF。
9 v2 n. {+ X0 Z* M! g主机台数：1台。
4 _8 S6 P  u9 F# p0 ?常用功率：7497kW(10200PS)    转速  115r／min。 (6)航速
在静水中、风力不超过蒲氏3级时的满载试航速度不低于15．9kn (7)续航力  12000n mile。 (8)起贷设备
9 m. ~( x6 U  ]) G& R采用25t电动液压起重机．以便于集装箱的装卸。 (9)舱口盖负荷
& H; l* L, I2 J2 e1 m' y  B8 k0 a2 {上甲板舱口盖的设计负荷为2．5t／m 2。 (10)船员人数
高级船员：14人； 一般船员：23人；
各
员：2人；总
% Y( p5 R1 M5 F# S$ G+ W7 q计：39人。

) x3 i" u3 F3 O- z. P第九章 典型船舶设计实例
9.2 1200／1500吨江海直达货船设计 设计任务书提要 (1)航区、航线
长江中下游至我国东南沿海各港口，稳性符合近海(Ⅱ类)航区的要求 (2)用途
$ f" d6 X4 Y6 ?$ X- D主要运载钢材、煤、铁矿石、建材等干杂货。也可装20’标准集装箱30只。 (3)航速
  _- e; B( t! T$ b航速不小于9.0kn． (4)续航力
续航力为2400  n  mile (5)主饥
+ U/ P; N% p- z1 O' |主饥型号616013。616014一台，功率为183KW*2 (6)船员人数
1 [. O( r5 R% i' `) M; g- K船员人数为23人 (7)载货量
) a! n6 ~7 y) P8 V载货量为：1200t(设计吃水)                                 1500t(结构吃水)  
# j+ r; Y& M2 v6 F+ |) Y$ ?第九章 典型船舶设计实例
& i% y7 |- o9 W& \3 P% Y9.3平头涡尾600客位内河客货轮设计 任务书提要 (1)航线
宜昌至重庆，B级航区．J级航段。 (2)载客量
旅客600人．其中卧铺不少于300入。 (3)尺度限制
) O4 h8 Z# o2 w- W  d6 n$ ?2 C0 c( m总长Loa不大于50m．设计吃水不大于1．6m。 (4)主机
2 c  m7 N3 \7 p6 t! G采用62002c型柴油机，左有机各一台；
% [: X8 L/ k/ i" H; {! c额定功率为316．5Lw×2  持续功率为287kw×2     转速为750r／min   减速比为2．92：1 (5)航速
满载深静水航速不小于26km／h。 (6)稳性
满足ZC《长江水系船舶稳性和载重线规范》(1980)对B级航区J级航段船舶的要求。 (7)船员  30人。

6 ~& n( B& I5 `3 z9 @( N第九章 典型船舶设计实例
9.4 3234kW海洋救助拖船设计 技术任务书要求 （1）任务
" C+ C3 j! E3 f4 t0 B具有救助、拒带、消防、潜水作业等多种功能的无限航区海洋拖船。 （2）主机
# J6 t+ a2 C% r$ `4 q( {两台12VE 300ZC柴油机，每台功率为1617kw、转速为285r／min，双螺旋桨，可调螺距。 （3）航速及拖力
自由航速不低于15kn，最大系住拖力不小于400kN。 （4）续航力
- K: H( e9 K6 ?/ k& N! P按服务航速计算，续航力不小于10000n mile，自持力为40d。 （5）稳性及抗沉性
: C/ S+ r1 d9 A稳性满足我国稳性规范的规定。抗沉性满足一舱不沉。 （6）吃水
不超过5．5m。 （7）结构
满足Ⅱ级冰区加强的规定

" D4 b8 V, Q: b% k# @3 v
5 K* l* |5 b2 G5 U( h* I/ S※第十章
: a! v/ |, x- t第十章 新船型与新技术在船舶设计中的应用
" F$ O4 ^: c) W5 f§10-1 节能船型船舶设计中的应用
§10-2 节能技术船舶设计中的应用

第十章
新船型与新技术在船舶
设计中的应用
8 ]# T% ~7 i- w9 C0 Q" G5 \. F
; r; k9 i3 b/ i/ w$ \: \7 k
船舶节能研究主要在两个方面：一是节能船型与节能技术研究，旨在降低船型阻力、提高推进效率和回收桨后尾流的能量；二是从主机与动力装置入手，提高热效率、降低单位功率的油耗量以及余热利用等。其中，后者主要是轮机人员的任务．而前者则是船舶工程技术人员的使命。
本章简要介绍节能船型与节能技术研究的若干成果，重在明晰节能机理，以开拓读者在船舶设计中应用新船型与新技术的视野。

10—1  节能船型在船舶设计中的应用
  l! |3 g$ ?0 \$ T
10—1  节能船型在船舶设计中的应用
4 X; N7 ^$ E9 x5 @) O所谓节能船型，就是在相同的功能下所需功率比常规船型更小的船型。节能船型就是阻力小、推进效率高的船型。
一、平头涡尾船型
* z$ v7 }7 {* l/ i/ b. U平头涡尾新船型在目前国内研究的内河新船型中，节能效果是非常显著的。它除了具有良好的快速性能外，还具有良好的稳性、操纵性、甲板面积大、船体振动小、在一般的江河湖泊航运时能触坡上下客货等优良性能。     (一)船型特征
平头涡尾船型的主要特征是平头纵流压浪首与涡尾的有机结合。所谓平头纵流压浪首，是指继承了我国民间平头船的外形，采用相当宽而平坦的首底型线以形成纵流．同时采用与设计水线成小角度(d)的平直的纵剖线．并在首垂线前方伸出相当长度(l)以起到压浪作用。

+ a7 A1 r% m( p/ o6 ~- o10—1  节能船型在船舶设计中的应用
* K1 ?* @5 K; S3 c! ~* j- G% r5 {$ s6 v
(二)节能机理
内河船因受航道水深的限制。其B／T较大而L／B较小，致使常规型内河肥的阻力性能较差。同时，常规船型的来流主要绕船体两舷侧流动，为侧流型。
( f7 w9 H3 v8 Z1 i平头纵流压浪首型线，可使阻力与消波性能获得显著改善：平坦的船底横剖型线和平顺的纵剖线，使船的来流沿船底以纵流方式经较短路径流向船后(即纵流型)，同时由于船底纵剖线与水线面成相当小的夹角(d)、且船首又有一段压浪长(l)，从而制约了来流水面在船首附近的升高并压迫水流向船底流动，起到压浪消波的作用。
; Z: L; V& z8 e涡尾，经大量船模试验与实船航行发现有下列五种作用：
（1）形成假层，涡尾与中央隧道的纵流作用，能使船模自航试验在开Fr＞0.20左右时就形成假尾，从而使船体阻力显著降低。
（2）消减尾浪，理论上和实际测试均说明，涡尾的兴波高度比常规船尾有显著降低。
- z9 m+ W7 o1 I7 l（3）提高推进效率，Q．P．C值主要依靠推力减额t的减小、伴流分数的提高和涡尾的反桨效率而获得提高。

0 z! ?- o% L* c; i# D10—1  节能船型在船舶设计中的应用


（4）回收螺旋桨尾流中的旋转能量 ，由于涡尾能诱导反桨的预旋流，从而有可能将尾流变成向后喷射的直流，减少螺旋桨尾流因旋转而带走的大量能量。
（5）消减振动，由于在涡槽尾处轴向与周向的伴流，大体上都沿着以涡尾中心为圆心的圆周上均匀分布，而且，桨轴中心线和涡尾的中心线重合．故螺旋桨各叶片上同一半径处的叶原体旋转一周所遇到的水流基本上也是均匀的，加上消耗在螺旋桨尾流中的功率大量减少，因此，作用在船体上的机械振动将显著减小。

+ T3 _5 t- j; G' ?1 N* `. I  C! @7 i10—1  节能船型在船舶设计中的应用

% G- ~- a  _* U% U6 P(三)船型设计要点     1．平头涡尾船型船首设计    (1)纵流角
/ A$ _$ f' M+ A2 c, Y; q在0.27＜Fr＜0.36范围内，存在一
个最佳的纵流角大小约在6。左右。    (2)首压浪长度
% K3 b9 T; I' |一般情况．选取5％L工作为压浪长度，
可以保证有较好的阻力性能；若考虑到超载航
5 ]3 f/ y0 ]8 C; F行，则可略长些。     2．平头涡尾船型船尾设计
涡体：和螺旋桨相接的突出的船体。
涡顶线：涡槽内最高点的连线。
; ~5 `4 v7 Z# [+ ]4 l- ^外切线：涡体上圆台部分和舷侧面相切的切线。
内切线：涡体上圆台部分和船底相切的切线
2 L+ w# d# D6 P. o圆心线：涡体上圆台部分的轴线。

10—1  节能船型在船舶设计中的应用
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平底线：PW船型水平船底和舭弧相切的切线。。
6 N7 t' }4 m  ]* X2 g在平头涡尾船型上，螺旋桨的安装位置通常在L1.5站附近，因为螺旋桨是靠螺旋面来工作的，只有使涡槽表面形成螺旋面才能有效地抵消螺旋桨的周向诱导速度，因此、涡槽处约表面基本上应该用螺旋面来构成。其与平底相接的部位用圆弧来过渡。    (四)实船应用
第一艘平头涡船实船于1979年在浙江下水，实船试航结果表明，与常规船型相比、节能效果达15％一22％。             1981年，平头涡尾船型增加宽吃水比(B/T)且吸收了隧道船型的优点．使船身效率由原先的1．1左右提高到1. 26以上，称第二代平头涡尾船型。其实船代表是600客位客货船“丰都6号”。             1984年研究了用于内河推、拖船的平头涡尾新船型，它采用了深隧道尾和盆式横剖面形状、径深比达到1.4。试验表明，船模的似是推进系数在中、高速时，达到0.80左右。在拖航状态、航速为(11—17)km／h时，似是推进系数可达0.55一0.75，称第三代平头涡尾船型。
5 F9 u% t) W0 S3 p1 R5 W& B
10—1  节能船型在船舶设计中的应用
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二、双尾和双尾鳍船型
对于螺旋桨负荷高的船舶都需采用双桨。但常规双桨船的船身效率低、附体阻力也大。怎样克服常规双桨船的这些缺点。是造船工作者的一项重大研究课题。   (一)船型特征
双尾型线是在肥体尾部形成两个尾体的型线，两个螺旋桨的工作环境类似，针对螺旋桨的工作状态(如外旋、内旋)，尾鳍的形状可作相应的变化，以充分提高推进效率。   (二)节能机理
双尾船由于两个尾细长体使中央隧道平顺，船体的去流段可以缩短，允许最大横剖面自船中后移10％一15％船长，这样对前体而言就相当于较长船的前体，因而其兴波阻力系数也有所减小。

& d8 ?# d: w* ?10—1  节能船型在船舶设计中的应用
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双尾船型为降低螺旋桨转速创造了条件，在双桨效率较高的基础上通过降低转速可进一步提高螺旋桨效率。 (三)双尾舰型的线型设计
5 }# l# q# w# M根据试验结果可知，双尾线型应以中央隧道的纵中剖面形状和尾轴间距作为主要参数。 纵中剖面线确定以后，再选定尾铀之间的距离b最大横剖面后移程度，并配合后体的方形系数来确定尾部的体积，最后完成尾部线型的设计。 (四)实船应用
双层船型因其在较高Fr时具有明显的节能效果，故大量应用于客船设计，成为长江第三代客船的换代船型。
4 [0 Y% S( y+ h3 ]  D) A- i
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三、不对称尾船型
中国船舶及海洋工程设计研究院等单位也进行了不对称尾型的试验研究，得出了与“Thea—s”号船模相近的结论。      (一)船型特征
" A0 G: c* S  x* l" W, {" Z9 a将常规单尾左右舷对称型线向一侧加以扭曲，即生成不对称尾船型。      (二)节能机理
+ [1 \) X4 H7 P/ t$ p采用不对称尾型，将螺旋桨上方船尾中线向左扭曲以减小水线左侧的去流角，桨左上前方
船体表面沿水线面向尾方向的纵向梯度也减小．因而，该区域内的分离流动减弱、分离区缩小，减少了能耗、从而降低了船舶阻力。
不对称尾型以其扭曲形状成功地改善了桨前、后的流场，降低了船舶阻力，回收了部分船后尾流旋转能量损失；同时，由于其桨前预旋流的产生获得反桨效率使螺旋桨推进效率提高，取得了较好的节能效果。

10—1  节能船型在船舶设计中的应用
四、隧道尾船型  (一)船型特征
1 p/ P( C$ m3 h* k7 k2 |$ h' {隧道尾型线的形式有以下几种：从纵剖面图看，隧道有开式和闭式，从横剖型线图看，有深隧道和浅隧道；  (二)节能机理
采用隧道尾型线的主要理由是适应浅水航道要装置较大直径的螺旋桨以提高敞水效率，改善船舶的推进性能的需要。  (三)船型设计要点
4 ~9 ^0 a) p5 n# O  A- V隧道尾设计基本要求保证螺旋桨有充足的供水，使尾部水流能顺畅地流向螺旋桨并充满整个隧道，这是隧道尾设计的基本要求。 2．隧道尾型线主参数的选择
/ X7 E9 o" F7 T( G- [& ^: H（1）隧道长度l1  隧道顶线与船体基线的切点至船尾隧道出口处的水平距离，称为隧道长度。
8 r; |9 @- m% |; o+ v（2）上升角
$ |" _5 I* B- m+ c8 B% r隧道顶线越平坦越好，顶线曲率也不允许突变。
7 Y9 `& ]2 Y" w0 I8 o3 I（3）有人建议隧道顶线出水角应小于12。
7 a/ G* \7 i' C1 D（4）闭式隧道尾封板在水下浸沉深度t约为(1／10一1／20)D，至少为50mm。
（5）双桨浅水船的轴线距离，一股约为B／3，如机舱布置许可可加大至0.4B,对于内河推船，可达0.5B。     (四)实船应用
1 T2 K: X: h- }) ~" V) e隧道尾型线主要应用于内河浅水航道中航行的船舶．
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10—2  节能技术在舶舶设计中的应用
; k2 ]1 W3 W; i3 o8 m. k
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一、前置导管 (一)节能机理
2 U' g( F* i" b/ H0 ~% v/ {, @前置导管能起到桨前导流作用，使桨的进流趋于均匀、稳定从而减小阻力，提高推进效率。
- I, w$ N9 I7 y前置导管在船尾流场中产生附加推力，这使螺旋桨的负荷相对减小，也使推进效率提高。
" E8 `. t5 m2 v* Y前置导管使螺旋桨叶片空泡的面积减小20％一60％，因而可获得较高的螺旋桨效率。 (二)前置导管要素的选择     1.导管的外形
+ L! s' O3 P6 d4 s; M; J前置导管的外形应设计成上部具有较宽弦长并向底部逐渐缩小的不对称形。这样，上部的水流在进入螺旋桨盘面处前先经过一段较长的导管而被加速，下部的水流则加速较慢，因而在导管的出口处进入螺旋桨的水流就较均匀了。     2．前置导管的长度
前置导管位于螺旋桨前方和船尾后方之间的有限空间内，其长度受到一定的限制。
* E* j  T' n4 L; b( e% V
10—2  节能技术在舶舶设计中的应用
5 m& [" x* V7 [(二)进流补偿导管的要素选择 1．导管内径    d＝(0.35一0.40)D       式中，D—螺旋桨直径；d一补偿导管的最大内径。 2．导管水平宽度    b＝D       式中、b—补偿导管水平最大宽度。 3．导管的长度及剖面厚度
补偿导管长度约为导管直径的50％，剖面的最大厚度约为长度的15％19A型常规导管剖面形状，即           l＝0.5d    5＝0.15l      式中，l一补偿导管长度；5—补偿导管剖面最大厚度。  4.补偿导管中心线方向
: [# z# \/ _! t& R" W  u% K补偿导管左有两个半环安装时，均有各自最佳的中心线方向，应根据具体的船舶尾部流场情况通过模型试验确定。

10—2  节能技术在舶舶设计中的应用
- D. ]8 D# @1 ?5 ?8 A/ {(三)进流补偿导管的特性和应用 （1）与常规导管相比，进流补偿导管的尺寸小，安装方便。 （2）与各种桨前、桨后节能装置相比、进流补偿导管在静水中和在波浪冲击下所承受的载荷小，并且与普通导管相比，它不受螺旋桨空泡剥蚀的影响。 （3）对于因螺旋桨的激振力引起强烈振动的船舶，加装进流补偿导管能使螺旋桨进流均匀，减小振动，对限制燎旋桨直径的情况、其效果更加明显。 （4）加装进流补偿导管的费用小，并能获得一定的效益。 三、反应鳍    (一)反应鳍的节能原理
; }( n5 ~7 f) a: P# w+ N% E它是由若干片与水流成一定攻角的鳍叶组成，水流流过具有一定攻角的鳍叶后被改变原来的流向，形成了一股和螺旋桨尾流方向相反的预旋水流．起到了减小螺旋桨尾流旋转能量损失的作用，从而达到节能目的。    (二)反应鳍的设计方法
反应鳍的设计主要是确定各鳍叶的攻角，因为要使反应鳍产生一个与螺旋桨尾流的旋转方向相反的预旋流，必须使鳍叶具有一定的攻角。
0 F2 N; Y; s; j$ G$ e# U& N2 I9 ?4 Y% R& @反应鳍的攻角可以利用斯托克斯定理通过简化理论进行计算。

; w9 N. c( }2 O1 ]' G" Q' {10—2  节能技术在舶舶设计中的应用
; b2 H8 E3 v- `1 h9 Q! \4 J) M9 m/ V+ s四、最佳纵倾节能技术
& a0 [4 X$ h4 Z" e! ~1 `船舶利用压载水舱调整纵倾、使船舶处于最佳纵倾状态航行，是一项简易可行，安全可靠而又不影响船舶的基本结构及无需增加任何设备的有效节能措施。 (一)最佳纵倾航行节能特点  (1)节熊效果好    (2)经济效益好   (3)调整简便    (4)不影响船的营运能力   (二)最佳纵倾航行节能原理分析
; Z: _3 ~. O0 i5 p+ I船舶的快速性能，通常是在设计装载状态时最佳。
船舶在最佳纵倾状态航行时，船体阻力降低．推进效率提高．航速相应提高。引起螺旋桨的进速增加。扭矩系数减小，从而使螺旋桨持性曲线变得平坦。

& v! w2 w0 C2 }) j: F3 ^10—2  节能技术在舶舶设计中的应用
(三)最佳纵倾曲线绘制及应用   1．最佳纵倾曲线的绘制 (1)利用变吃水、变纵倾的阻力、自航试验结果，作为绘制最佳纵倾曲线的依据； (2)节能技术在舶舶设计中的应用作变纵倾状态的稳性及强度校核； (3)根据试验结果，对各种装载状态，从功率—纵倾变化曲线中找到各种不同航速时的最 佳纵倾值，并绘出最佳纵倾曲线； (4)根据最佳纵倾曲线提出合理的配载方案，并计算其节能效果。  2．最佳纵倾曲线的应用

zdy7082

学习中！

wwz_wangho

介绍了这么多，谢谢！这个版块很冷清啊，看来做这行的人很少啊。哪位做过船舶设计，请多交流一下经验。

zxggood

多交流一下经验

金长城

以阅
支持 学习

yangnan

xuyixy

复杂。。。。。

名家独秀

我也来学习学习～

小强的奴隶

楼主还真用心，希望这个版能做的越来越好。