第二章 船型和性能
排水量定义
船舶排水量=空船重量+载重量
排水量随装载情况变化,引起船舶的各种技术性能发生变化。
为了反映各种装载状态的船舶的技术性能,军用舰艇和民用 船舶都有各自相应的排水量定义:
一、民用船舶排水量定义
(1)空载排水量:指船舶在全部建成后交船时的排水量,即空船 船重量。
型线图
(3)纵剖线图 沿船宽方向平行于中线面取若干个纵剖面,将各纵剖面所截得的船 体型表面曲线(称为纵剖线)重置在中线面上,即得纵剖线图。各 纵剖线通常自中线面开始往船侧依次编号 与中线面平行的纵剖面与船体型表面的截交线
投影到中线面上——反映为真实形状,在其他两个投影面上为直线
型值与型值表
表征船体形状的型表面各点坐标值来表示,我们称之为 型值,并制成表格形式,称之为型值表。 有了型线图和型值表,就完整而精确地表达了船体的形 状和大小。 它是进行船体表面积、排水体积以及航行性能计算的依 据 肋位号:表示结构沿船长方向的位置 站号:船体分20站(民船从尾到首;军船从首到尾)
W W G B
w
L L
Z B W
船舶静力学
抗沉性:船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定浮性 和稳性的能力。
本课学习内容:
浮体几何形状(船体) 前期准备 船体近似积分方法
船舶静力学
浮性 初稳性
稳性
大倾角稳性
抗沉性
第一章 船体形状及近似计算
本章要点:
船体形状的表示方法,即船舶的特征尺度及船体曲面
船型系数
(3)方形系数CB:船体在水线以下的排水体积与由船长L、设计
水线宽B和吃水T所构成的长方形体体积之比
T
L B
CB L B T
物理意义:表示船体水线以下排水体积的肥瘦程度。也叫排水量系数
低速船CB较大,高速船CB较小。
船型系数
(4)(纵向)棱形系数CP:船体在水线以下的排水体积 与由船长L、舯横剖面积AM所构成的棱柱体体积之比, 即 L
以钢质船为例:型线图上所表示的船体形状包括外板型表面的形 状和甲板型表面的形状。不包括船壳板和甲板板厚度在内的船体 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)
型线图
(1)横剖线图 沿船长方向平行于中站面取若干个等间距的横剖面把船长分成 20个 或10个间距,称为站距,将各横剖面所截得的船体型表面曲线(称 为横剖线)重置在中站面上,即得横剖线图。 与中站面平行的总剖面与船体型表
——船舶排水量;
——船舶排水体积;
——水的重量密度,t/m3。
淡水 =1.0t/m3 ,海水 =1.025t/m3
W
G
B
船舶平衡条件 z 浮心B也就是排 水体积的形心。
o
x
y
船舶平衡条件:
(1)重力与浮力的大小相等方向相反,即 W=
(2)重心G与浮心B在同一铅垂线上。
船舶重量项目的分类 船舶总重量
中纵剖面
中横剖面
龙骨基线 尾 设计水线面 船舯 首
船体型表面在中线面、中站面和设计吃水处的平行于基线 面的截面分别称为中纵剖面、中横剖面和设计水线面。
船体计算的习惯坐标系
O取在中线面、中站面、基平面的交点,
X轴为中线面与基平面的交线,x向纵向,指向船首为正;
Y轴为中站面与基平面的交线,y向横向,指向右舷为正; Z轴为中线面与中站面的交线,z向垂向,垂直向上为正。
呈椭圆体向上扩展,端部 露出水面较大,桨和舵易 受破坏。过去民用船多采 用这种尾型,现在仅在某 些驳船上可以见到。
船尾形状
(2)巡洋舰型尾:具有光顺 曲面的尾伸部,尾部大部
分浸入水中,增加了水线
长度,有利于减小船的阻 力,并有利于舵和螺旋桨
的保护。这种尾型曾经在
巡洋舰和民用船上都用得 较广。
船尾形状
型线图
型线图:用平行于三个主坐标(中线面、中站面、基平面)的三 组平面等间距的去截船体外形曲面,并将节目曲线(称为型线) 投影到三个主坐标平面上,得到三组曲线图,称为船体型线图, 简称型线图。 型线图所表示的船体外型为船体型表面。
钢船的型表面为外板的内表面(不包括船体外板厚度)
水泥船、木船则为船壳的外表面(包括船体外板厚度)
二、主尺度(principal dimension)
主尺度表示船舶的大小,由船长、型宽和吃水等来度量
船舶特征尺度
LOA
LWL
舷墙顶线 甲板边线
D TM LPP F
设计水线
设计水线 龙骨线 基线
TA
尾垂线
TF
首垂线
B
甲板
TM
基线 龙骨板
D
主尺度
(1)船长[L],有三种: 总长LOA——平行与设计水线首尾的最大距离 (进船坞、码头或过闸门时采用) 设计水线长LWL ——设计水线在首尾与船型表面之交 点的水平距离 (军舰及在阻力分析中常采用)
首吃水(TF):沿首垂线从设计水线至龙骨线的延长线之间的距离。 尾吃水(TA):沿尾垂线从设计水线至龙骨线的延长线之间的距离。
平均吃水(T):
T
TF TA 2
主尺度
设计吃水(Td):船舶设计阶段所给出的吃水; 结构吃水(Ts):船舶结构所允许的吃水。
结构吃水大于设计吃水
(5)干弦[F] :在船侧中横剖面处自设计水线至上甲板边板上表面 的垂直距离。 F=D-T+t(上甲板板厚)
(1)直立型首
(2)前倾型首
船首形状
(3)飞剪型首:首柱在设计水线以上呈凹形曲线,首部不易上
浪,且较大的甲板悬伸部分可以扩大甲板面积,有利于布置锚机和
系船设备。飞剪型首常用于远洋航行的大型客船和一些货船上。
( 4)破冰型首:设计水线以下的首柱呈倾斜状,与基线约成30
度夹角,以便冲上冰层,用于破冰船。
主尺度
(1)船长[L],有三种: 垂线间长LPP ——首垂线与尾垂线之间的水平距离 (习惯上默指的船长,在船舶静水力计算中采用)
首垂线——是通过设计水线与首柱前缘的交点所作的垂线。 尾垂线——设计水线后端(舵柱后缘); 在有舵柱时为设计水线与舵柱后缘交点; 无舵柱时为设计水线与舵杆 中心线的交点; 军舰通常指尾轮廓和设计水线交点的垂线。
AW L
B
AW Cwp L B
物理意义:表示水线面积的肥瘦程度,主要影响稳性, 也影响快速性
船型系数
(2)舯横剖面积系数CM:舯剖面在水线以下的面积AM 与由设计水线宽B和吃水T所构成的长方形面积之比,即
B
AM CM B T
AM
T
物理意义:表示水线以下的舯横剖面积的ห้องสมุดไป่ตู้瘦程度
大型、低速船Am接近1;快速、小型船Am较小;与舱室的容积有关。
的图形表示方法;
掌握船体近似计算的方法(梯形法、辛氏法)
第一章 船体形状及近似计算
主尺度 尺度大小 肥瘦程度
特征尺度
船型表示法 型线图
船型系数
尺度比
几何特征
确切地表达了船 体形状
§1-1 主尺度、船形系数和尺度比
一、船舶外形表示方法 船体外形:是用投影到三个相互垂直的基本平面来表达的
三个主坐标平面:1、中线面 2、中站面 3、基平面
主尺度
尺度比:尺度比表示船体几何特征的重要参数
(1)L/B,越大,船舶越细长 (2)B/T,越大,船舶越扁平 (3)D/T,越大,船舶越高 快速性 稳性、快速性和航向稳定性 稳性、抗沉性、强度、容积等 回转性(成反比)
(4)L/D或L/T,越大,船越矮且瘦长
船型系数
船型系数:表示船体水下部分面积或体积的肥瘦程度的 无因次系数,它包括:
船型系数
(5)垂向棱形系数CVP:船体在水线以下的排水体积与由相对应
的水线面面积AW和吃水T所构成的棱柱体体积之比。
B
AW T
L
CVP C B AW T Cwp LBT Cwp
物理意义:表示船体水线以下排水体积沿吃水方向的分布情况
选择各个要素的基本出发点
(1)船长L: 浮力、总布置(舱容及布置地位)、快速性; (2)船宽B:浮力、总布置(舱容及布置地位)、初稳性; (3)吃水T:浮力以及螺旋桨有适宜直径; (4)方型系数CB:浮力和快速性 (5)型深D: 对于载重型船舶:规范规定的最小干舷和舱容要求决定; 从增加舱容的角度,以增加型深最有利,因为对船体重量的影 响最小且不影响快速性。
(3)方型尾: 尾部有垂直或斜的尾封板,其它仍保留巡洋舰型尾的特 点。 尾部水流能较平坦的离开船体,使航行阻力减小。
尾部甲板面积较大,有利于舵机布置,并能防止高速航
行时尾部浸水过多。 方型尾施工简单,但倒车时阻力偏大。 方型尾多用于航速较高的军舰和许多货船上。
船舶浮性
一、船舶平衡条件
船首形状
船首形状:
( 1)直立型首:船首部轮廓线呈与基线相垂直或接近 垂直的直线,首部甲板面积不大,这种首部现在主要用 于驳船和特种船舶上 ( 2)前倾型首:首柱呈直线前倾或微带曲线前倾首部
不易上浪,夹板面积大,在发生碰撞时船体水线以下的
部分不易受损,外观上比较简洁,有快速感。军用船多 采用直线前倾型,民用船上多用微带前倾型。
面的截交线
投影到中站面上。由于船体左右对 称,故只表示一半,习惯上,右边
绘首部,左边绘尾部
型线图
(2)半宽水线图
沿吃水方向平行于基平面取若干个等间距的水平剖面,将各水平剖 面所截得的船体型表面曲线(称为水线)重置在同一水平面上,即 得半宽水线图
与设计水线面平行的水平剖面与船体型表面的截交线。
投影到设计水线面上。由于船体左右对称,故只画一半半宽水线图 , 自龙骨基线依次向上编号。
主尺度