船舶原理章PPT課件

1、船舶原理主要內(nèi)容及目錄 第一章 船體類型 第二章 船舶尺度及布置 第三章 船舶浮性 第四章 船舶穩(wěn)性 第五章 船舶抗沉性 第六章 船舶阻力 第七章 船舶推進(jìn) 第八章 船舶搖擺 第九章 船舶操縱性 第十章 船舶強(qiáng)度與結(jié)構(gòu) 船舶原理 船舶原理介紹以下六種航海性能 船舶原理定義研究船舶平衡和運(yùn)動規(guī)律的一門科 學(xué)。其理論基礎(chǔ)是理論力學(xué)和流體力學(xué)。船舶原理 是流體力學(xué)的一個分支，因此也稱為船舶流體力學(xué)。 船舶靜力學(xué)船舶靜力學(xué) 船舶動力學(xué)船舶動力學(xué) 浮性浮性 快速性快速性( (船阻力、槳推力）船阻力、槳推力） 穩(wěn)性穩(wěn)性搖蕩性（又名：適航性、搖擺性）搖蕩性（又名：適航性、搖擺性） 抗沉性抗沉性 操縱性操縱性

2、（航向穩(wěn)定性、回轉(zhuǎn)性（航向穩(wěn)定性、回轉(zhuǎn)性 ） 課程教學(xué)說明 本課程共3 36 6學(xué)時，全部為理論教學(xué)，采用自學(xué)和課堂教學(xué)相 結(jié)合的教學(xué)方法。 考試要求：平時成績占30%30%，理論考試成績占70%70%，總評6060分 及格。 平時成績：作業(yè)+ +考勤+ +課堂表現(xiàn) 主教材選用：上海交通大學(xué)出版社出版的船舶原理，劉紅編。 輔助教材選用：造船大意、船舶原理（蔣維清著）、 船舶管理（輪機(jī)專業(yè)試題庫）。 船舶原理 本課程性質(zhì)： 船舶原理是輪機(jī)工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。它是研究船舶平衡和運(yùn)動規(guī)律的一門科學(xué)，是專業(yè)課 程“船舶安全與管理”和“船舶動力裝置管理” 的重要基礎(chǔ)。 本課程特點(diǎn)： 內(nèi)容雜 內(nèi)容廣

3、 內(nèi)容散 第一章 船舶類型 1 1-1 -1 船舶發(fā)展概況 （船、作用、歷史、三大革命） 1 1-2 -2 六種航海性能 浮 性（包括正浮條件下的浮性和縱傾條件下的浮性， 簡稱為浮性和吃水差） 穩(wěn) 性 抗沉性 快速性（船舶阻力、推進(jìn)器推力） 搖蕩性 操縱性（航向穩(wěn)定性、回轉(zhuǎn)性） 1 1-3 -3 船舶分類 1-1-1 1船舶發(fā)展概況 船舶已有30003000多年發(fā)展史。經(jīng)歷了以下幾個不同的階段 造船材料方面：木船時代；鐵船時代；鋼船時代。 造船技術(shù)工藝方面：二戰(zhàn)前為鉚接，二十世紀(jì)五十年代后 均采用焊接，再到采用模塊化造船。 推進(jìn)裝置方面：由往復(fù)式蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)到柴油機(jī)，最 近發(fā)展到電力推進(jìn)。

4、 現(xiàn)代所有船舶的推進(jìn)器均采用螺旋槳。 運(yùn)輸船舶的發(fā)展趨勢可歸納為：大型化、高速化、專業(yè)化、自動化、節(jié)能與環(huán) ?；?船舶發(fā)展的突出特點(diǎn)專業(yè)化、大型化、自動化。船舶大型化是提高經(jīng)濟(jì)效 益，降低單位運(yùn)輸成本，單位造價的結(jié)果。 船舶大型化受到以下條件限制：航道、港口條件的限制；航程要長；貨 源要充沛；碼頭作業(yè)效率要高。 1 1-1-1船舶發(fā)展概況 船舶大型化的優(yōu)點(diǎn)可降低造價，增加載重量，降低運(yùn)輸成本（19801980年的 最大油輪為 DW = 56.3DW = 56.3噸）。 最大船型的驚人發(fā)展是戰(zhàn)后油船發(fā)展的最大特點(diǎn)。 高速化是就整個船舶總的發(fā)展而言。對具體的某艘船舶來說，快的船不一定 是好的船，

5、船舶營運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性對航速影響很大。 隨著船舶自動化程度的不斷提高，近年來國外提出了“智能化船舶” ，是 一種全自動化、全電腦化的船舶，其操縱和管理系統(tǒng)將由中心計(jì)算機(jī)統(tǒng)一指 揮。（機(jī)艙管理全自動化） 智能化船舶是以輪機(jī)、導(dǎo)航、裝卸、船體運(yùn)動監(jiān)控、船舶航運(yùn)和管理等全面 實(shí)行自動化為目標(biāo)。其主要特點(diǎn)是：可靠性高，船上設(shè)施高標(biāo)準(zhǔn)，減少船 員，優(yōu)化運(yùn)輸。 1 1-1-1船舶發(fā)展概況 最早的專業(yè)化運(yùn)輸船舶主要是運(yùn)輸散裝石油的油船。 從航運(yùn)市場的角度來分析，開展專業(yè)化運(yùn)輸有利于以密集型技術(shù)取代昂貴的 勞動力，增加收入，提高效率。 從造船角度看，造價高的專用船型可在一定程度上彌補(bǔ)產(chǎn)量的不足。這就是 常規(guī)船型向?qū)?/p>

6、業(yè)化發(fā)展的市場吸引力。 船舶的節(jié)能措施大體包括以下幾方面的內(nèi)容：提高動力裝置的熱效率； 采用低阻力的優(yōu)秀線型，改善首、尾線型（采用球首、球尾等）；提高螺 旋槳效率，采用超低速大直徑螺旋槳、風(fēng)帆助航等。 隨著人們對環(huán)境污染的日益重視，出現(xiàn)了“綠色船舶”的概念。 1 1-2-2六種航海性能 船舶原理定義研究船舶平衡和運(yùn)動規(guī)律的一門科 學(xué)。其理論基礎(chǔ)是理論力學(xué)和流體力學(xué)。船舶原理 是流體力學(xué)的一個分支，因此也稱為船舶流體力學(xué)。 船舶靜力學(xué)船舶靜力學(xué) 船舶動力學(xué)船舶動力學(xué) 浮性浮性 快速性快速性( (船阻力、槳推力）船阻力、槳推力） 穩(wěn)性穩(wěn)性搖蕩性（又名：適航性、搖擺性）搖蕩性（又名：適航性、搖擺性）

7、 抗沉性抗沉性 操縱性操縱性（航向穩(wěn)定性、回轉(zhuǎn)性（航向穩(wěn)定性、回轉(zhuǎn)性 ） 1 1-3-3船舶分類 多數(shù)船舶是按用途分類稱呼的。 客船、客貨船、渡船 普通貨船（雜貨船） 集裝箱船、滾裝船、載駁船 散貨船、煤船、礦石船 兼用船（礦石油船、礦石散貨船油船） 特種貨船（包括運(yùn)木船、冷藏船、汽車運(yùn)輸船） 油船、液化氣體船、液體化學(xué)品船 尾機(jī)型船主要適用于油船。 中機(jī)型船主要適用于客船。 中尾機(jī)型船主要適用于高速定期雜貨船、 高速集裝箱船。 運(yùn)輸船（商 船） 按機(jī)艙位置分 類 第二章 船舶尺度及布置 2 2-1 -1 船舶外形的一般特征 船體外形，特別是它的水下部分，對其航海性能有很大影響。 船體形狀指船

8、體的外形、大小、肥瘦和表面的光順程度。 船體的幾何形狀是一個瘦長呈多向變化的復(fù)雜幾何曲面。 船舶整體左右對稱于船體中心線，船中前部分和中后部分不對稱于 船長中點(diǎn)。 船體主甲板將船舶分成上層建筑和主船體兩個部分。 船舶主要部件名稱 2 2-1 -1 船舶外形的一般特征 主船體又被載重水線分成水上部分和水下部分。 水下部分的尺度和形狀直接影響到船舶各項(xiàng)航海性能的優(yōu)劣。 水上部分的尺度和形狀不僅影響各個艙室所需的容積，還與抗沉性 和大傾角穩(wěn)性有關(guān)。 整個主船體的尺度和形狀與船體的總縱強(qiáng)度有關(guān)。 從使用的目的出發(fā)，在主船體內(nèi)部用內(nèi)底、甲板、平臺、水密橫艙壁 和水密縱艙壁將其分割成若干個空間，并根據(jù)使用

9、要求，布置成各 種不同用途的艙室，如首尖艙、貨艙、隔離艙、深艙、機(jī)艙、尾尖 艙等。 甲板線分為直線和有舷弧兩種。海船的甲板線一般是一根自船中首尾兩端升 高的曲線。 舷弧是沿船長各處的甲板邊線高度與船中甲板邊線高度的差值。在首垂線處 的差值為首舷弧，在尾垂線處的差值為尾舷弧 舷弧甲板邊線自船中向首尾逐漸升高，也稱舷弧線（或甲 板邊線）的縱向曲度。其作用是減少甲板上浪，保持 船首甲板干燥以便于水手操作和保證安全。 梁拱指甲板中線與甲板邊線的高度差值。其作用是可迅速 排泄甲板積水，還可以增強(qiáng)甲板的剛性。 3030，000000 噸多用途船 第二章 船舶尺度及布置 2 2-2 -2 船舶型線圖 船體外

10、形的表示方法：主尺度、主尺度比、船體系數(shù)、型線圖、 數(shù)學(xué)船型。 型線圖用不包括船殼板和甲板板厚度在內(nèi)的船體表面來表示 船體幾何形狀的圖（鋼船）。 型表面不包括外板（或船殼板）、甲板板厚度和附體在內(nèi)的 船體表面。即肋骨以外船殼板以內(nèi)、橫梁以上甲板板以下的船體 表面。 型尺度從型表面上量得的尺度。 2 2-2 -2 船舶型線圖 僅有主尺度、主尺度比和船型系數(shù)仍不能準(zhǔn)確而完整地表達(dá)船體 的幾何形狀，由于船體表面形狀復(fù)雜，目前均采用作圖法（型線 圖）來表達(dá)。 作圖法：以中縱剖面，中橫剖面和設(shè)計(jì)水線面作為基準(zhǔn)，分別作出 與上述三個剖面平行的一系列彼此等距離的縱向平面、橫向平面 和水線面，這些平面與船體型

11、表面相交的曲線相應(yīng)稱為縱剖線、 橫剖線和水線。這三組曲線分別投影到中縱剖面、中橫剖面和設(shè) 計(jì)水線面上，就相應(yīng)得到縱剖線圖、橫剖線圖和半寬水線圖。 2 2-2 -2 船舶型線圖 船舶型線圖是在三個相互垂直的投影面上，以船體型表面的截交 線、投影線和輪廓線表示船體（主船體）外形的圖樣。 船體型線圖上還繪有上甲板邊線（上甲板和船體型表面的交線）。 縱剖線、橫剖線和水線雖然是分別畫在三個投影面上，但它們的 位置卻都是相互對應(yīng)的，即在任何投影面上的任何一點(diǎn)，都應(yīng)能 在另兩個投影面上找到它的相對應(yīng)點(diǎn)。 完整的型線圖還包括主尺度及主要參數(shù)和型值表。 3、三種主要型線：縱剖線、橫剖線、水線 山的表示方法 10

12、0m 200m 300m 400m 標(biāo) 高 投 影 法 山的形狀 2 2-2 -2 船舶型線圖 觀看:一座 山 的 描 述 方法。 船舶的坐標(biāo)系統(tǒng) 2 2-3 -3 船舶型線圖 1、三個基準(zhǔn)面 中線面XOZ平面它將船體分為左右舷兩個對稱部分的 縱向垂直平面，是量度船體橫向尺度的基準(zhǔn)面。 基平面XOY平面過龍骨線與中站面的交點(diǎn)O，并平行于 設(shè)計(jì)水線面的平面, 是量度船體垂直方向尺度的基準(zhǔn)面。 中站面YOZ平面在船長中點(diǎn)處垂直于中線面和基平面 的橫向平面，是量度船舶首尾方向尺度的基準(zhǔn)面。 2 2-3 -3 船舶型線圖 基準(zhǔn)面和基線 2 2-2 -2 船舶型線圖 2、三個主要剖面：中縱剖面，中橫剖面

13、，設(shè)計(jì)水線面 中縱剖面是中線面與船體相截所得的船體剖面。其形狀反映 出甲板、船底、首尾端的側(cè)視輪廓，對船舶操縱性、航 速性、耐波性等有著一定的影響。 中橫剖面是中站面與船體相截所得的船體剖面。其形狀反映 出中橫剖面系數(shù)、舭部升高和舭部半徑的大小，船舶阻 力、橫搖、艙容的大小、排泄艙底水等有重要的影響。 設(shè)計(jì)水線面是設(shè)計(jì)夏季載重吃水處的水平面與船體相截所得 的船體剖面。其形狀及平行中體的長度船舶阻力、穩(wěn) 性、船舶布置有著重要的影響。 2 2-2 -2 船舶型線圖 2、三個主要剖面：中縱剖面，中橫剖面，設(shè)計(jì)水線面 3、三種主要型線：縱剖線、橫剖線、水線 縱剖線在船寬方向上，將船體的半寬分成46等分

14、，過 每一個等分點(diǎn)作平行于中線面的平面，該平面與船體型 表面的交線稱為縱剖線。 橫剖線在船長方向上，將垂線間長分成10或20等分（簡稱 站），過每一個站作平行于中站面的平面，該平面與船 體型表面相截所得的交線稱橫剖線。 水線在船深方向上，將船體的設(shè)計(jì)吃水分成711等分，過 每一個等分點(diǎn)作平行于基平面的平面，該平面與船體型 表面的交線稱為水線。 3、三種主要型線：縱剖線、橫剖線、水線 4、型線圖的組成(三個視圖和一張表)： （1）橫剖線圖：圖中的橫剖線是曲線，表示的是各分站處 船體橫剖面的真實(shí)形狀；而縱剖線和水線則是直線。 （2）縱剖線圖：圖中的縱剖線是曲線，表示的是各縱剖面 處船體真實(shí)形狀；而

15、橫剖線和水線則是直線。 （3）半寬水線圖：圖中的水線是曲線，表示的是各水線剖 面的船體真實(shí)形狀。而橫剖線和縱剖線則是直線。 （4）型值表：船體型表面的準(zhǔn)確尺寸，都是從型線圖上量 取的，由型表面上量取的尺寸稱為型值。由型值編成 的表稱“型值表” 。 龍骨線中線面與船體型表面底部的交線。 一般運(yùn)輸船舶和軍艦的龍骨線為水平的直線，其優(yōu)點(diǎn)是便于 建造，進(jìn)塢時易于安放在墩木上。 但功率大而吃水淺的小船（如拖輪、漁船等）為能安裝大直 徑螺旋槳增加船舶的推力，采用向尾傾斜的龍骨線。 有的帆船和快艇采用曲線或折線型龍骨線（又稱階梯形）， 使船在高速航行時產(chǎn)生水動力將船升舉而在水面滑行。 首垂線通過首柱的前緣和

16、時間水線的交點(diǎn)所作的垂線。 尾垂線沿著首柱的后緣或舵桿中心線所作的垂線。 平行中體在船中前后這段橫剖面形狀和中橫剖面相同的 船體。中橫剖面之前的船體稱為前體，之后稱為后體。 龍骨線中線面與船體型表面底部的交線。 船首形狀指在中縱剖面上船首輪廓線的形狀。 直立型甲板易上浪，外形不美觀，現(xiàn)今很少見到。 前傾型適航性好，外形美觀，制造簡單，較多采用。 飛剪型船首外飄，首部甲板面積大，適航性好，外 形美觀，但制造費(fèi)工，現(xiàn)代客船、旅游船和游覽船 多采用。 球鼻型作用是可以減少興波阻力，對于肥大型船舶 還可以減少形狀阻力，提高航速。但它不利于船舶 靠離碼頭和收放錨的操作，制造工藝比較復(fù)雜，現(xiàn) 代大型商船，

17、特別是肥大型船多采用。 破冰型可利用向前傾斜的首柱沖上冰層壓碎航行。 船首形狀指在中縱剖面上船首輪廓線的形狀。 船尾形狀指在中縱剖面上船尾輪廓線的形狀。 橢圓型尾輪廓線在水上有一折角線形狀，故甲板的 面積較寬廣，制造工藝簡單，但外形不美觀，船尾 對槳和舵的保護(hù)作用差，尾懸體不能壓住槳旋轉(zhuǎn)時 上升更的水流，不能提高推進(jìn)效率，老式船上采用。 巡洋艦型尾輪廓線呈一勺形曲線的形狀，設(shè)計(jì)水線向 尾垂線后延伸得較長，增加了船體的浸水長度，可降 低船舶阻力，能壓住槳的尾流不使上升，提高推進(jìn)效 率，建造也不困難?，F(xiàn)代船舶大多采用。 方型尾端呈一平面并略向后傾斜，尾輪廓線在水線下 有一個大的折角，能改善快速性，

18、制造工藝簡單，但 倒車時阻力大且航向穩(wěn)定性差，多用于艦艇和漁船。 船尾形狀指在中縱剖面上船尾輪廓線的形狀。 船底形狀：平底型龍骨線沿水平方向左右延伸， 整個船底是水平的。 尖底型龍骨線沿一定坡度向兩舷延 伸，船底是傾斜的。 舭部升高和舭部半徑增大：優(yōu)點(diǎn)：使船形瘦削，船 舶阻力小，航速高，航向穩(wěn)定性好，有利于迅 速排除艙底積水；缺點(diǎn)：但減少了艙容，影響 載重量，適用于高速船。 第二章 船體形狀 2-3 2-3 主尺度 船舶主尺度指型長、型寬、型深、型吃水和干舷等, ,它們是船舶大 小的直線量度。 海船的主尺度根據(jù)鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范的定義從型 表面上量度的尺度。 船舶主尺度的用途：計(jì)算船舶各項(xiàng)

19、性能的參數(shù)，衡量船舶大小，收取各 種費(fèi)用，檢查船舶能否通過船閘、運(yùn)河等限制航道的依據(jù)。 船舶主尺度可分為三類：型尺度、最大尺度和登記尺度。 第二章 船體形狀 型尺度是在主船體的型表面上量取的尺度。型表面是船體鋼 板的內(nèi)表面，即去掉鋼板厚度量取的尺度。主要用于船舶設(shè)計(jì)及性能計(jì)算。 最大尺度是包括船體構(gòu)件及固定在船上的附屬突出物在內(nèi)所丈量 得到的尺度。用于檢驗(yàn)船舶在建造和營運(yùn)時考慮受到外界條件限制的依據(jù)。 登記尺度是根據(jù)船舶丈量規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行丈量所得到的尺度。是船舶登記、噸 位計(jì)算及交納費(fèi)用的依據(jù)。 第二章 船體形狀 船舶主尺度：常用垂線間長型寬型深型吃水或 L LB BD D d d 這四個尺度

20、來來表示。 1 1、船長（L L） （1 1）型長: :主要有總長LOALOA、垂線間長LppLpp、設(shè)計(jì)水線長LwLLwL。通 常所稱的船長是指垂線間長。 （2 2）最大長度一般認(rèn)為船體總長也是船體的最大長度。 （3 3）登記長度是船舶上甲板上的首柱前緣到尾柱后緣（或 舵桿中心線）的水平距離。 2-3 2-3 主尺度 2 2、船寬 （1 1）型寬（B B）一般指設(shè)計(jì)水線面的最大寬度?；蛑冈诖w最寬 處，由一舷肋骨外緣量至另一舷肋骨外緣的水平距離。 （2 2）最大寬度是包括舷側(cè)板厚度和護(hù)舷木在內(nèi)的最大寬度。 （3 3）登記寬度為船體最大寬度處的水平距離（不包括固定突出 物）。 3 3、船深 2

21、-3 2-3 主尺度 （1 1）型深（D D）:指在船長中點(diǎn)處，沿船舷由龍骨上緣量至上層連續(xù) 甲板橫梁上緣的垂直距離。 （2 2）最大高度是自空載水線沿垂線量到船舶最高點(diǎn)的距離。 （3 3）登記深度為登記長度的中點(diǎn)處，從上甲板上緣量至龍骨板上 緣的垂直距離。 4 4、型吃水（d d）是船舶浸沉深度的一個度量。指在船長中點(diǎn)處，沿船舷 由平板龍骨上緣量至夏季載重水線的垂直距離。 吃水一詞，是指船舶在水面以下的深度。 2-2 2-2 主尺度 根據(jù)量度位置的不同，吃水主要分為：型吃水、實(shí)際吃水、設(shè)計(jì)吃 水（或滿載吃水）、壓載吃水、空船吃水、首吃水、尾吃水和平均 吃水等。 在船舶設(shè)計(jì)中，各種性能的計(jì)算均

22、用型吃水。 對于具有設(shè)計(jì)尾傾的船舶，其型吃水是首尾吃水的平均值。 吃水差t t指首尾吃水的差值。 當(dāng)首吃水尾吃水或t t0 0時：船舶處于首傾狀態(tài)。 當(dāng)首吃水尾吃水或t t0 0時：船舶處于尾傾狀態(tài)。 當(dāng)首吃水= =尾吃水時：船舶平吃水處于正浮狀態(tài)。 2-2 2-2 主尺度 平均吃水dcp;dcp;首吃水df;df;尾吃水dada；吃水差t t 。 平均吃水 dcp=df+dadcp=df+da2 2 吃水差 t t = = df- dadf- da 5 5、干舷（F F）是船體型深中未浸入水中的那部 分高度，即船體中部 從設(shè)計(jì)水線到上甲板上表面的垂直距離。 F = D d + t F = D

23、 d + t ； t( t(甲板邊板厚) ) 6 6、基線是一條與設(shè)計(jì)水線相平行的水平直線。 在船舶設(shè)計(jì)及建造過程中，基線是很重要的基準(zhǔn)線。 2-2 2-2 主尺度 基準(zhǔn)面在船底與龍骨上緣相切的水平面。 基線 橫向基線基準(zhǔn)面與中橫剖面的交線。 縱向基線基準(zhǔn)面與中縱剖面的交線。 通過上述船舶的主尺度，可以表達(dá)出船體的絕對大小。 2-3 2-3 主尺度 D dm 水線 船甲板 df dA 設(shè)計(jì)水線長LwL 垂線間長LPP 總長LOA 首 垂 線 尾 垂 線 第二章 船體形狀 船舷 橫梁線 船底線 舭部 水 線 吃水d 型深D 梁拱 Bmax 型寬B 護(hù)舷材 干舷 F K板 甲板邊板 基 線 2-4

24、 主尺度比 n長寬比L/B：其大小與快速性的好壞有關(guān)。該比值越 大則船體形狀越瘦長，阻力就越小，其快速性和航向 穩(wěn)性越好；但操縱不靈活。 n寬吃水比B/d：與穩(wěn)性、搖蕩性、快速性和操縱性有 關(guān)。該比值大，船體寬度大，穩(wěn)性好；但橫搖周期 小，耐波性變差，航行阻力增大. n深吃水比D/d：與抗沉性、穩(wěn)性和船體強(qiáng)度有關(guān)。該比值 大，干舷高，甲板上浪的可能性小，儲備浮力大，抗 沉性好；且船艙容積增大，重心升高。 2-42-4主尺度比 寬深比B/D：與船體強(qiáng)度（主要是橫向強(qiáng)度）和穩(wěn)性有關(guān)。該 比值大，則船舶的中橫剖面愈扁，對船體縱橫向強(qiáng)度愈不 利。船舶建造規(guī)范中規(guī)定：一般干貨船的B/D 2.5。 長深比

25、L/D：與船體縱向強(qiáng)度和穩(wěn)性有關(guān)。該比值越大，船舶 的形狀越扁而長，它的抗撓強(qiáng)度將較弱，對船體縱向強(qiáng)度 不利。規(guī)范規(guī)定：一般干貨船的 L/D17。 長吃水比L/d：與操縱回轉(zhuǎn)性能有關(guān)。該比值大，船舶的操縱 回轉(zhuǎn)性能變差。 注：L/B 、B/d和D/d是三個獨(dú)立的主尺度比。 面積系數(shù) 水線面系數(shù) 中橫剖面系數(shù) W W A C LB M M A C Bd 2-5船型系數(shù)(定義、公式、物理意義、取值范圍） 式中：AW水線面面積；AM中橫 剖面浸水面積；V排水體積。 體積系數(shù) 方形系數(shù) 縱向棱形系數(shù) 垂向棱形系數(shù) 3-5 3-5 船型系數(shù) 2-5 2-5 船型系數(shù) 證明 B P M C C C B P

26、 MMM CVV C ALCBdLC B V C LBd M M A C Bd 2-5 2-5 船型系數(shù) 證明 B V P W C C C W W A C LB B V C LBd B V P WwW CVV C AdCLBdC 2-5 2-5 船型系數(shù) 定義及物理意義： 船型系數(shù)是表示水線下船體肥瘦程度的無因次系數(shù)的總 稱。它能表征水線下船體的體積和面積沿著各個方面分 布的情況。 1.1.水線面系數(shù)表征船體水平剖面（水線面形狀）的肥瘦 程度。其大小對快速性、穩(wěn)性和甲板面積等都有影響。 2.2.中橫剖面系數(shù)表征船舶中橫剖面的肥瘦程度。其大小對 快速性和耐波性等有影響。 3.3.方形系數(shù)表征水下

27、船體的肥瘦程度。是表示船體形狀的 重要系數(shù)。其大小對排水量、艙室容積、快速性、耐波 性等均有影響。 2-5 2-5 船型系數(shù) 4 4、縱向棱形系數(shù)表征排水體積沿船長（水下船體沿縱向）的分布 情況。其大小對快速性和耐波性等有影響。其數(shù)值大即中橫剖面的浸水面 積小，則表示其排水體積沿船長方向分布均勻。 5 5、垂向棱形系數(shù)表征排水體積沿船舶垂向的分布情況。其數(shù)值大 即水線面面積小，則表示其排水體積沿吃水方向分布均勻。 對于同一船舶的船體系數(shù)：中橫剖面系數(shù)數(shù)值最大，棱形系數(shù)數(shù) 值較小，方形系數(shù)數(shù)值最小。 水線面系數(shù)、中橫剖面系數(shù)、方形系數(shù)為獨(dú)立無因次系數(shù)，而棱形 系數(shù)和垂向棱形系數(shù)可以從前三者導(dǎo)出。

28、 2-62-6船舶總布置圖 一、船舶總布置 分為 主體部分的艙室布置 上層建筑的甲板布置 主體部分用于布置貨艙、機(jī)艙、壓載艙、 燃油艙及淡水艙。 上層建筑用于布置船員和旅客的工作和 生活艙室。生活艙室又包括居 住艙室和公共艙室。 2-6 2-6 船舶總布置圖 二、船舶主體部分的劃分 1 1、水密艙室的設(shè)置 2 2、內(nèi)底、甲板和平臺的設(shè)置 3 3、雙層底的設(shè)置 4 4、機(jī)艙的設(shè)置 5 5、貨艙的布置 6 6、燃油艙、淡水艙與壓載艙的布置 三、船舶上層建筑的布置 包括工作艙室、居住艙室和公共艙室的布置。 2-6 2-6 船舶總布置圖 四、船舶總布置圖 是一張反映全船總體布置情況的圖紙。 表示了船舶

29、上層建筑的形式、全船艙室的劃分，以及機(jī)械和設(shè)備的 布置、數(shù)量和大小。 比較集中地體現(xiàn)了船舶的用途、任務(wù)及經(jīng)濟(jì)性，是最重要的全船總 體性圖紙之一。 是根據(jù)投影原理繪制而成的，主要采用側(cè)視圖及視圖組成船舶總布 置圖。 該圖包括側(cè)面圖、平臺或甲板平面圖及艙底平面圖。 第二章 船體計(jì)算的近似積分法 2-12-1船體計(jì)算的坐標(biāo)系 船中坐標(biāo)系（一般） 船尾坐標(biāo)系（個別） 第二章 船體計(jì)算的近似積分法 2-22-2船體計(jì)算的近似積分法 一、近似計(jì)算的任務(wù) 航海性能要大量計(jì)算船舶的重量、重心、面積、體積、面心、體 心、面矩、體矩以及慣性矩等。 涉及到：積分和累加等運(yùn)算。 船體外形是一個具有雙重曲率的復(fù)雜表面，

30、難于用數(shù)學(xué)表達(dá)式表 示，一般要用近似積分法。 所有船體近似計(jì)算，均可歸結(jié)為求某種連續(xù)曲線下所圍的面積。 這就是船體近似計(jì)算的任務(wù)。 船舶常用的近似積分法：梯形法、辛氏法、乞氏法。 2-22-2船體計(jì)算的近似積分法 二、梯形法則 原理: : 將曲線DBDB分為三等分, ,求折線 DEFBDEFB下所圍的面積, ,即為曲線DBDB下所圍 的面積的近似值。( (用折線代替曲線） 公式： 適用范圍：間距等分 2-22-2船體計(jì)算的近似積分法 2-22-2船體計(jì)算的近似積分法 例題：已知：某半寬水線分為20個等分，橫向坐標(biāo)間距L7.35，自首向尾的橫向坐標(biāo)值，分別為：0， 1.55，3.60，5.82，

31、7.79，9.19，9.98，10.20，10.20，10.20，10.20，10.20，10.20，10.20，10.08， 9.79，9.10，7.79，5.69，3.20，0.42，求水線面積是多少？ 2-22-2船體計(jì)算的近似積分法 三、辛氏法則（拋物線法） 1 1、辛氏第一法則 原理: :二次拋物線代替曲線。 公式 y1y2y3 x y 辛氏第一法則 LL 2 yaxbxc 123 1 4 3 ALyyy 2-22-2船體計(jì)算的近似積分法 通式：A=1/3A=1/3L/n(y1+4y2+2y3+4y4+4yn+yn+1)L/n(y1+4y2+2y3+4y4+4yn+yn+1) 辛氏乘

32、數(shù)：，2，4，2，4，1 適用范圍：n n等分為偶數(shù)。 2-22-2船體計(jì)算的近似積分法 2、辛氏第二法則 n原理:用三次拋物線代替曲線。 n公式 n辛氏乘數(shù)：1、3、3、1 x y1y2y3y4 LLL 32 yaxbxcxd 0 辛氏第二法則 y 1234 3 33 8 L Ayyyy 2-22-2船體計(jì)算的近似積分法 通式：A=3/8A=3/8L/n(y1+3y2+3y3+2y4+3yn+yn+1)L/n(y1+3y2+3y3+2y4+3yn+yn+1) 辛氏乘數(shù)：，3 3，3，2，3，2，3，3，1 適用范圍：n n等分為3 3的倍數(shù)。 若計(jì)算曲線是二次或三次拋物線時，則用辛氏第一法則

33、或辛氏第 二法則求出的面積，即為精確值。 辛氏法則在運(yùn)算時，雖然需要乘以辛氏乘數(shù)，但可采用較少數(shù)目 的橫向坐標(biāo)來達(dá)到較高的精確度。 2-22-2船體計(jì)算的近似積分法 例題： 已知某船吃水為4.24.2米的水線分為1010個等分，其橫向坐標(biāo)間距L L 3.53.5，自首向尾的橫向坐標(biāo)值分別為0 0，3.33.3，5.35.3，5.95.9，5.95.9， 5.95.9，5.95.9，5.855.85，5.225.22，3.663.66，1.031.03。分別用梯形法和辛氏法 求其水線面積？ 梯形法解答： 0 3.3 5.3 5.9 5. 9 5. 9 5. 9 5.85 5.22 3.66 1.

34、03 解：L3.5，n10 0 0 2 n n i i yy ALy 即：半A3.5（045.855.223.66 1.03）（01.03）/2 =166.0575 A=166.05752=332.12 辛氏法解答： 0 3.3 5.3 5.9 5. 9 5. 9 5. 9 5.85 5.22 3.66 1.03 14 11 4 11 4 11 4 11 4 1 1234567891011 (424242424) 3 L Ayyyyyyyyyyy 半A3.5/3(043.325.3125.95.854 5.2223.6641.03）168.1283 A=168.12832=3

35、36.26 第三章 船舶浮性 3-1 3-1 浮體的平衡條件及浮態(tài) 3-2 3-2 船舶重量 3-3 3-3 船舶重心 3-4 3-4 船舶排水量 3-5 3-5 船舶浮心 3-6 3-6 平行沉浮條件、 3-7 3-7 漂心縱向坐標(biāo) 3-8 3-8 每厘米吃水噸數(shù) 3-9 3-9 舷外水密度改變對吃水的影響 3-3-10 10 浮性衡準(zhǔn) 第三章船舶浮性 浮性船舶在各種載重條件下，保持一定 浮態(tài)的性能。 浮態(tài)船舶在靜水中的平衡狀態(tài)，亦即船舶 漂浮于水面時所取的姿態(tài)。主要指船 舶的吃水、縱傾角和橫傾角。 本教材將浮性分為： 正浮條件下的浮性簡稱為浮性； 縱傾條件下的浮性簡稱為吃水差。 第三章船舶

36、浮性 要描述船舶的浮態(tài)，先要確定船體坐標(biāo)系統(tǒng)： 船中坐標(biāo)系統(tǒng)（一般） 船尾坐標(biāo)系統(tǒng)（個別） 第三章船舶浮性 定義船舶在給定載重條件下，能保持一定浮態(tài) 的能力。 3-13-1船舶在靜水中的平衡條件及浮態(tài) 一、平衡條件： 重力和浮力大小相等； 重力和浮力方向相反； 重力和浮力作用于同一鉛垂線上。 3-13-1船舶在靜水中的平衡條件及浮態(tài) 二、重力和浮力 船舶是一種浮體，決定浮體的沉浮有兩個作用力：重力WgWg和浮力DgDg 。 重力的大小等于船舶所有質(zhì)量W W的總和乘以重力加速度g g，重力的方向垂直向下。 浮力是作用于浮體周圍靜水壓強(qiáng)的合力，浮力的方向垂直向上。 根據(jù)阿基米德原理：浮力的大小等于

37、船體所排開同體積水的質(zhì)量D D乘以重力加速度g g，可得表達(dá)式：D D = =V V 式中：D D排水量（t t）；V V排水體積（m m3 3）；水的密度（ t t m m3 3 ） 二、重力和浮力 3-13-1船舶的平衡條件及浮態(tài) 三、重心和浮心 重心G G（ x xg g , ,y yg g , ,z zg g) )，浮心B B（x xb b , ,y yb b , ,z zb b) ) 重量，重力，浮力，排水量之間的關(guān)系。 四個要素：重力，重心，浮力，浮心。 3-13-1船舶的平衡條件及浮態(tài) 四、浮態(tài)漂浮的船舶相對于水面的狀態(tài) 1 1、正浮-無縱、橫傾的漂浮狀態(tài)。只須用d表示其浮態(tài)。

38、dfdAdcp 正浮的平衡條件: W=D Xg=Xb Yg=Yb=0 3-13-1船舶的平衡條件及浮態(tài) 2 2、橫傾橫向傾斜的漂浮狀態(tài)( (原因: :YgYg Yb Yb 00 )只用橫傾角表示其浮態(tài)。 dfdAdcp 橫傾的平衡條件: W=D Xg=Xb Yb -Yg=(Zg-Zb) tg (橫傾角) G B D W 3-13-1船舶的平衡條件及浮態(tài) 3 3、縱傾縱向傾斜的漂浮狀態(tài)( (原因: :XgXgXbXb) 須用吃水差t t或縱傾角表示其浮態(tài)。 df dA dcp 縱傾的平衡條件: W=D Yg=Yb=0 Xb -Xg=(Zg-Zb) tg (縱傾角) G B D W 4 4、任意狀

39、態(tài)縱傾和橫傾并存的漂浮狀態(tài)。需 用橫傾角、吃水差t t或縱傾角表示其浮態(tài)。 縱橫傾平衡條件: W=D Yb -Yg=(Zg-Zb) tg (橫傾角) Xb -Xg=(Zg-Zb) tg (縱傾角) 縱傾值 t = df-dA 縱傾角 = arctg(df-dA)/L 綜上所述，浮性問題可歸結(jié)為： 求出W、D的大小和作用點(diǎn)； 根據(jù)平衡條件，確定船舶的浮態(tài)。 第三章船舶浮性 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 一、船舶重量分類 W = WW = W0 0 + P+ P 空船重量：船體結(jié)構(gòu)、動力裝置舾裝設(shè)備、儀器設(shè)備等。為固定 重量。 載重量：貨物、燃油、淡水、 旅客、壓載水等。為變動重量。 總重量

40、 排水量 通常用來表示船舶大小的時候，所指的都是載重量而不是排水量。 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 表示船舶重量方面的量度有：排水量和載重量。 表示船舶容積方面的量度有：噸位及艙室容積。 噸位包括總噸位和凈噸位。 貨艙容積包括包裝容積和散裝容積。 排水量包括空船排水量和滿載排水量。 載重量包括總載重量和凈載重量。 一條船舶的排水量和載重量，只能表示船舶的總重量和運(yùn)載能力的大小，不能完全反映船舶容積的大小。 船舶的裝載能力除受載重性能限制外，還受到容積性能的限制。 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 船舶容積性能指船舶所具有的容納各類載荷體積的性能。 表征船舶容積性能的指標(biāo)艙貨容積和船舶登

41、記噸位。 艙貨容積是艙貨內(nèi)部空間大小的度量。有型容積、包裝容積、 散裝容積、液貨艙容積和液艙容積等5種。 船舶登記噸位分為總噸位和凈噸位兩種。 總噸位指根據(jù)國際公約和各國規(guī)范丈量確定的船舶總?cè)莘e。 總噸位的一般用途為：表示船舶的大小等級；國家統(tǒng)計(jì)船舶數(shù)量的單位；作為計(jì)算造船、買賣船舶及租船 費(fèi)用的依據(jù)；作為船舶登記、檢驗(yàn)和丈量的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)；計(jì)算海損事故賠償?shù)幕鶞?zhǔn)以及計(jì)算噸位的依據(jù)。 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 凈噸位指根據(jù)國際公約和各國規(guī)范丈量確定的船舶實(shí)際 用作載貨、載客的有效容積。 凈噸位的一般用途為：計(jì)算船舶向港口交納各種船舶和 失事稅收等的依據(jù)；作為計(jì)算航經(jīng)蘇伊士運(yùn)河和巴拿 馬運(yùn)

42、河時的船舶通行稅的依據(jù)。 船舶噸位證書中的總噸位和凈噸位的數(shù)值應(yīng)采用整數(shù)，不計(jì) 小數(shù)點(diǎn)以下的數(shù)值。 總噸位、凈噸位只填寫數(shù)字，數(shù)字后面沒有單位“噸” 。 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 二、滿載重量 滿載重量定義為空船重量與總載重量之和。 海船的滿載重量根據(jù)海船載重線規(guī)范勘定。 與滿載重量對應(yīng)的排水量稱為滿載排水量。 客船和軍艦以其滿載排水量為其重量標(biāo)志。 貨船以其總載重量為其重量標(biāo)志。 拖船以其主機(jī)功率作為其技術(shù)標(biāo)志。 、 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 三、載重線標(biāo)志 船舶在不同季節(jié)期所使用的最小干舷，是用載重線標(biāo)志的形式勘繪在船 中的兩舷，并對船舶頒發(fā)載重線證書，以示證明有效。

43、勘劃船舶載重線標(biāo)志的意義是在保證船舶安全航行的前提下，最大 限度地利用了船舶的載重能力。 1、國際航行船舶的載重線標(biāo)志 組成由甲板線、載重線圈和各載重線三部分組成。 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 甲板線是勘繪在船中兩舷側(cè)的一條長300mm、寬25mm， 其上邊緣與干舷甲板邊緣上表面處于同一位置的基準(zhǔn)線。 載重線圈是一個外徑為長300mm、線寬25mm的圓環(huán)和一 條與圓環(huán)相交的水平線段。 水平線段長450mm、 寬25mm，其上邊緣通過圓環(huán)的中心。 圓環(huán)中心位于船中處，從甲板線上邊緣垂直向下量至圓 中心的距離等于所核定的夏季最小干舷。 在圓環(huán)的兩側(cè)標(biāo)注Z

44、.C兩個字母（中國船級社的汗字拼音）， 代表核定勘繪干舷的驗(yàn)船機(jī)構(gòu)。 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 載重線分別以為長230mm、線寬25mm的水平線段 表示。 各載重線與一根位于圓環(huán)中心向首540mm、 寬25mm 的垂直相垂直。 各載重線的上邊緣為船舶航行在不同區(qū)域、區(qū)帶和季 節(jié)區(qū)域、季節(jié)區(qū)帶中所允許的最高載重水線位 置，即代表各區(qū)域、區(qū)帶和季節(jié)期船舶所允許 的最小干舷。 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 各載重線上的字母符號代表的意義如下： “X”夏季載重線（國際上采用S）； “R”熱帶載重線（國際上采用T ）； “D”冬季載重線（國際上采用W）；我國內(nèi)航行船無。 “BDD”北大西

45、洋冬季載重線（國際上采用WNA）；較 冬季載重線低50mm，對于船長100m的船舶，不需勘繪 該線。 “Q” 夏季淡水載重線（國際上采用 F）； “RQ”熱帶淡水載重線（國際上采用TF ）； 3-3-2 2 船舶總重量與排水量 對于運(yùn)木材船，木材載重線勘繪在載重線標(biāo)志向船尾 一側(cè)，各載重線 一端在規(guī)定字母標(biāo)志前加標(biāo)M（國際上采用L ）； 而客船需要在載重線的下方繪有分艙載重線（又稱滿載水線）。 2、國內(nèi)航行船舶的載重線標(biāo)志 由于沿著海岸附近的風(fēng)浪較小，因此國內(nèi)航行船舶的最小干舷比國際航 行船舶的最小干舷要小一些； 另外，我國內(nèi)航行船舶無冬季載重線。 3-3-3 3 船舶重心重力的作用中心。（或

46、船 舶所有重量的合力作用點(diǎn)） 一、船舶重心坐標(biāo)的一般表達(dá)式： Xg=PiXi/Pi Yg=PiYi/Pi Zg=PiZi/Pi 式中：Pi船上某一重物的重力； Xi、Yi、ZiPi的重心坐標(biāo)； Xg船舶重心的縱向坐標(biāo)，重心在船中前取正號，船 中后取負(fù)號； Yg船舶重心的橫向坐標(biāo)； Zg船舶重心的垂向坐標(biāo)； 合力矩定理各分力（分重力）對給定平面力矩的代數(shù) 和等于其合力（合重力）對該平面力矩。 3-3-3 3 船舶重心 船舶重心位置的變化取決與載重貨物的分布。 船舶重心的高度直接影響到船舶的穩(wěn)性和搖蕩性。 船舶重心的前后和左右位置影響到船舶的漂浮狀 態(tài)。 3-3-3 3 船舶重心 三、裝卸后重心重

47、心坐標(biāo)表達(dá)式 Wi= W+ Pi Xgi=（ W Xg + PiXi ） Wi Zgi=（ WZg + PiZi ） Wi 式中：W裝卸前船舶的重量，其對應(yīng)的重心坐標(biāo)為Xg和 Zg； Pi所裝卸的第i項(xiàng)重物的重量，裝取正號，卸取負(fù) 號； XiPi重心縱向坐標(biāo)，船中前取正號，船中后取負(fù) 號； Zi Pi重心垂向坐標(biāo)，均取正號； Wi裝卸后船舶的重量，其對應(yīng)的重心坐標(biāo)為Xgi和 Zgi； 3-3-3 3 船舶重心 四、平行力移動原理 1 1、船內(nèi)重量P P移動 設(shè)船舶重量為W W，當(dāng)船內(nèi)重量P P位于q q時，船舶重心P P位于G G。今將P P的重心自q q 點(diǎn)垂直上移至q q點(diǎn)，垂移距離為L

48、Lz z，則船舶重心將隨之自G G垂移至G G。根據(jù)平行力移 動原理，有： z P l G G D 式中： P Lz分力移動的矩 WGG合力移動的矩 同理，寫成通式為：GG= PLW 2、均質(zhì)體內(nèi)局部體積v移動 對于均質(zhì)體，存在著W= V，P= v， 則有：GG1= vl V 式中：l均質(zhì)體內(nèi)局部體積v中心的移距； GG1整個均質(zhì)體體積V中心的移距。 3、均質(zhì)薄板局部面積移動 對于均質(zhì)薄板，存在著W= At， P=t 則有：GG1= l A 式中：l局部面積中心的移距；GG1A的中心移距。 3-3-4 4 船舶排水量 一、排水體積 V V 水線面面積： Aw=2Aw=2ydxydx ( (積分

49、下限-L/2-L/2，上限L/2L/2） 排水體積： V=V=AwAwd dZ Z ( (積分下限0 0，上限d d） 排水體積曲線：V=V=f f( (d d) ) 3-3-4 4 船舶排水量 二、排水量曲線（亦稱靜水力曲線） 排水量：D=D=V V( (淡=1.0t/m=1.0t/m3 3 ，=1.025t/m=1.025t/m3 3 ） 排水量曲線: :D= KD= KV= KV= Kf(d)f(d) 式中：K K為船殼系數(shù) 作用利用排水量曲線，已知D D可查出d d，或已知 d d可查 出D D，而根據(jù)平衡條件，應(yīng)有W=DW=D。 靜水力曲線包括：浮心高度曲線、中橫剖面面積曲線、中 橫

50、剖面系數(shù)曲線、水線面系數(shù)曲線、棱型系數(shù)曲線、 水線面面積曲線、每厘米吃水噸數(shù)曲線、方形系數(shù) 曲線、橫穩(wěn)心高度曲線、排水量( (海水海水、淡水) )曲線船 體濕表面面積曲線、浮心距船中縱坐標(biāo)曲線、漂心距 船中縱坐標(biāo)曲線等。 靜水力曲線圖把上述的曲線都畫在同一張圖中。 3-3-4 4 船舶排水量 三、載重量標(biāo)尺 利用排水量曲線，雖可根據(jù)已知 d d可求D D，或已知 D D可求d d，但均 需經(jīng)過比例換算。 而在載重量標(biāo)尺同一水平線上，可迅速找到吃水d d和排水量D D的對 應(yīng)數(shù)值。 四、水尺 水尺是表示船舶吃水的標(biāo)記，是用數(shù)字和線段刻畫在船首、尾和 船中兩舷的船殼板上，分別標(biāo)明相當(dāng)于首垂線、尾垂

51、線和船中橫 剖面處的實(shí)際吃水。 3-3-4 4 船舶排水量 水尺標(biāo)記有公制和英制兩種。我國使用公制。 公制以 m m或 cmcm為單位，用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)繪，字體高度為1010 cmcm，字 與字的間距也為1010 cmcm，每個數(shù)字的下緣表示該所指的吃水值，讀 取吃水時，看水面與水尺數(shù)字下緣相切的位置。 例如，水面剛好與“8.6”8.6”數(shù)字的下邊緣相切，則表示吃水為8.6 m8.6 m； 當(dāng)水面淹沒“8.6”8.6”字體的一半，則表示吃水為8.65 m8.65 m；當(dāng)水面剛 好淹沒“8.6”8.6”的上邊緣，則表示吃水為8.7 m8.7 m。 水尺 3-3-4 4 船舶排水量 靜水力曲線圖 簽

52、 字日 期修 改 單 號數(shù) 量標(biāo) 記 日 期 描 校 描 圖設(shè) 繪 校 對 標(biāo) 檢 審 核 比 例重 量標(biāo) 記 審 定 共 1 張第 1 張 靜 水 力 曲 線 圖 0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 5102015 3530 25 0.6 船 型 系 數(shù) 1cm=20 t D/cm 1cm=0.2 t Zb 1cm=0.1m M/cm 1cm=1.0tm Xb 1cm=0.1 m Xf 1cm=0.1 m 0.3 0.4 0.5 40 45 3.0 3.5 4.0 50 0.2 艏 艉 紅 色 為 該 船 沿 海 貨 船改 裝 設(shè) 計(jì) 揣 華 建 楊 傳 祖 吳 丹

53、 尼2007.3 100-04 1cm=20m3 V 3-3-5 5 船舶浮心 船舶浮心B B定義有兩層含義： （1 1）既指浮力的作用中心； （2 2）也是排水體積的幾何中心。（亦即水下船體 的形心） 船舶浮心不受貨物分布不同的影響，只受吃 水和水下體積形狀變化的影響。 船舶浮心坐標(biāo)為：B B( (X Xb b, Y, Yb b , Z , Zb b) ) 由于船舶左右對稱，浮心的橫向坐標(biāo)Y Yb b=0=0，浮心的縱向坐標(biāo)Xb和 垂向坐標(biāo)Zb由船舶設(shè)計(jì)院提供的靜水力曲線圖的相應(yīng)曲線可得。 3-3-5 5 船舶浮心 船舶浮心B B定義有兩層含義： （1 1）既指浮力的作用中心； （2 2）也

54、是排水體積的幾何中心。（亦即水下船 體的形心） 船舶浮心坐標(biāo) B(Xb, Yb , Zb) 因?yàn)榇星昂笠话悴粚ΨQ，所以Xb0 0，浮心在船中附近。因?yàn)闄M剖面對 稱，所以Yb=0，只需計(jì)算Xb,Zb. 浮心曲線 Xb=f(d) 浮心縱向坐標(biāo)曲線 Zb =f(d) 浮心高度曲線 3-3-6 6 平行沉浮條件 一、初始平衡狀態(tài) 船舶重量W W通過重心G G，排水量D D通過浮心B滿足平衡條件： W=D，xg=xb ，yg=yb=0 二、平行沉浮后的平衡狀態(tài) 根據(jù)合力矩定理：合力對某軸（或某一平面）之矩等于各分力對同軸（或 某一平面）之矩的代數(shù)和。應(yīng)滿足平衡條件可寫作： W1=W+P=D1=D+D

55、0 11 11 D DD x W PW x kb pgxx b xx g 0 11 11 D DD y W PW y kb pgxy b yy g 式中：P裝卸重物的重量；xP、YPP的重心（q）的坐標(biāo)；D平行沉浮后排水量改變量；xk、YkD的浮心 （k）的坐標(biāo)。 整理后得平行沉浮的平衡條件：P= D；xP = xk =0；yp=yk=0 三、平行沉浮后的條件 船舶要平行沉浮，必須滿足以下條件： （1 1）必須裝卸小量重物； （2 2）裝卸重物P P的重心g g必須位于初始水線面面積 中心（或漂心F F ）的垂線上，即 Xp=Xf Xp=Xf Yp=Yf=0 Yp=Yf=0 3-3-6 6 平

56、行沉浮條件 3-3-7 7 漂心縱向坐 漂心F船舶水線面積的幾何中心。 一、漂心坐標(biāo)F(xf，yf) 在正浮的條件下，由于水線面形狀是左右對稱的，故yf0。 但因?yàn)樗€面形狀在船中前后的分布是不對稱的，所以xf0。通常漂心在 船中附近。 二、漂心縱向坐標(biāo)曲線: x xf f=f(d)=f(d)分正負(fù) 因不同吃水時，水線面的形狀不同，故其漂心縱向坐標(biāo)也不同。 一般而言，船在淺吃水時漂心位于船中前，在深吃水時漂心位于船中后， 即隨著吃水的增加，漂心位置的變化總趨勢為后移。 3-3-8 8 每厘米吃水噸數(shù) 船舶在營運(yùn)過程中需要裝卸貨物。 當(dāng)裝卸大量貨物時，可根據(jù)排水量曲線或載重量表尺查得裝卸 后吃水

57、的變化。 當(dāng)裝卸少量貨物時（貨重1010D D），則利用“每厘米吃水噸 數(shù)” 更為簡便。 一、每厘米吃水噸數(shù) 定義：船舶每增（減）變化1cm1cm吃水所增（減） 的浮力。 注：裝貨時P P 取正值，卸貨時P P 取負(fù)值。 第三章 浮性 wP PDVAd () P w P dm A 第三章 浮性 () 0 .0 1 P w PP dm AT P C 0.01 w T P CA TPC每厘米吃水噸數(shù)。指每增（減）1cm吃水所增（減） 的浮力?；蛑复谌我怀运畷r，水線的下沉或上浮 1cm所引起排水量變化的噸數(shù)。 二、 TPC曲線TPC = f（A w）= f（z） 為了少量裝卸估算平行沉浮吃水改變量

58、時簡便，應(yīng)記住本船空載、半載和滿載時的TPC ，以便隨時應(yīng)用。 “1”1”表示初始狀態(tài)各值。 “2 2”表示 改變后狀態(tài)各值。 1 12 (1)() 1 0 0 W dm T P C 3-9 舷外水密度改變對吃水的影響 二、舷外水密度 變化時的平均吃水改變量d P 三、平均吃水改變量的估算式 由d22 d11 1 2 1 2 dd “由” “入” 船舶由海入淡時，排水量不變，浮力不變，排水體積增加，吃水增加；船舶由淡入海時，因排水量不變，故浮 力始終不變，但由于舷外水密度增大了，所以排水體積減少了，吃水也就減少了。 3-9 舷外水密度改變對吃水的影響 上述平均吃水改變量的估算式是在假設(shè)整個吃水

59、均為直壁是 時才有精確值。 由式D =V 可知，當(dāng)船舶的重量W或排水量D不變時，由 于舷外水密度的不同，則船的排水體積V不同，即船舶的吃水 d 就不同。 但因舷外水密度不同而產(chǎn)生的吃水改變量d 是很小的， 而且可近似的認(rèn)為是平行沉浮，故可利用每厘米吃水噸數(shù)TPC計(jì) 算舷外水密度改變對吃水的影響。 3-9 舷外水密度改變對吃水的影響 船舶平均吃水的變化可近似地認(rèn)為發(fā)生在船舶由淡水駛?cè)牒Ｋ蛴珊Ｋ側(cè)氲?，此時船舶重量不變，但由 于舷外水密度的變化，使排水體積發(fā)生變化。它們的關(guān)系如下： W= 淡g淡= 海g海 海淡=淡海 由此可知：船舶排水體積和舷外水密度成反比。 由于船舶由淡水駛?cè)牒Ｋ蛴珊Ｋ?/p>

60、入淡水，所引起的吃水變化不大，故可認(rèn)為變化前后水線面面積近似不 變，則兩個排水體積的比值等于吃水的比值，即： 海淡d淡d海 干舷 3-3-10 10 浮性衡準(zhǔn) 一、干舷 另外一種抗沉設(shè)施叫做干舷F F（圖h h）。它可以保證在船吃水增 加時，不至于使水漫過水密甲板。 F =DF =Dd d 二、儲備浮力 儲備浮力定義滿載水線（設(shè)計(jì)水線）以上的船體 水密容積所具有的浮力。 當(dāng)船舶由于某種原因下沉，使吃水增加，該水密容積能繼續(xù)提供浮力， 使船舶仍能漂浮于某一水線面而不致繼續(xù)下沉或沒頂。因此儲備浮力 是確保船舶安全的一個重要指標(biāo)。 儲備浮力通常以滿載排水量的百分比來表示，海船的儲備浮力 （25254