船舶設(shè)計(jì)原理dut打印

1、1 總體設(shè)計(jì)及其重要性：總體設(shè)計(jì)解決設(shè)計(jì)中的一些最基本的問(wèn)題，研究的內(nèi)容有確定設(shè)計(jì)船的建筑與結(jié)構(gòu)形式，決定設(shè)計(jì)船的主要尺度及船型參數(shù)，確定航速和主機(jī)功率，進(jìn)行總體布置，設(shè)計(jì)船體型線等。這些問(wèn)題對(duì)船舶的各項(xiàng)技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能有決定性的影響，對(duì)船舶質(zhì)量的好壞起決定性的作用。一艘船如果總體設(shè)計(jì)不合理，則局部設(shè)計(jì)無(wú)論如何努力，一般也是難于改變這種不合理的現(xiàn)狀，所以總體設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)工作中占據(jù)重要的地位。2 初步設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容：確定與船舶的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能關(guān)系最大的一些項(xiàng)目，如船的主要尺度，船型系數(shù)和排水量，船體型線，建筑形式及總體布置，基本結(jié)構(gòu)，主輔機(jī)及主要裝置系統(tǒng)等，同時(shí)對(duì)船舶的主要性能諸如航速，穩(wěn)性

2、，艙容等進(jìn)行計(jì)算或者估算；/繪制型線圖，總布置圖，中剖面結(jié)構(gòu)圖及機(jī)艙布置圖等主要圖樣，編制總說(shuō)明書，主要設(shè)備系統(tǒng)布置圖，主要材料規(guī)格及舾裝，機(jī)電等設(shè)備清單3現(xiàn)階段船舶設(shè)計(jì)分哪幾個(gè)階段: 制定設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書; 報(bào)價(jià)設(shè)計(jì); 合同設(shè)計(jì); 詳細(xì)設(shè)計(jì); 生產(chǎn)設(shè)計(jì)。4 設(shè)計(jì)方法（從方法論的角度）：母型法:即在現(xiàn)有船舶中選取一條與設(shè)計(jì)船技術(shù)性能相近的優(yōu)秀船舶作為母型船，將其各項(xiàng)要素按設(shè)計(jì)船的要求用適當(dāng)?shù)姆椒右愿脑熳儞Q，即得到設(shè)計(jì)船的相應(yīng)要素。由于有經(jīng)過(guò)了實(shí)踐考驗(yàn)的母型船作為新船設(shè)計(jì)中的借鑒，因此 使新船的設(shè)計(jì)有了一個(gè)具體的實(shí)踐基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者能夠比較準(zhǔn)確地抓 住設(shè)計(jì)船的主要矛盾，比較容易地確定設(shè)計(jì)

3、船的改進(jìn)方向及措施，比較有把握地 選取設(shè)計(jì)船的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，因而不但使設(shè)計(jì)工作大為簡(jiǎn)化，而且還可以提高準(zhǔn) 確程度，減少逐步近似的次數(shù)。 統(tǒng)計(jì)法:應(yīng)用一些同類船舶的統(tǒng)計(jì)資料，例如統(tǒng)計(jì)公式或統(tǒng)計(jì)圖表，這些公式及圖表是從一定類型的大量船舶的有關(guān)資料中統(tǒng)計(jì)歸納出來(lái)的，能反映出該類 船舶的一般情況。公式和圖表所給出的數(shù)據(jù)，大約相當(dāng)于所統(tǒng)計(jì)船舶的平均值。 因此各種統(tǒng)計(jì)資料所反映的，都是一定類型船舶的一般規(guī)律，能夠代表一個(gè)總的 趨勢(shì)，至于個(gè)別船舶的具體特點(diǎn)，它卻反映不出來(lái)。這一點(diǎn)，在應(yīng)用統(tǒng)計(jì)資料時(shí) 應(yīng)當(dāng)注意。應(yīng)用與設(shè)計(jì)船同類型船舶的統(tǒng)計(jì)資料，可以使設(shè)計(jì)者了解到該類船舶 的一般情況，便于選擇設(shè)計(jì)船的各項(xiàng)技術(shù)參

4、數(shù)。5 設(shè)計(jì)工作遵循的基本要求: 適用; 經(jīng)濟(jì); 安全; 環(huán)保；美觀。6 船舶設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書包含的內(nèi)容: 1.航區(qū)、航線(海船按船穩(wěn)性規(guī)范劃分為遮蔽、沿海、近海和無(wú)限航區(qū);內(nèi)河船舶航行區(qū)域根據(jù)水文和氣象條件劃分為A、B、C 三級(jí)); 2用途(客船、貨船); 3船型(設(shè)計(jì)船上層建筑形式、機(jī)艙部位、甲板層數(shù)、貨艙劃分、推進(jìn)方式、裝卸方式及是否采用球鼻首); 4船級(jí); 5船舶主要尺度及型線; 6船體結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)形式、材料、特殊加強(qiáng)、甲板負(fù)荷、船舶振動(dòng)等要求); 7動(dòng)力裝置; 8 航速、續(xù)航力; 民用運(yùn)輸船為要求達(dá)到的滿載時(shí)航速度；續(xù)航力:在規(guī)定的航速或主機(jī)功率下(民船通常按主機(jī)額定功率的 85%-90

5、% 的螺旋槳設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí))，船上所攜帶的燃料儲(chǔ)備可供航行的距離。 自持力:船上所攜帶的淡水和食品可供使用的天數(shù)。9船舶性能; 10船舶設(shè)備; 11船員配備及其艙室設(shè)施。7 船舶重量分類 1) 船在某載況下的總重量即為此時(shí)的排水量 ，它是空船重量與相應(yīng)載況時(shí)的載重量之和2) 空船重量：船建成后的交船重量，包括鋼料重量，木材舾裝重量，機(jī)電設(shè)備重量和在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要考慮一定的排水量?jī)?chǔ)備，有些船上還要加固定壓載。3) 載重量：包括貨物、旅客及其行李、船員及其行李、燃油、滑油及爐水，食品、淡水、備品及供應(yīng)品等重量4) 載貨量：等于載重量DW減去油水等消耗品重量之和5) 空船排水量：船建成后交船時(shí)的排水量；空

6、載排水量：船上不載運(yùn)貨物、旅客及其行李載況下的排水量 滿載排水量：船上裝載了預(yù)定的設(shè)計(jì)載重量的載況下相應(yīng)的排水量；最大排水量：重載時(shí)對(duì)應(yīng)的排水量6) 載重量系數(shù)：載重量與排水量之比; 8 空船重量的估算: 1）、空船重量估算的重要性: 大多數(shù)船的空船重量占整個(gè)排水量的30%以上，有的船(如客船、拖船、漁 船)此比例達(dá)70%95%，可見空船重量的準(zhǔn)確計(jì)算對(duì)保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要性。 2）、估算方法: 在設(shè)計(jì)初期，可用載重量系數(shù)法、分項(xiàng)估算法、母型換算法及統(tǒng)計(jì)法來(lái)估算空船重量。 母型換算法:找一條或幾條與設(shè)計(jì)船在布臵、結(jié)構(gòu)及性能等方面相似或相近 的同類船，依照母型船的有關(guān)資料來(lái)求設(shè)計(jì)船的有關(guān)數(shù)據(jù)，它得

7、到的是一個(gè)具體 的數(shù)據(jù)或者事物。 統(tǒng)計(jì)法:依據(jù)大量的同類型船舶的資料，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析而得到的統(tǒng)計(jì)公 式、圖表或統(tǒng)計(jì)范圍，它反映的是該類型船舶的統(tǒng)計(jì)平均值。 分項(xiàng)估算法:船體鋼料重量Wh的分析及估算；木作舾裝重量Wf的分析及估算；機(jī)電設(shè)備重量Wm的分析及估算3）、影響船體鋼料重量的因素; 1 船舶主要尺度及系數(shù); 船長(zhǎng)L、船寬 B 、型深 D 、吃水 d 、方形系數(shù)Cb； 注:(1)船的各要素對(duì) Wh 的影響程度是不同的 (2)對(duì)大船與小船，其主要尺度對(duì) Wh 的影響程度也是不同的 2.布置特征; 3.船級(jí)、規(guī)范、航區(qū); 4.結(jié)構(gòu)材料。 船體鋼料重量的估算方法: 1.百分?jǐn)?shù)法; 2.立方模數(shù)法

8、; 3.平方模數(shù)法; 4.平方-立方模數(shù)法; 5.分項(xiàng)細(xì)目換算法。6.修差法 7.每米船長(zhǎng)重量法 8.百分?jǐn)?shù)法：假定船體鋼料重量Wh與滿載排水量成正比（Wh=Ch*， Ch為鋼料重量占的百分?jǐn)?shù)，稱為鋼料重量系數(shù)）鋼料重量系數(shù)按母型船或同型船統(tǒng)計(jì)值選取。平方模數(shù)法：假定船體鋼料重量正比于船體結(jié)構(gòu)部件的總面積，總面積用L、B、D的某種組合表示（Wh=ChL(B+D)）立方模數(shù)法：假定船體鋼料重量正比于船的內(nèi)部總體積，并以LBD作為內(nèi)部總體積的特征數(shù)則有（Wh=ChLBD）平方-立方模數(shù)法：Wh=ChL(B+D)+LBD 混合模數(shù)法分項(xiàng)細(xì)目換算法：若設(shè)計(jì)者有相近母型船船體鋼料重量的詳細(xì)資料，按設(shè)計(jì)船

9、的總布置草圖，利用分項(xiàng)目換算法可得到較準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)船船體鋼料重量。修差法：根據(jù)設(shè)計(jì)船和母型船主要尺度的差別進(jìn)行修正得出新船的Wh值。每米船廠重量法：當(dāng)設(shè)計(jì)船和母型船都具備船中橫剖面結(jié)構(gòu)圖、型線圖、和總布置圖時(shí)。假定主船體構(gòu)件的總重量正比于船中部每米長(zhǎng)度重量和船長(zhǎng)Lpp，并以考慮船體豐滿度的影響。2 影響木作舾裝重量的因素：a.與船的排水量和主要尺度有關(guān)的重量 b.與生活設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)、船員或旅客人數(shù)有關(guān)的重量 c.與船的使用特點(diǎn)有關(guān)的重量 d. 特殊要求的重量木作舾裝重量的估算方法：1.百分?jǐn)?shù)法; 2.立方模數(shù)法; 3.平方模數(shù)法 4. 分項(xiàng)換算法3 機(jī)電設(shè)備重量的分析和估算：分析：對(duì)于同類型船舶機(jī)

10、電設(shè)備重量主要取決于主機(jī)功率；可以計(jì)算項(xiàng)目的重量；其他估算方法：粗估方法；逐項(xiàng)比較法9 載重量計(jì)算： (一)、基本概念： 用 DW 表示，其包括：貨物、旅客及其行李；船員及其行李，食 品和淡水；燃油、滑油、爐水；備品及供應(yīng)品。 （二）、確定DW 的方法： 1、設(shè)計(jì)任務(wù)書給出； 2、變載重量法-DW=-LW； 3、載重量系數(shù)法DW=； （三）、分項(xiàng)估算： 1、燃油重量估算： 2、滑油重量估算： 3、爐水重量估算： 4、 人員及行李、食品、淡水重量估算： 5、備品及供應(yīng)品重量估算： 2、 重心估算： 通常船舶重心的估算主要是估算重心的縱向坐標(biāo) Xg 和重心高度 Zg。Xg 關(guān)系到船的浮態(tài)，即主要影

11、響船的縱傾；Zg 主要影響船的穩(wěn)性。 （1） 、重心垂向高度Zg 的估算 重心高度儲(chǔ)備： 設(shè)計(jì)初始階段，空船重量通常除要有適宜的排水量?jī)?chǔ)備外，對(duì)重心高度也應(yīng) 有一定的儲(chǔ)備，特別是對(duì)于那些穩(wěn)性要求比較高或者穩(wěn)性不易滿足的船舶更應(yīng)加 以注意。一般是將儲(chǔ)備排水量的重心高度取在空船的重心處。有時(shí)考慮到重心估 算的誤差及將來(lái)可能發(fā)生的重量變化，從提高船的安全性考慮，往往將整個(gè)空船 （包括排水量?jī)?chǔ)備）的重心提高 0.5m-0.15m，作為新船重心高度的儲(chǔ)備。也可 以根據(jù)Wh、Wf 及Wm 重心高度估算的結(jié)果，分別取各自的重心高度儲(chǔ)備。 (二)、重心縱向位置Xg 的估算： 1、在設(shè)計(jì)初期，重心縱向坐標(biāo)Xg

12、的粗略估算，可以認(rèn)為與船長(zhǎng)成正比 例，即Xg=LPP，其中系數(shù)可取自母型船。 2、 當(dāng)有母型船的詳細(xì)重量重心資料時(shí)，重心縱向位置也可分項(xiàng)換算。10. 船舶容量1) 船舶容量 船舶艙室容積和甲板面積的總稱。 2) 貨物的積載因數(shù) 每噸貨物所需的貨艙容積單位為m3/t 重質(zhì)貨物的積載因素小對(duì)船舶的貨艙艙容要求低對(duì)船舶起主要作用的因素是載重量積載因數(shù)在1.4以下 輕質(zhì)貨物的積載因數(shù)大對(duì)船舶的貨艙艙容要求高船的主要尺度相對(duì)也大積載因數(shù)在1.4以下。3) 包裝貨 在運(yùn)輸中是用箱子、桶和袋子等包裝起來(lái)的散裝貨 如礦石、煤炭、谷物、散裝水泥等運(yùn)輸時(shí)不用包裝而直接裝在貨艙里，此類貨物稱為散裝貨。4) 型容積利

13、用系數(shù) 貨艙、油艙、水艙的有效裝載容積與其型容積之比稱之為型容積利用 系數(shù)kc。kc的大小表示艙容利用率的高低。11. 載重型船所需型容積1.貨艙所需容積Vc2.4. 機(jī)艙所需型容積Vm；5.其他艙（其他艙指指首尾尖艙和軸隧室等）所需型容積船主體各艙室所需要的總型容積Vh為Vh=Vc+Vvw+Vb+Vm+Va-VnVn為上甲板以上裝貨的容積。12. 容積估算1) 經(jīng)驗(yàn)公式估算法12 局部區(qū)域提供的容積估算a.b. 油船貨油區(qū)提供的容積估算 貨油區(qū)總?cè)莘e：貨油區(qū)范圍型線所包圍的容積 貨油艙容積：貨油區(qū)范圍，由內(nèi)殼板、內(nèi)底板、主甲板圍成的空間容積2） 按型船資料換算設(shè)計(jì)船的艙容3） 按初步繪制的型

14、線圖和總布置圖計(jì)算艙容13.=Vc+Vvw+Vb+Vm+Va-Vn 反映了設(shè)計(jì)船容量與主要尺度和各系數(shù)間的關(guān)系，稱為容量方程式14. 容量圖：表示全船艙容大小及分布，是以船長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，各艙的橫剖面面積為縱坐標(biāo)繪制成的曲線容量圖是按著總布置圖、邦榮曲線圖和型線圖繪制出來(lái)的。根據(jù)邦榮曲線圖可查出雙層底、各層甲板及平臺(tái)高度處各站的橫剖面面積，選擇適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度和面積比例，然后在長(zhǎng)度方向上畫出船長(zhǎng)及各艙室長(zhǎng)度在高度方向上畫出各艙室不同高度處對(duì)應(yīng)的橫剖面面積值，最后分別把雙層底和各層甲板及平臺(tái)高度處各站面積值連成曲線得到容量圖。利用容量圖可以計(jì)算出貨物、油水的重量及其重心的縱向位置，所以它是縱傾調(diào)整、浮態(tài)及

15、穩(wěn)性計(jì)算的輔助資料。15.第4章 排水量及主要尺度確定一、 船舶的排水量、主要尺度（長(zhǎng)、寬、型深、吃水等）以及船型系數(shù)（方 形系數(shù)、棱形系數(shù)、水線面系數(shù)、中剖面系數(shù)等）統(tǒng)稱為船舶主要要素；二、選擇船長(zhǎng)考慮的主要因素： 1、船長(zhǎng)對(duì)阻力的影響： （1）、剩余阻力隨船長(zhǎng)的增加而減少； 摩擦阻力隨船長(zhǎng)的增加而增大； 不同航速時(shí)，摩擦阻力和剩余阻力占總阻力的比例是不同的，所以 船長(zhǎng)對(duì)阻力的影響隨船速不同而不同。 對(duì)低速船（通常 的船）來(lái)說(shuō)摩擦阻力占總阻力比例很大， 所以總阻力隨船長(zhǎng)增大而增加，較短的船長(zhǎng)可以獲得較低的摩擦阻 力，其最低阻力船長(zhǎng)較短； 對(duì)高速船（ 的船）因剩余阻力占總阻力的比例很大，所以總

16、 阻力隨船長(zhǎng)的增加而減少，較長(zhǎng)的船長(zhǎng)可獲得較低的剩余阻力，其最 低阻力船長(zhǎng)較長(zhǎng)。 （2） 、臨界船長(zhǎng)： 對(duì)中高速船（Fn 不十分低的運(yùn)輸船），在排水量不變的情況下，隨著 船長(zhǎng)的變化，對(duì)應(yīng)一定航速可以得到總阻力最低的船長(zhǎng)L opt ， （3）、經(jīng)濟(jì)船長(zhǎng)： 由于增大船長(zhǎng)，船體鋼料重量將顯著增加，從而引起船的造價(jià)及與 造價(jià)相關(guān)的營(yíng)運(yùn)開支增加，對(duì)經(jīng)濟(jì)性不利。因此民用運(yùn)輸船從營(yíng)運(yùn) 經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，常選用阻力稍有增加的較短船長(zhǎng)，稱其為經(jīng)濟(jì)船長(zhǎng) Le。 2、使用條件及建造條件對(duì)船長(zhǎng)的限制； 3、總布置對(duì)船長(zhǎng)的要求； 4、船長(zhǎng)對(duì)操縱性、耐波性、抗沉性的影響； 5、船長(zhǎng)對(duì)重量及造價(jià)的影響。 三、選擇船寬考慮的主要

17、要素： 1、船寬對(duì)穩(wěn)性及耐波性的影響： （1）、船寬對(duì)初穩(wěn)性影響 增加船寬 B 對(duì)改善初穩(wěn)性有顯著效果。 （2）、船寬對(duì)大角穩(wěn)性影響 增加船寬除可增加初穩(wěn)性高度外，還對(duì)增加大傾角時(shí)的 恢復(fù)力臂起很大作用。船寬增加時(shí)出水及入水楔形體積 靜矩也增大，因而使船的形狀穩(wěn)性臂增大。 2、船寬對(duì)阻力的影響； 3、使用條件和建造條件對(duì)船寬的限制； 4、總布置對(duì)船寬的要求； 5、滿足浮力要求。 四、選擇吃水考慮的主要因素： 1、吃水對(duì)快速性的影響： 增加設(shè)計(jì)吃水可加大螺旋槳直徑，提高其效率；吃水增加可加大 螺旋槳的埋水深度，可降低空泡，有利螺旋槳工作； 選用大一些的吃水對(duì)螺旋槳工作性能有利； 同時(shí)加大吃水，可

18、加大螺旋槳的埋水深度，還能在縱搖時(shí)減少螺 旋槳出水的可能性，對(duì)耐波性也有好處。 2、航道及港口水深對(duì)吃水的限制； 3、滿足浮力要求。 五、選擇型深考慮的主要因素： 1、型深對(duì)穩(wěn)性的影響； 2、型深對(duì)總強(qiáng)度及造價(jià)的影響； 3、型深對(duì)容量、布置及使用性能的影響。 六、選擇方形系數(shù)考慮的主要因素： 1、方形系數(shù)對(duì)阻力的影響： 對(duì)摩擦阻力影響較小，對(duì)剩余阻力的影響較大； 對(duì)剩余阻力的影響較大； 下圖為由船模試驗(yàn)所得的低速船的單位排水量總阻力 Rt/與 方形系數(shù)C b 的關(guān)系曲線（1） 、最佳方形系數(shù)： 當(dāng)F n 一定時(shí)，在F n 等值曲線上可找到一個(gè)R t /最小即阻力 最低的方形系數(shù)，稱為最佳方形系

19、數(shù)C bopt ； （2） 、臨界方形系數(shù)： 在 F n 等值曲線上還可找到一個(gè)阻力顯著增加的方形系數(shù)， 稱為臨界方形系數(shù)C bk ； （3） 、經(jīng)濟(jì)方形系數(shù)： 當(dāng)一定時(shí)，選用接近于臨界的C b ，主要尺度可適當(dāng)減小，對(duì)降低造價(jià)有利， 但阻力會(huì)有所增加。特別是當(dāng) C b 超過(guò)臨界值時(shí)，因阻力劇增，以致為達(dá)到規(guī)定 的航速不得不增大主機(jī)功率，燃油消耗及燃料開支都要增加，對(duì)經(jīng)濟(jì)性反而不利。 若選用最佳方形系數(shù)，雖因船體尖瘦，剩余阻力可望減小，但為保持一定，主 要尺度將增大。這將使?jié)癖砻婷娣e增大而導(dǎo)致摩擦阻力 R f 增加，而且船體鋼料 重量增加，以致造價(jià)增大。這就需根據(jù)具體情況進(jìn)行綜合分析，得出經(jīng)濟(jì)

20、上有利 的C b 值，該方形系數(shù)稱經(jīng)濟(jì)方形系數(shù)C be 。 對(duì)于中速以上，尤其是高速艦船，通常選用最佳方形系數(shù)C b 。 2、滿足浮性方程式； 3、對(duì)布置的影響； 4、對(duì)船體重量及載重量的影響。 綜上，船長(zhǎng)和船寬是對(duì)各項(xiàng)性能影響最大也是決定船舶質(zhì)量的最重要的主要尺度。 七、確定船舶主要要素的基本思路及流程圖: (1) 、解決布置型主要尺度確定問(wèn)題的一般思路: 首先根據(jù)總布置要求初步擬定長(zhǎng)、寬及型深的最小值，然后根據(jù)尺度比的適宜值對(duì)長(zhǎng)、寬、型深做適當(dāng)調(diào)整，計(jì)算重量，選擇吃水，計(jì)算方形系數(shù)，調(diào)整各有關(guān)數(shù)值，使尺度絕對(duì)值、尺度比及方形系數(shù)要協(xié)調(diào)，然后進(jìn)行性能校核。如不滿足要求，還須調(diào)整主要尺度，如滿

21、足了即可結(jié) 束或做經(jīng)濟(jì)分析。 圖5-7(a)、(b)所示框圖就是解決這類問(wèn)題的兩種流程。 (2) 、解決非布置型主要尺度確定問(wèn)題的一般思路: 從重量入手，先選取載重量系數(shù)，然后估算排水量，按適宜尺度比及限 制條件等算出主要尺度，重量與浮力平衡后進(jìn)行性能校核，若滿足則結(jié) 束或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，否則修改主要尺度重新計(jì)算。 圖5-7(c)所示框圖就是這類問(wèn)題的典型流程之一。 (3) 、總結(jié): 船的主要尺度及船型系數(shù)是相互聯(lián)系相互制約的，船長(zhǎng)、船寬、吃水、 方形系數(shù)及排水量之間既以浮性方程式相聯(lián)系，又以重量方程式相聯(lián)系，重量與浮力還應(yīng)平衡，確定下來(lái)的一組主要要素最終要滿足對(duì)設(shè) 計(jì)船的各項(xiàng)要求，所以確定船舶

22、的各主要要素并不是孤立的一個(gè)個(gè)單 獨(dú)確定的，而是從它們的普遍聯(lián)系出發(fā)，分析相互間的關(guān)系，通過(guò)一 定的逐步近似過(guò)程，揭示和解決所遇到的各種矛盾，在相互聯(lián)系中逐 個(gè)地或同時(shí)地把各要素確定下來(lái)。 確 定 布 置 型 船 舶 的 主 要 要 素 載 重 型 或 非 布 置 型八 重力與浮力平衡的作法: (1) 、作法一: 改變載重量(變排水量法) 保持浮力不變，也就是保持 L,B,d,C b 不變，改變船舶的載重量，從而改變 Wi，使其與浮力達(dá)到平衡。當(dāng)設(shè)計(jì)船對(duì)載重量沒有十分嚴(yán)格的要求時(shí)，這種 作法是最方便的。 (2) 、作法二: 保持載重量不變(固定載重量)改變浮力: 這種方法就是改變L,B,d,C

23、 b 等主要要素，則與浮力相關(guān)各部分重量也發(fā)生變 化，即Wi 中空船重量相應(yīng)也發(fā)生變化，這要通過(guò)若干次逐步近似，使它們 達(dá)到平衡。只改變方形系數(shù)Cb諾曼系數(shù)法 1、 作為這種平衡方法的最簡(jiǎn)單的一種是用方形系數(shù)C b 平衡。按重力等于 浮力求出C b ，即C b= Wi/LBd k。這種方法較為粗糙，因?yàn)橛械闹亓恳?與方形系數(shù)有關(guān)，完全不考慮方形系數(shù)對(duì)重量(例如對(duì)船體鋼料重量) 的影響是不恰當(dāng)?shù)摹?2、 當(dāng)空船重量LW與要求的載重量DW之和與由主要尺度確定的排水量 不相等時(shí)，使DW具有增量 DW=LW+DW- =DW-( -LW)，為滿足重力 與浮力平衡的要求，因而排水量也必有增量 。排水量變化

24、后，與 排水量相關(guān)的空船重量也相應(yīng)發(fā)生變化，這又得引起排水量的近一步 增加，所以必然是3、 諾曼系數(shù): (1) 概述: 在上式中，令 稱N 為諾曼系數(shù)(它是由法國(guó)工程師諾曼提出)，亦稱排水量增量系數(shù)。 (2) 物理意義: 該系數(shù)恒大于1.0，這說(shuō)明排水量的增量永遠(yuǎn)是大于已知重量(與 排水量變化無(wú)關(guān))的增量。 諾曼系數(shù) N 的具體表達(dá)式是由以排水量為變量的代數(shù)形式的 重量方程式求排水量增量 得出的。 (3) 作用: 既可用于排水量確定時(shí)的重量與浮力平衡，也可以用于按母型船 考慮重量變化時(shí)直接確定設(shè)計(jì)船排水量。九、性能校核: (一)、性能校核概述: 在確定排水量和主要尺度階段，性能校核一般包括穩(wěn)性

25、校核、航速校核、干舷校核、容量校核，如有需要，還要進(jìn)行橫搖周期、 振動(dòng)頻率、回轉(zhuǎn)半徑的校核。 第五章型線設(shè)計(jì) 1、 型線設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題：保證設(shè)計(jì)船具有良好的性能;與總布置及總體結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào);使結(jié)構(gòu)合理，施工、維修方便2、 型線設(shè)計(jì)的方法:改造母型法 自行設(shè)計(jì)法 數(shù)學(xué)船型法。3、 主要型線要素：概述： 船體型線設(shè)計(jì)就是決定船主體部分的形狀，即露天連續(xù)甲板以下 部分的外板形狀，包括水下部分與水上部分，而研究的主要方面是水下部分的形狀。 定義： 表征船體外形特征的參數(shù)主要有： 1、主要尺度與船型系數(shù)，包括 Cb Cm D d B L 等； 2、橫剖面面積曲線形狀； 3、設(shè)計(jì)水線形狀； 4、橫剖線

26、形狀； 5、首、尾輪廓及甲板線（甲板中心線、舷弧線）的形狀。 其中25 可稱為“型線要素”。 4、 橫剖面面積曲線的形狀特征可以用以下參數(shù)表示出來(lái):1、橫剖面面積曲線下的面積相當(dāng)于船的型排水體積 V ； 2、曲線面積的豐滿度系數(shù)等于船的棱形系數(shù) Cp ；3、面積形心的縱向位置相當(dāng)于船的浮心縱向位置 Xb ； 4、曲線的最大豎坐標(biāo)值代表最大橫剖面面積 Am ，通常是船中剖面面積（如 較豐滿船）； 5、豐滿船的橫剖面面積曲線中部水平段長(zhǎng)度即船舶的平行中體長(zhǎng)度 Lp ； 6、平行中體前后的兩段長(zhǎng)度分別稱為進(jìn)流段長(zhǎng)度 Le 和去流段長(zhǎng)度 Lr ； 7、無(wú)平行中體船的最大橫剖面位置； 8、曲線兩端端部形

27、狀。5、 棱形系數(shù)C p 的選擇： 選取C p 時(shí)考慮的因素有： 1、 對(duì)阻力的影響; 2、對(duì)總布置與建造工藝的影響 3、與其他參數(shù)和船體型線的協(xié)調(diào)配合6、 浮心縱向位置的選擇：對(duì)阻力的影響；有利于縱傾調(diào)整。7、 平行中體: 平行中體就是船中部設(shè)計(jì)水線下橫剖面面積大小和形狀完全一樣的部 分，其長(zhǎng)度通常用Lp 表示。8、 設(shè)計(jì)水線形狀:概述: 設(shè)計(jì)水線就是船舶滿載時(shí)的載重水線，其形狀由水線面系數(shù) Cw、 平行中體長(zhǎng)度LP，半進(jìn)流角iE、半去流角iR、漂心縱向位臵Xf 及 首尾端部形狀等確定。設(shè)計(jì)水線形狀對(duì)船舶阻力、穩(wěn)性、耐波性 及型線光順等方面均有影響。9、 船尾形狀：1、常規(guī)船尾 方尾具有以下

28、優(yōu)點(diǎn): 方尾最突出的優(yōu)點(diǎn)是能降低高速航行時(shí)的阻力，當(dāng) Fn0.5 以后，阻力可 減少10%15%; 由于方尾比較豐滿，有利于尾部上甲板、舵機(jī)艙和推進(jìn)器的布臵; 方尾能增加穩(wěn)性，便于施工。 但方尾亦有如下缺點(diǎn): 在波浪中航行方尾要受到較大的沖擊，尾部容易被波浪掀起而產(chǎn)生埋首現(xiàn) 象，從而導(dǎo)致艦艇在波浪中的快速性和適航性惡化; 倒車時(shí)阻力較大，并易使尾部甲板上浪或?yàn)R水，從而迫使降低倒車航速; 在低速時(shí)，方尾的靜水阻力較大。 巡洋艦尾的優(yōu)缺點(diǎn)正好與方尾相反。 2、球尾; 3、雙尾鰭船型; 4、不對(duì)稱尾及渦尾船型; 5、隧道船型; 6、縱流船型。 10、 型線設(shè)計(jì)及繪制方法：（需要熟練掌握）1、概述：

29、型線設(shè)計(jì)與生成主要有自行設(shè)計(jì)法和改造母型法；（1）自行設(shè)計(jì)法： 首先要繪制船的橫剖面面積曲線，使其特征參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。然后逐一繪制縱剖型線圖的側(cè)面輪廓線、半寬水線圖的設(shè)計(jì)水線和甲板邊線。再根據(jù)設(shè)計(jì)水線和甲板邊線的半寬在橫剖型線圖上試?yán)L橫剖線，使各橫剖線與設(shè)計(jì)水線所包圍的面積符合所設(shè)計(jì)的橫剖面面積曲線給定的數(shù)值。根據(jù)各橫剖線再繪制各水線及縱剖線。繪圖過(guò)程中，對(duì)每一條線和每一點(diǎn)都應(yīng)使其在三面投影中相互協(xié)調(diào)。（2）改造母型法：比例變換法；移動(dòng)橫剖面變換法；1-CP法；勒根貝爾法；二次式變換函數(shù)法；遷移法。2、各種方法優(yōu)缺點(diǎn)：試論述1-CP法的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：變換公式簡(jiǎn)單；能很好的滿足設(shè)計(jì)船的CP和X

30、b的要求；當(dāng)母型船的橫剖面面積曲線和水線光順時(shí)，設(shè)計(jì)船的橫剖面面積曲線和水線也一定光順；能保持母型船的特點(diǎn)。缺點(diǎn)：平行中體的變化量取決于棱形系數(shù)的變化量，能獨(dú)立變化前后體平行中體的長(zhǎng)度； 最大平移距離在平行中體端部，設(shè)計(jì)船附加的排水體積縱向分布不能由設(shè)計(jì)人員來(lái)控制； 不能用于母型船無(wú)平行中體時(shí)縮減棱形系數(shù)情況。本方法一般用于有平行中體的豐滿型船舶。（2）勒根貝爾法： 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)有或無(wú)平行中體的船都能適用；可保證平行中體長(zhǎng)度不變，還可同時(shí)對(duì)母型船的棱形系數(shù)、平行中體長(zhǎng)度和浮心縱向位置進(jìn)行改造； 缺點(diǎn)：略去高階項(xiàng)，結(jié)果不精確。3、二次式變換函數(shù)法： 能精確地推導(dǎo)出二次式的變換函數(shù)，具有計(jì)算方便、靈活、精度高的特點(diǎn)； 對(duì)棱形系數(shù)、浮心縱向位置及平