2023學(xué)年完整公開(kāi)課版船型和性能

2023年5月13日1船舶概論第二章船型和性能（二）

船舶航海性能主要包括：浮性、穩(wěn)性、抗沉性、快速性、操縱性和耐波性。

一、浮性的概念

船舶裝載一定的載荷，能浮于一定水面位置而不沉沒(méi)的能力。二、船舶平衡條件

1、重力（俗稱為重量W

）

單位為噸（t），

其作用點(diǎn)稱為重心G(xG，yG，zG)。第一部分航海性能之浮性

2、浮力ω（俗稱為排水量或D：排開(kāi)水的質(zhì)量）

單位為噸（t），

其作用點(diǎn)（即排水體積的形心）稱為浮心B(xB，yB，zB)。

其中：

ω（或ρ）為水密度，在船舶靜力學(xué)中一般?。?/p>

ρ淡水＝1.0t/m3

ρ海水＝1.025t/m3

為排水體積，單位為m3。

三、船舶的浮態(tài)

船舶浮于靜水的平衡狀態(tài)稱為浮態(tài)，浮態(tài)分為正浮、橫傾、縱傾和任意狀態(tài)（橫、縱傾兼有）四種。

船舶的浮態(tài)均可用（平均）吃水T（或d）、橫傾角Φ和縱傾角θ來(lái)表征。

橫傾角Φ表示橫傾的程度，右傾為正，左傾為負(fù)?？v傾角θ表示縱傾的程度，艏傾為正，艉傾為負(fù)。

某些船舶如拖船、游艇等，有時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)就令其首尾吃水不同（龍骨有設(shè)計(jì)斜度），這是一種設(shè)計(jì)縱傾，與上述縱傾的概念是不相同的。一般船舶在設(shè)計(jì)時(shí)或正常使用情況下，通常都應(yīng)處于正浮或稍有尾傾狀態(tài)。

四、船舶重量的類

船舶組成船舶重量的名目雖多，但可歸納為兩大類：

1、固定重量（LW）包括船體鋼料重量（Wh）、木作舾裝重量（Wf）、機(jī)電設(shè)備重量（Wm）等。它們的重量和重心位置在船舶的使用過(guò)程中是固定不變的（不隨船舶的裝載而改變），也稱為空船重量，或稱船舶自重。

LW＝Wh＋Wf＋Wm

2、變動(dòng)重量（DW）包括貨物、船員、旅客、行李、淡水、糧食、燃料、潤(rùn)滑油等重量。這些重量隨船舶的裝載而改變，也稱為載重量。

船舶重量是空船重量與載重量之和，W＝LW＋DW。

載重量與載貨量是兩個(gè)不同的概念。

思考：××噸貨船、××客位客船中的“××”指的是什么？

例如：某萬(wàn)噸級(jí)貨船的滿載出港排水量為17480t，其中空船重量為5567t，載貨量為10178t，人員、淡水、燃料、糧食等為1735t，因此其載重量為11913t。

從這組數(shù)據(jù)中，你體會(huì)到了什么?五、民用船舶的典型排水量

由于船舶在實(shí)際使用中載重量和排水量總是變化的。因此，需要定義若干典型裝載情況（簡(jiǎn)稱載況）及相應(yīng)的排水量來(lái)反映船舶的各種技術(shù)性能。

1、滿載出港排水量指在船上裝載設(shè)計(jì)規(guī)定載重量（即按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求的貨物、旅客和船員及其行李、糧食、淡水、燃料、潤(rùn)滑油、鍋爐水的儲(chǔ)備以及備品、供應(yīng)品等均裝載滿額的重量），離開(kāi)港口出發(fā)時(shí)的排水量。

2、滿載到港排水量：滿客、貨，到達(dá)港口時(shí)的排水量。此時(shí)燃料、潤(rùn)滑油、淡水、糧食等消耗品還剩滿額的10%。

3、空載出港排水量：無(wú)客貨、消耗品滿額，離開(kāi)港口時(shí)的排水量。

4、空載到港排水量：無(wú)客貨、消耗品還剩滿額的10%到達(dá)港口時(shí)的排水量。

通常所謂的設(shè)計(jì)排水量，如無(wú)特別說(shuō)明，就是指滿載出港排水量，簡(jiǎn)稱滿載排水量。六、船舶噸位

在運(yùn)輸船中，計(jì)算船上空間大小的單位叫做噸位，也稱登記噸位，是船舶容積的量度，一個(gè)“登記噸”相當(dāng)于2.832m3(100ft3)。

這是表示容積的噸位，與載重噸概念不同。登記噸位分為總噸位和凈噸位兩種。

總噸位是指船上所有封閉的艙室根據(jù)一定的丈量規(guī)則丈量而得的容積總和?？倗嵨豢捎脕?lái)表明船舶的大小，并作為國(guó)家統(tǒng)計(jì)船舶噸位之用。另外，還作為計(jì)算凈噸位的基礎(chǔ)，以及作為海事賠償?shù)幕鶞?zhǔn)。凈噸位是指從總噸位中減去不能裝載旅客、貨物的艙室容積而得到的噸位。凈噸位可來(lái)向有關(guān)港口交納各種費(fèi)用和稅收的計(jì)算基準(zhǔn)，及計(jì)算港口停泊和拖帶、領(lǐng)港等費(fèi)用的依據(jù)，還可作為船舶買賣或租賃的計(jì)算基準(zhǔn)。除此之外，如果船舶要通過(guò)運(yùn)河（如蘇伊士運(yùn)河、巴拿馬運(yùn)河等），還要按其特定的丈量方法計(jì)算船舶噸位，作為通過(guò)運(yùn)河交付費(fèi)用的依據(jù)。七、儲(chǔ)備浮力

1、概念滿載水線以上船舶主體水密部分的體積所能產(chǎn)生的浮力稱為儲(chǔ)備浮力。

2、作用

1）保證船舶在水面的漂浮能力（浮性）。

2）對(duì)穩(wěn)性也有一定的影響?？傊瑑?chǔ)備浮力是確保船舶安全航行的一個(gè)重要指標(biāo)。

3、大小表示儲(chǔ)備浮力通常用滿載排水量的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，其大小根據(jù)船舶類型、航行區(qū)域以及載運(yùn)貨物的種類而定。一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)河駁船的儲(chǔ)備浮力約為其滿載排水量的10%～15%，海船約為20%～25%，而軍用船舶往往在100%以上。

八、載重線標(biāo)志

載重線標(biāo)志是指船舶在不同季節(jié)和不同航區(qū)航行的最大吃水標(biāo)志。

《規(guī)則》規(guī)定：在船中兩舷側(cè)勘畫(huà)載重線標(biāo)志，表明該船在不同航區(qū)、不同季節(jié)區(qū)中航行時(shí)所允許的最大吃水線,以此規(guī)定船舶安全航行所需的最小干舷和最小儲(chǔ)備浮力。

若實(shí)際吃水超過(guò)規(guī)定的載重線上緣（即載重線標(biāo)志被水淹沒(méi)），則表明該船已處于超載狀態(tài),其結(jié)果造成儲(chǔ)備浮力減小，航行的安全性得不到保障，港務(wù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)應(yīng)不準(zhǔn)其出港。1、WNA——冬季北大西洋載重線2、W——冬季載重線3、S——夏季載重線4、T——熱帶載重線5、F——夏季淡水載重線6、TF——熱帶淡水載重線圓環(huán)兩側(cè)的字母“C”、“S”表示勘定干舷的檢驗(yàn)機(jī)關(guān)是“中華人民共和國(guó)船舶檢驗(yàn)局”。

一、穩(wěn)性的概念

所謂穩(wěn)性是指船舶受外力作用，離開(kāi)平衡位置發(fā)生傾斜而不致于傾覆，當(dāng)外力消除后能自動(dòng)回復(fù)到原來(lái)平衡位置的能力。二、船舶具備穩(wěn)性的根本原因船舶在外力作用（橫傾力矩）下發(fā)生橫向傾斜，船的重心位置G不變，但排水體積的形狀發(fā)生改變，浮心由B改變到B1。此時(shí)，重力和浮力形成一個(gè)力矩第二部分航海性能之穩(wěn)性

力矩MR稱為回復(fù)力矩或復(fù)原力矩，此力矩方向與船舶的傾斜方向相反，它阻礙船舶的橫向傾斜使船舶不至于傾覆，當(dāng)外力消除后仍使船舶回復(fù)到原來(lái)平衡位置，即船舶具備穩(wěn)性這種能力。稱為回復(fù)力臂或復(fù)原力臂。

船舶在縱傾力矩MT作用下亦會(huì)產(chǎn)生回復(fù)力矩（阻礙船舶的縱向傾斜使船舶不至于傾覆，當(dāng)外力消除后仍使船舶自動(dòng)回復(fù)到原來(lái)平衡位置），使船舶具備縱向穩(wěn)性。橫傾力矩和縱傾力矩合稱為傾斜力矩。

復(fù)原力矩的大小是衡量船舶穩(wěn)性的一個(gè)重要標(biāo)志。三、船舶穩(wěn)性的分類

1、按傾斜方向來(lái)分

1）橫穩(wěn)性：船舶橫向傾斜時(shí)的穩(wěn)性。

2）縱穩(wěn)性：船舶縱向傾斜時(shí)的穩(wěn)性。

2、按傾斜力矩的性質(zhì)來(lái)分

1）靜穩(wěn)性：傾斜力矩緩慢作用于船，使船的傾斜角速度很小或忽略不計(jì)時(shí)的穩(wěn)性。

2）動(dòng)穩(wěn)性：傾斜力矩突然作用于船，使船舶傾斜有明顯角速度時(shí)的穩(wěn)性。

3、按傾斜角度的大小來(lái)分

1）初穩(wěn)性（或稱小傾角穩(wěn)性）：一般指傾斜角度小于100～150或上甲板邊緣開(kāi)始入水前的穩(wěn)性。

2）大傾角穩(wěn)性：一般指傾斜角度大于100～150

或上甲板邊緣開(kāi)始入水后的穩(wěn)性。注意：大角度傾斜一般只在橫傾時(shí)產(chǎn)生，因此大傾角穩(wěn)性也稱大傾角橫穩(wěn)性。船舶的縱傾一般都屬于小角度情況。

4、按船艙狀態(tài)來(lái)分

1）完整穩(wěn)性：船舶的艙室為完整狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)性。

2）破艙穩(wěn)性：船舶的艙室為破損進(jìn)水狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)性。一般重點(diǎn)討論橫穩(wěn)性。四、初穩(wěn)性公式和初穩(wěn)性高

如圖所示，回復(fù)力矩t·m）式中：（或h）為橫穩(wěn)性高（或稱初穩(wěn)性高），單位為m。稱為橫穩(wěn)性公式（或稱初穩(wěn)性公式）。M稱為橫穩(wěn)心（或初穩(wěn)心）。

橫穩(wěn)性高是衡量船舶初穩(wěn)性的重要指標(biāo)，是因?yàn)椋?/p>

1）船舶在一定排水量下產(chǎn)生小角度橫傾，橫穩(wěn)性高越大，復(fù)原力矩也越大，抵抗傾斜和自動(dòng)回復(fù)的能力就越強(qiáng)。

2）穩(wěn)心M與排水量和主尺度有關(guān)，體現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)方面；重心G與裝載情況有關(guān)，體現(xiàn)了船舶營(yíng)運(yùn)方面。橫穩(wěn)性高綜合反映了船舶設(shè)計(jì)與營(yíng)運(yùn)兩方面。但是橫穩(wěn)性高過(guò)大的船，搖擺周期（）短，在海上遇到風(fēng)浪時(shí)會(huì)產(chǎn)生急劇的搖擺，所以橫穩(wěn)性高的數(shù)值要選取適當(dāng)。

1）橫穩(wěn)性高的上限值取決于耐波性。

2）橫穩(wěn)性高的下限值取決于穩(wěn)性。各類船舶橫穩(wěn)性高的范圍船舶類型船舶類型客船0.3～1.5戰(zhàn)列艦2.0～3.0干貨船1.3～1.0巡洋艦0.9～1.8油船1.5～2.5驅(qū)逐艦0.7～1.2拖船0.5～0.8魚(yú)雷艇0.5～0.8漁船1.5～1.0潛艇（水上）0.3～0.8航空母艦2.7～3.5潛艇（水下）0.2～0.4五、穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K是對(duì)船舶穩(wěn)性的重要基本要求之一。規(guī)則規(guī)定：船舶在所核算的各種載況下的穩(wěn)性，應(yīng)符合下列不等式

或式中：

1、Mq（或l

q

）：最小傾覆力矩（或力臂），表示船舶在最危險(xiǎn)情況下抵抗外界動(dòng)力作用的極限能力。

2、Mf（或l

f）：風(fēng)壓動(dòng)傾力矩（或力臂），表示船舶在惡劣海況下風(fēng)對(duì)船舶的實(shí)際動(dòng)力作用。

3、K≥1：風(fēng)傾力矩（或力臂）不大于使船舶傾覆所必須的最小傾覆力矩（或力臂），即船舶所受的實(shí)際動(dòng)力作用不超過(guò)船舶的最大承受能力，所以船舶不至于傾覆，因而認(rèn)為具有足夠的穩(wěn)性。六、改善船舶穩(wěn)性的措施

1、降低船的重心在設(shè)計(jì)時(shí)就要高度重視船上各種設(shè)備、重物布置的重心高度。在船的底部加壓載物是最常見(jiàn)的一種方法。船舶在使用過(guò)程中也常需在某些空艙灌入壓載水以降低重心高度。

2、增加干弦這是提高船舶穩(wěn)性的有效措施之一，某些穩(wěn)性不足的舊船可將載重線降低以增加干弦高度。

3、增加船寬這是提高船舶穩(wěn)性的有效措施之一，有些舊船初穩(wěn)性不足時(shí)，常在船的兩舷水線附近加裝相當(dāng)厚的護(hù)木和浮箱等，或可在舷側(cè)加裝一個(gè)凸出體。

4、減小自由液面和懸掛載荷的影響。

5、注意船舶水線以上的開(kāi)口和水密性，提高船舶的進(jìn)水角。

6、縮短上層建筑的長(zhǎng)度、降低上層建筑的高度，以減小船的受風(fēng)面積。等等

一、抗沉性的概念

所謂抗沉性，船舶遭受海損事故艙室破損進(jìn)水，仍能保持一定的浮性和穩(wěn)性而不致于沉沒(méi)或傾覆的能力?？钩列杂懻摰氖瞧婆摳⌒院头€(wěn)性，以前談到的浮性和穩(wěn)性可稱為完整浮性和穩(wěn)性。二、船舶具備抗沉性的主要原因1、合理分艙（用水密艙壁將船體分隔成適當(dāng)數(shù)量的艙室，當(dāng)一艙或數(shù)艙進(jìn)水后，控制進(jìn)水量，船舶的下沉和傾斜不超過(guò)規(guī)定的極限位置）；

2、干弦（儲(chǔ)備浮力）

第三部分航海性能之抗沉性三、可浸長(zhǎng)度曲線、分艙因素和許用艙長(zhǎng)在當(dāng)船體破損后，海水進(jìn)入船艙，船身即下沉傾斜。為了不使船舶沉沒(méi)或傾覆，其下沉、傾斜不超過(guò)一定的限度，這就需要對(duì)船艙的長(zhǎng)度有所限制。

1、安全限界線（簡(jiǎn)稱限界線）我國(guó)《海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》規(guī)定，民用船舶的下沉極限是在艙壁甲板（水密橫艙壁達(dá)到的最高一層甲板）上表面的邊線以下76mm處，也就是說(shuō)，船舶在破損后至少應(yīng)有76mm的干舷。

在船舶側(cè)視圖上，艙壁甲板邊線（包括甲板厚度）以下76mm處的一條與甲板邊線平行的曲線稱為安全限界線。

2、極限破艙水線（或極限海損水線）我國(guó)限界線上各點(diǎn)的切線表示所允許的最高破艙水線，稱為極限破艙水線（或稱為極限海損水線）。3、可浸長(zhǎng)度為保證船舶在破損后的水線不超過(guò)限界線，對(duì)于船艙的長(zhǎng)度必須加以限制。船艙的最大許可長(zhǎng)度稱為可浸長(zhǎng)度。4、分艙因數(shù)及許用艙長(zhǎng)不同類型的船舶對(duì)抗沉性的要求是不同的，為了體現(xiàn)這些不同的要求，在《海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》中采用了一個(gè)小于1的系數(shù)F，即F≤1.0，稱為分艙因數(shù)。這樣就有當(dāng)F＝1.0時(shí)，許用艙長(zhǎng)為可浸長(zhǎng)度，船在一艙破損后恰能浮于極限破艙水線處而不致沉沒(méi)或傾覆。當(dāng)F＝0.5時(shí)，許用艙長(zhǎng)為可浸長(zhǎng)度的一半，船在相鄰兩艙破損后恰能浮于極限破艙水線處而不致沉沒(méi)或傾覆?！?、船舶的艙制

如果船舶在一艙破損后的破艙水線不超過(guò)限界線，但在兩艙破損后其破損水線超過(guò)限界線，則該船的抗沉性只能滿足一艙不沉不翻的要求，稱為一艙制船。相鄰兩艙破損后能滿足抗沉性要求（但相鄰三艙破損后不滿足）的船稱為兩艙制船。相鄰三艙破損后仍能滿足抗沉性要求（但相鄰四艙破損后不滿足）的船稱為三艙制船?！?/p>

若用分艙因數(shù)F來(lái)表示，則：

對(duì)于一艙制船：1.0≥F＞0.5。對(duì)于二艙制船：0.5≥F＞0.33。對(duì)于三艙制船：0.33≥F＞0.25?！?/p>

一、快速性的概念

船舶盡可能消耗較小的主機(jī)功率以維持一定航行速度的能力。或者說(shuō)，船舶快速性是在給定主機(jī)功率時(shí)，表征船舶航行速度高低的一種性能。對(duì)一定的船舶在給定主機(jī)功率時(shí)，能達(dá)到的航速較高者，謂之快速性好，反之為差；或者，對(duì)一定的船舶要求達(dá)到一定航速時(shí)，所需主機(jī)功率小者，謂之快速性好，反之則否。主要內(nèi)容包括船舶阻力和船舶推進(jìn)兩個(gè)方面。

第四部分航海性能之快速性二、船舶阻力的分類

注意：

1、洶濤阻力：波浪中的水阻力增加值。

2、裸船體阻力：簡(jiǎn)稱為“船體阻力”。

3、附體阻力：突出于裸船體之外的附屬體（如舵、舭龍骨、軸支架等）所增加的阻力。

4、附加阻力：空氣阻力、洶濤阻力和附體阻力的總稱。船舶阻力水阻力空氣阻力靜水阻力洶濤阻力裸船體阻力附體阻力船舶阻力附加阻力

三、（裸）船體阻力（Rt）的分類船體在靜水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的阻力（船體阻力）與船體周圍水的流動(dòng)現(xiàn)象密切有關(guān)。根據(jù)觀察，船體周圍的繞流運(yùn)動(dòng)情況相當(dāng)復(fù)雜，但主要有以下三種流動(dòng)現(xiàn)象：

1、興波：興波阻力

船體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中興起波浪，簡(jiǎn)稱興波。一般首柱后緣為波峰，尾柱前緣為波谷

力的觀點(diǎn)：船體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中興起波浪，一般首柱后緣為波峰，尾柱前緣為波谷，改變了船體周圍的水壓力分布，船首的波峰使首部壓力增加，而船尾的波谷使尾部壓力降低，于是產(chǎn)生首尾流體動(dòng)壓力差（與船航行方向相反）。這種由興波引起的壓力分布改變所產(chǎn)生的阻力稱為興波阻力，一般用Rw表示。

能量的觀點(diǎn)：船體興起的波浪具有一定的能量，這些能量必然由船體供給。這種由于船體運(yùn)動(dòng)不斷興波而耗散能量所產(chǎn)生的阻力稱為興波阻力。

2、邊界層：摩擦阻力

力的觀點(diǎn)：當(dāng)船體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于水的粘性，在船體周圍形成“邊界層”，從而使船體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到粘性切應(yīng)力作用，亦即船體表面產(chǎn)生了摩擦力，它在船運(yùn)動(dòng)方向的合力便是船體摩擦阻力，用Rf表示。

能量的觀點(diǎn)：船體攜帶邊界層水流一起前進(jìn)，邊界層水流質(zhì)點(diǎn)不斷消耗能量體現(xiàn)為摩擦阻力。

注意：船體的靜摩擦力不存在。

理想流體實(shí)際流體dydυdydυ大小邊界層邊界

3、邊界層分離（旋渦）：粘壓阻力

力的觀點(diǎn)：在船體曲度驟變處，特別是較豐滿船的尾部，由于水具有粘性常會(huì)產(chǎn)生旋渦，旋渦處的水壓力下降，從而改變了沿船體表面的壓力分布情況，使首壓力大于尾壓力。這種由粘性引起船體前后壓力不平衡而產(chǎn)生的阻力稱為粘壓阻力，用Rpν表示。

能量的觀點(diǎn)：在船尾部形成旋渦要消耗能量，而—部分旋渦被沖向船的后方，同時(shí)船尾處又繼續(xù)不斷的產(chǎn)生旋渦，這樣船體就要不斷地供給能量，這部分能量的損耗就是以粘壓阻力的形式表現(xiàn)的。粘壓阻力習(xí)慣上也叫旋渦阻力或形狀阻力。

應(yīng)該指出的是：對(duì)于流線型物體，甚至是某些優(yōu)良船型，雖然并不發(fā)生界層分離現(xiàn)象，但仍然存在粘壓阻力。這是因?yàn)檫吔鐚拥男纬墒刮膊苛骶€被排擠外移，尾部也會(huì)有壓力降而產(chǎn)生首尾壓差，形成粘壓阻力，不過(guò)與界層分離而引起的粘壓阻力相比，此時(shí)的粘壓阻力要小得多。補(bǔ)充：1）傅汝德數(shù)

（v：船速，m/s；L：船舶的水線長(zhǎng)LWL，m）

2）船速的英制單位“節(jié)（kn）”，1kn＝0.5144m/s。

3）按傅汝德數(shù)Fr大小將船分為

低速船：Fr＜0.18中速船：0.18＜Fr＜0.30高速船：0.30＜Fr

注意：各種阻力成分在總船體阻力中所占比重對(duì)不同傅汝德數(shù)的船是不相同的。

（1）對(duì)于低速船來(lái)說(shuō)，摩擦阻力占船體阻力的70﹪～80﹪，粘壓阻力約為10﹪左右，而興波阻力成分很??；

（2）對(duì)于高速船，摩擦阻力約占船體阻力的40﹪～50﹪，而興波阻力可達(dá)50﹪左右，粘壓阻力僅占5﹪左右。船體阻力Rt摩擦阻力Rf壓阻力Rp興波阻力Rw粘壓阻力Rν船體阻力Rt粘性阻力Rpν

四、影響船體阻力的因素影響船體阻力的因素很多，但主要有三個(gè)方面：首先是航速。航速對(duì)阻力的影響較大，隨著航速增加，阻力的增長(zhǎng)十分顯著。

其次是船型，不同的船型參數(shù)往往會(huì)導(dǎo)致阻力性能的變化。再次是外界條件，船舶在不同的航區(qū)中航行，由于外界條件，諸如水深、流體介質(zhì)和溫度等不同，對(duì)阻力也會(huì)有影響。

1、摩擦阻力摩擦阻力的大小與水的粘性、船體水下濕面積大小、表面的粗糙度等有關(guān)。濕面積越大，則粘附的水越多，摩擦阻力越大；表面越光滑，摩擦阻力越小。船舶在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，船體水下部分因長(zhǎng)期浸泡在水中，除鋼板被腐蝕外，海水中的生物，如貝類、海草等將附著在船體上生長(zhǎng)，使船體表面凹凸不平，大大增加了船體表面的粗糙度，阻力增加很大，這種現(xiàn)象稱為污底。一般對(duì)于低速船，摩擦阻力占總阻力比例較大。為減少摩擦阻力應(yīng)從減少船的濕面積和粗糙度入手，把船舶盡量設(shè)計(jì)成短肥型，使船體表面盡可能光滑。

注意：一般認(rèn)為想通過(guò)改變船體線型的辦法來(lái)減小摩擦阻力，其效果是不大的。

2、興波阻力對(duì)給定船型，興波阻力Rw與船速v的6次方成正比。因此，隨船速增加，興波阻力將很快增加；對(duì)低速船而言，興波阻力在總阻力中所占比例很小，而對(duì)高速船來(lái)說(shuō)，興波阻力將占很大的比例。隨著船速的提高，興波阻力占船體總阻力的比重增大，對(duì)于高速船而言，其值可達(dá)50%以上。高速船一般為尖瘦型。目前，為減小興波阻力而采取的措施很多，但主要的可分為兩類：第一類是常規(guī)船型設(shè)計(jì)時(shí)所采用的方法；第二類方法是采用某些特殊船型。

在常規(guī)船上為了減小興波阻力，常常采用制造有利干擾的措施，其中最常見(jiàn)的是采用球鼻首。

球鼻首減小興波阻力的機(jī)理：對(duì)于中、高速船，球鼻首的興波與主船體的首橫波形成有利干擾，使興波阻力得以減小。

因?yàn)楫?dāng)船航行時(shí)，球鼻亦將產(chǎn)生波浪，如果球鼻的大小和位置選擇恰當(dāng)，則球鼻興波的波谷和船首波的波峰正好處于相同位置，使合成波的波高較原來(lái)的船首波的波高有明顯的減小，興波阻力將有較大的下降。對(duì)于高速軍用船或高速排水型快艇，應(yīng)用消波水翼，如果水翼的位置、深度等選擇適當(dāng)，可使興波阻力下降。此外，減小興波阻力還可用另外一些措施，諸如采用壓浪條或壓浪板等。

為了減小興波阻力，可采取許多不同于常規(guī)船的水面航行狀態(tài)方式，產(chǎn)生不同的設(shè)計(jì)概念。

1）雙體和多體船設(shè)計(jì)概念：例如：雙體船或多體船。

2）使船體抬出水面設(shè)計(jì)概念：將船體抬至水面滑行或使船體離開(kāi)水面是減小興波阻力的有效措施，屬于這一類設(shè)計(jì)概念的有滑行艇，水翼艇和氣墊船等。3）船體下潛設(shè)計(jì)概念：屬于這種設(shè)計(jì)概念的船舶，如有小水線面船之稱的半潛船和水線面完全消失的全潛船。不過(guò)，對(duì)于大部分的全潛船設(shè)計(jì)概念的考慮都不是從減小船型阻力目的出發(fā)的，而是出于其它目的，如潛水艇主要是考慮軍事隱蔽性之需要，而其他潛水器主要是考慮深海或海底工作任務(wù)的所需。

4）復(fù)合設(shè)計(jì)概念：復(fù)合設(shè)計(jì)概念是兩種以上設(shè)計(jì)概念的組合，以從多方位來(lái)考慮減小船的阻力，提高航海性能，形成所謂的復(fù)合船型。屬于此類概念的船舶有：①“半潛雙體”復(fù)合船，如小水線面雙體船。②“雙體氣墊船”、“雙體水翼”等復(fù)合船。

3、粘壓阻力影響粘壓阻力的最重要因素是物體形狀，特別是船體的后體形狀，因此粘壓阻力有時(shí)也稱為形狀阻力。在船舶設(shè)計(jì)時(shí)，為減小粘壓阻力，特別對(duì)低速肥大型船，應(yīng)保持后體收縮較緩和，避免船體曲率變化過(guò)大，同時(shí)前體線型應(yīng)予以適當(dāng)注意。

五、船舶推進(jìn)

1、推進(jìn)器

將能源（發(fā)動(dòng)機(jī)）發(fā)出的功率轉(zhuǎn)換為推船前進(jìn)的功率的專門裝置或機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為推進(jìn)器。

例如：槳、篙、櫓、帆以及明輪、螺旋槳等。常見(jiàn)的推進(jìn)器為螺旋槳。

2、推進(jìn)系數(shù)

船舶的主機(jī)發(fā)出的功率經(jīng)過(guò)主軸的傳遞到達(dá)螺旋槳，其間存在能量損失，故船舶主機(jī)的功率PS應(yīng)該大于船的有效功率PE。

有效功率PE與主機(jī)功率PS的比值稱為推進(jìn)系數(shù)P·C。推進(jìn)系數(shù)P·C表示用某種機(jī)器及推進(jìn)器以推進(jìn)船舶之全面性能，推進(jìn)系數(shù)越高，船舶的推進(jìn)性能越好。

要改善船舶的快速性，除了設(shè)計(jì)阻力較小的優(yōu)良船型外，還必須配置性能好、效率高的推進(jìn)器。

3、提高螺旋槳效率的措施思考：試用理想推進(jìn)器理論分析得出提高螺槳效率的措施，并列舉三例。

答：

1）理想推進(jìn)器效率公式