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1、船模基础知识（合集） 船模基础知识（一）型线图最近许多船迷都在开工，或多或少对型线图感起了兴趣，就此谈谈。型线图又称线型图，也就是表达船体的外表面几何形状的图纸。a.设想用垂直于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，该剖切面与与船体的交线就称为横剖线。在船长/2 处得到的横剖线为中（舯）横剖面线，通常在左、右视图上绘出。在生产图纸上经常将它绘在主视图的中段；b.设想用水平的剖切面去切船体得到的交线就称为水线，通常在主视图上绘出；c.设想用平行于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，得到的交线被称为纵剖线，通常在俯视图上绘出。参见下图：（请点击图片放大看）船模基础知识（一）补：型线图的画
2、法在型线图的讨论中，大家希望了解在有了横断面的型线图的情况下，如何补出纵剖线和水平剖线。由于没有找到适合的材料，就抽时间以港内的内河交通艇为例，画了一个步骤图：这里要说明的是我用来做依据的型线图是已经经过校准的，细心的朋友如果用它与图纸上提供的型线图对比，就会发现差别。如果原图不太准，那么得到的纵剖线、水平剖线就不流畅，甚至明显的异常弯曲。人工校准是一件非常繁复的事，因为在一个视图上移动一个点，另两个视图上的对应点也要相应移动，曲线也要变化。因此过去在船厂里校准工作往往由对船型有研究的，并已积累较多经验的技术人员来进行。如果使用计算机 CAD 绘图软件来做这项工作，就要方便得多。对于非专业的模
3、型爱好者要努力多学些“制图学” 的知识，能熟练地应用这个工具，才能使你得心应手，游刃有余。同时，它也是网友交流的“共同语言” 。船模基础知识（二）浮力和稳性要搞清船模的浮力和稳性首先要从舰船的主要量度说起：，长度船艏的极端至船艉极端之间的（投影）距离叫船长；，水线长设计载重水线与艏艉交点之间的（投影）距离叫载重水线长;，宽度平行对称面同时切于船表面的两个面之间的距离，称为最大宽度，而相切于两水线的两个面之间的距离称为设计载重水线宽。，吃水由基准面（船底所在的水平面）到水线面的垂直距离称为吃水；，舷高由基准面到肋骨与甲板的点的高度称为舷高，水线以上的舷高称为干舷。参见下图：，排水体积系数表示船体
4、水下部分的肥瘦程度的数值叫排水体积系数，也被称为“肥嵴系数”。它能部分地反映舰船的航海性能。见下图：常见舰船的排水体积系数如下：战列舰0.550.70巡洋舰0.450.60驱逐舰0.420.53炮舰（炮艇）0.500.72客船0.550.65货船0.600.84由于船体在静水中受到的浮力等于船体的水下部分排开的水的重量，水的比重近似为，那么，我们就可以近似地估算出模型的排水量了：载重水线长 X 载重水线宽 X 吃水 X 排水体积系数 =排水量要较精确地计算模型的排水量，就要将船体的水下部分沿长度方向分成若干段，每一段的体积大小可以近似地看成肋板水下部分面积乘以它的厚度（厚度分割的间距），然后将
5、结果加起来。当然，分段愈多，结果就愈精确。因此对于模型爱好者有必要计算时，只要选择“适当数量”的分段进行计算就可以了。在现代造船行业中，设计人员是采用计算机浮力与浮力中心辅助设计软件完成的。以上内容普通爱好者仅需概念性地了解就可以了。要研究船模的稳定性，先要了解一些基本概念：浮在水面的舰船模型受外力作用会发生倾斜，当外力作用消失时，模型会恢复原来状态，这种性能称为稳性。分析静止浮在水面的模型受力情况，通常受到 2 个力：重力和浮力，这两个力大小相等，方向相反。重力等于模型的全重，方向向下，作用于船的重心 G 点；浮力是船体浸水表面各点所受的水压力的合力，方向向上，作用在船体浸水体积的重心浮心
6、C 点。见下图：这里要注意：在倾斜的状态下，重心的位置是固定的，浮心的位置是随新的浸水体积中心改变而变化的。如下图：上图左，重力力臂恢复力矩，能使船模恢复平衡；上图中，重力力臂倾复力矩，能使船模翻倒。从上图左我们还可以知道船为什么不做成又窄又高的原因了！在上图示范中，我们举例的仅是船舯横截面的浮力中心，实际上要对上文所说各个分段进行分别计算，得出总的浮力中心用于计算。对于船模爱好者常用以下的简便方法：取匀质硬纸板，按倾斜后的浸水截面形状剪下，任取两点穿上细线悬挂，每次悬挂时，画出向下的垂直线，两根画出的线相交于一点，此点即为浮力中心，通常称为“二次悬挂法” ：在下图中，设想通过新的浮力中心画一
7、根垂直线与船模中心线相交，这点就是通常所说的横稳心。（见下图）显而易见，我们在制作船模时，重心不可接近或高于横稳心。在我们实际制作船模中，在保证模型的强度的前提下，要尽量减轻模型的重量，尤其是上层建筑的重量。将比较重的物件，如电池等要尽量贴近船底固定。不要让它在船舱里移动。要留有余地，必要时前后移动电池或配重，调节船模前后吃水的适宜。船模基础知识（三）舰船的方向性一舰船的方向性，船舶的方向性与回转船舶航行中，保持或改变航行方向的能力称为方向性，不同用途的船舶对这方面的要求是不一样的。例如：军用舰艇要求有很高的灵活性；商用船舶要求经济性好；游艇则要求驾驶舒适在航行时，操舵者希望舵不动时，船能一直
8、向前开，因为船舶航行全过程中，直线航行的时间是远远多于改变航向的时间，这就是希望船舶的航向稳定性好。可事实上船舶都不具备理想中的航向稳定性。即使在平静无风的情况下，船舶也会驶离原有航线，这就是船舶的“乱驶”。有一定航行知识的人都知道，要使船舶沿直线航行，就要不断地操舵，每分钟达12 次。因此舰船的转向和保持一定的航向稳定性，都离不开舵。下图是假设一条沿直线航行的船，将舵向右转过一个（最大）角度，并保持这个角度不变，船的重心就会画出下图这样一条轨迹，这个过程就称为回旋：在上图中，从 a 点开始，由于船艉受到一个转向的舵力，向外产生侧滑，从 a 点到 b 点，船的侧滑由大变小，到过了 b 点以后，
9、在各种外力处于平衡的情况下，船舶进入一个稳定的圆周航线，这个圆周 D 的大小就是船舶灵活性的量度。通常是用船长的倍数来表示：船型直径船长战列舰、巡洋舰轻巡洋舰大型驱逐舰鱼雷艇潜水艇（水下）（水上）.55货船与客船 5.6二舵，舵舵在转向时的主要受力分析：（见下图）图中，F舵表面受到的正压力；F 侧有效用于转向的侧向分力；F 阻舵面产生的与航向相反方向的阻力；L舵面受力的中心点到重心的（在船的纵轴上的投影）距离。根据物理力学的知识，我们知道要使一个物体转动，必须受到外来的力矩的作用，在不考虑其他外力的情况下，这个使船舶转向的力矩 N 就是： N=F 侧L从上式我们可以看出：F 侧和 L 越大，转
10、向力矩就越大，就不难理解为什么舵要装在远离重心的船艉，并且要在紧靠螺旋桨的后面了。至于舵上面受到的正压力的计算和受力中心点位置的方法，就不在这里讨论了。对于一般的船模爱好者只要定性地了解，能够用这些原理去分析试航中出现的问题，就已足够。,常见舵的形式：a.普通舵 回转轴线通过舵的前缘；b.平衡舵其回转轴线通过舵叶，偏向前缘（常在离前缘 1/3 至 2/5 的地方）；c.半平衡舵 上半部是普通舵，下半部是平衡舵。由于普通舵的舵面完全分布在舵轴的一侧，操舵的力矩就很大，因此就产生了平衡舵。讲到平衡舵，显然它舵面的一部分在舵轴的前面，转向时就会大大减少所需的力矩。由于水动力学的缘故，平衡舵不能做到完
11、全平衡，而且由于它的不稳定性，会造成操舵频繁的情况，所以现在在中、大型舰船上使用更多的是半平衡舵。半平衡舵由上部的普通舵部分和下部的平衡舵部分组成。，舵的截面形状为了减少阻力和保证强度，舵的截面一般采用对称的流线型三舰船的横向摇摆横向摇摆对于舰船有可能产生如下影响：a,损失稳性，可能倾覆；b,影响航速，增加能耗；c,射击精度下降；d,人员居息条件下降；解决办法是在舰船上增设减摇装置。，舭（读 bi）龙骨（见下图）在船体中段两侧的舭部外壳板上加上舭龙骨，它与船体表面垂直，它的宽度从 185 到 700mm 不等，其长度约为船长的 3040%。舭龙骨增加了水阻力，但能减少横摇，增加航向稳定性；，活
12、动减摇器如下图所示的活动减摇器，平时不用时收入船体内，既可以减少航行时的阻力，又可避免停靠码头时不被碰坏。其它方面的摇摆，因与舰船模型关系不太大，在这里就不再讲述了。船模基础知识（四）舰船的推进装置一明轮推进器明轮是一种局部入水的推进器，装在明轮周围的用来向后划水的叫蹼板。划水产生的反作用力通过转轴到船体上，推动舰船前进。根据蹼板在明轮上的安装形式，分为“定蹼式明轮”和“ 动蹼式明轮”。，定蹼式明轮（见下图 a）特点是构造简单，缺点是效率太差：蹼板在入水时是压水，而在出水前是提水，因而浪费了大部分能量，所以它的直径往往做得很大，入水深度一般不超过半径的/2。，动蹼式明轮(见下图)它的蹼板以铰接
13、方式与轮体相连，通过偏心作复合运动，因为它的蹼板能以适宜的角度入水和出水，提高了效率。动蹼明轮产生的推力略次与定蹼明轮（所有的书上都是这样说的，未细研究，估计是机械效率和结构限制的缘故），明轮推进器仅适用于推力大、吃水浅、航速低且无大的浪涌的内河船舶。它在船上的常见布置方式如下图：二螺旋桨螺旋桨（又称螺旋推进器）是一种由若干个桨叶呈放射状装置在一个共同的桨（轴）毂上，每个桨叶与旋转平面相交一个角度。常见的一些螺旋桨形式见下图：螺旋桨的设计理论非常复杂，就不在这里详述了，但由于目前在船模上使用最多的动力推进装置就是螺旋桨，所以船模爱好者对于有关概念应该有所了解。现简述如下：，直接影响螺旋桨性能的
14、主要参数有：a.直径 D相接于螺旋桨叶尖的圆的直径。通常，直径越大，效率越高，但直径往往受到吃水和输出转速等的限制；b.桨叶数 N;c.转速 n每分钟螺旋桨的转数；d.螺距 P螺旋桨旋转一周前进的距离，指理论螺距；e.滑失率 螺旋桨旋转一周，船实际前进的距离与螺距之差值与螺距之比；f.螺距比螺距与直径的比（P/D），一般在 0.61.5 之间；一般地说来，高速轻载船选取的值比较大，低速重载的船选取的值比较小；g.盘面比各桨叶在前进方向上的投影面积之和与直径为 D 的圆面积之比。通常，高转速的螺旋桨所取的比值小，低速、大推力的螺旋桨所取的比值大。例如，拖轮的螺旋桨盘面比大于.2 甚至更大的情况也
15、不少见；，螺旋桨的数目：螺旋桨的数目通常等于主机的数目，一般根据船的用途、排水量、航速和总功率等确定。，变距式螺旋桨：这是原来发布在灌水区的一张图片，上面就是一种变距螺旋桨，变距式螺旋桨最大优点是可以根据不同的航速选择最佳的螺距，以提高航行的经济性，倒车时，只要将将叶片的螺距调至负值即可，省去了倒顺车装置。再看一遍老照片：，涵道式螺旋桨：这类螺旋桨因为装于导向环或船体内的管道里，为了进一步提高效率，它的外观形状被做得象轴流式水泵的叶轮。它常被用在拖轮（为了提高低速时的效率）、浅水船的轴流式喷水推进装置、艏（艉）侧推装置等。，螺旋桨在舰船上的布置：（参见下图）螺旋桨的驱动：螺旋桨的驱动系统示意图如下：主机推力轴承-传动轴（及连轴器、轴承）尾轴管装置（含密封装置）螺旋桨其中，主机提供原动力；推力轴承用于卸载螺旋桨产生的推力，不让巨大的推力损坏主机；尾轴管装置则用于支承螺旋桨，并同时提供密封，过去使用得最普遍的是“填料函” （一种使用填料压盖将石棉之类的填料压紧在轴与衬套之间的缝隙上的装置），现在还有的使用了“机械密封”装置等。现代大型船舶尾轴管装置则要复杂得多，下图为 2003 年第 9 期国际船艇上
