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1、1,本章学习目标 能正确叙述横剖面面积曲线的特征参数及影响因素 能正确叙述设计水线的特征参数及影响因素 能正确叙述横剖线的特征参数及影响因素 能正确叙述首尾轮廓线和船底线的特征参数及影响因素 能正确叙述甲板线的特征参数及影响因素 简单叙述特种型线的主要种类、特点和运用 能正确叙述型线图的设计原理及绘制方法,2,第一节 概述,船体型线的影响因素 （1）横剖面面积曲线； （2）设计水线和甲板线； （3）横剖线形状； （4）侧面轮廓线,3,型线图的作用 （1）型线与阻力关系重大 （2）型线与稳性、操纵性、横摇阻尼、船在波浪中的运动有关 （3）型线影响布置和舱容 （4）型线影响建造的施工工艺,4,设计
2、型线中应注意的问题,保证设计船具有良好的航海性能 满足总布置要求 考虑船体结构的合理、简易以及施工、维修的方便 外观造型,5,型线设计方法,母型改造法 船模系列资料法 常见的系列船模： 美国的陶德60系列；英国的BSPA系列；瑞典的SSPA系列；我国长江客货船系列,6,第二节 横剖面面积曲线,横剖面面积曲线是以船长为横坐标、设计水线以下横剖面面积为垂向坐标所绘制的曲线。,7,横剖面面积曲线的特征,横剖面面积曲线下的面积相当于船的型排水体积 面积的丰满度系数等于船的纵向棱形系数 面积形心的纵向位置等于船的浮心纵向坐标 丰满船的横剖面面积曲线的中部平行段，称为船的平行中体，平行中体前后段称为进流段
3、和去流段。 无平行中体的最大横剖面位置 曲线两端端部形状,8,一、平行中体的长度和位置，最大横剖面位置,1、平行中体的长度和位置 阻力方面 将排水体积适当地向中部集中，采用一段平行中体，对于前体可使进流段尖瘦些，降低兴波阻力；对于后体，可削瘦去流段的船体形状，有利于改善形状阻力。,平行中体是不是越长越好，会造成哪些问题,9,船舶使用方面 由于平行中体一段的横剖面形状完全相同，使得中部的船舱方整，便于装载货物。设置平行中体还简化了工艺，降低了建造成本。因此，希望平行中体的长度取长些，但应不引起阻力性能恶化为限。,10,11,2、最大横剖面位置,12,二、横剖面面积曲线的端部形状,典型的端面形状如
4、下图 a-直线型；b-凹形；c-微凹形,13,贝克通过对面积曲线两端形状对剩余阻力的影响做详尽的船模试验，得出面积曲线两端形状，见下表,14,三、棱形系数和中剖面系数的选择,棱形系数的大小反映了浮力沿船长的分布情况，棱形系数大，表示浮力沿船长分布的比较均匀，反之，表示浮力相对集中在船中，而船的首尾两端尖瘦。 1、对阻力的影响 棱形系数对船舶的摩擦阻力影响极小，而对剩余阻力影响很大，对剩余阻力的影响主要反映在兴波阻力上，棱形系数对剩余阻力的影响随船的相对速度不同而发生变化。,15,低速时 棱形系数小，剩余阻力小，但由于兴波阻力所占比例小，所以棱形系数影响小 中速时 棱形系数小，兴波阻力小，但棱形
5、系数对剩余阻力影响显著。 高速时 取过小的棱形系数并不利，则取适当的棱形系数兴波阻力反而小,16,17,2、对总布置及建造工艺的要求 棱形系数较小时，船舶两端尖瘦不利于船舶的布置。特别是尾机型船舶，棱形系数过小，机舱与轴系布置困难；对于双桨船，尾端过于尖瘦，尾轴过早穿出船体，对船体强度和振动极为不利。,18,19,四、浮心纵向位置的选择,浮心纵向位置，表示船的排水体积在中前和中后的相对大小，决定了船的前半体和后半体的相对丰满度。 对阻力的影响 当浮心位置改变时，前体兴波阻力和后体形状阻力的相对比例发生变化。对于低速肥大的船，兴波阻力比例较小，中前为宜；对于高速船，兴波阻力比例逐渐增大，中后为好
6、。因此，对于给定速度的船，存在一个阻力最小的最佳浮力纵向位置,20,21,2、从浮态和布置方面考虑 浮心纵向位置的选取，应注意与满载出港时的重心纵向位置相配合，使船不致产生首倾或尾倾。 3、与型线的配合 不同船型的最佳浮心位置有一定的差别，是因为兴波阻力和形状阻力实际上还与型线的其他特征相关。所以，在选取浮心纵向位置时，必须考虑与船舶型线的配合与协调。,22,第三节 设计水线,设计水线的特征参数主要包括：水线面系数、前后半段的丰满度系数、平行中体长度、漂心纵向位置、半进流角、半去流角、首尾端部形状等。,23,一、水线面系数,从快速性来讲，傅汝德数大者，水线面系数应取小一些 从耐波性来讲，水线面
7、系数对耐波性的影响很大。很多研究表明，水线面系数取大的值对改善耐波性是有利的 从稳性来讲，水线面系数大则初稳性高些，并且水上体积也增加了，从而稳性复原力矩增大 总之，水线面系数的选取要综合各方面因素。在设计中一般有如下的取值范围：,24,二、设计水线首端形状,从阻力方面看： 从耐波性看，设计水线首部适当丰满比较有利,25,设计水线的半进流角对船首形状起决定作用，对兴波阻力有重要影响。根据船模试验得下图,26,三、设计水线尾端形状,设计水线尾端的形状与船的稳性、布置及尾部型线特征有关。从阻力来，尾端形状主要影响形状阻力，它的作用仅次于首端形状。为避免尾端水流发生分离形成漩涡，一般以直线为佳，而不
8、宜成凹形。 设计水线在尾端的宽度应能盖住螺旋桨和舵，对桨和舵形成一定保护。,27,第四节 横剖线的设计,典型船中剖面形状,28,中剖面系数的确定,29,二、端部横剖线形状,图6-7所示为四种常规船型的横剖型线，其形状特征可分为：V形、中V形、中U形、 U形,U形-大型运输船及中、高速船舶 V形-小型船舶 中V形或中U形-中型船舶,30,第五节 首尾部轮廓线及船底线,一、首轮廓线,31,二、尾轮廓线,32,三、船底线,33,第六节 甲板线,甲板线在型线图的纵剖线图上用舷弧线和脊弧线来反映，在半宽水线图中用甲板平面轮廓线来反映。,34,一、舷弧线和脊弧线,定义 舷弧线：是甲板边线在中线面上的投影线
9、 脊弧线：是甲板中心线在中线面上的投影线 影响因素 首舷弧：甲板上浪和干燥性； 尾舷弧：首舷弧的一半，考虑甲板上浪及小型船舶舵机舱的高度 确定步骤,脊弧线,梁拱值,舷弧线,35,二、甲板平面轮廓线,定义 甲板平面轮廓线是指甲板边线在基平面上的投影。 决定因素 总布置图；甲板使用要求；与横剖面形状 的协调 三、梁拱 梁拱一般取型宽的1/501/100；对于海船常取1/50,对于内河船常取1/100,36,第七节 特种型线,一、球鼻首 1、常见球鼻首,37,球鼻首的减阻机理,减小高速船舶的兴波阻力 鼻首产生波系与船体波系之间产生有利干扰 减小低速肥大型船舶的破波阻力 压载航行时，船首延伸，改变首柱
10、附近的水压力 满载航行时，降低舭涡阻力和减少埋首现象。,38,二、特种尾型,球尾：雪茄形球尾和同心球尾,39,涡尾及不对称尾,40,双尾,41,第八节 型线图的设计与绘制,一、型线绘制的基本要求 绘制格子线 手工时的精度，上墨等 光顺性 凹凸度，曲率，均匀性，切点的位置 投影一致性 高度，宽度的对应，各交点和交接线的投影,42,二、型线生成的方法,自行设计法 根据新船的具体要求，按型线设计的基本原则和规律，参考相近母型船的优良型线资料，经设计者分析思考，并对新船型线特征有所把握后，自行设绘型线图 改造母型法 利用与新船相近的母型船的型线资料，应用适当的修改方法，将其改造成符合设计要求的新船型线
11、,43,系列型线 选择与新船特征相近的系列船型，直接利用系列船型的型线资料，查得设计水线以上的船体型值，需要时做局部的修改。 数学型线 应用数学函数来表达水线横剖线或船体曲面，控制形状特征参数，由计算机程序完成型线生成工作。,44,三、自行绘制法,1、绘制格子线 2、绘制横剖面面积曲线 3、绘制侧面轮廓线、设计水线和甲板平面轮廓线 4、绘制横剖线图 5、绘制半宽水线图 6、绘制纵剖线图,45,横剖线图的绘制,（1）中横剖面图的绘制 丰满的中剖面中剖面系数大的直壁式横剖面线形状,46,47,中剖面系数较小的中剖面,48,绘制其余各站横剖线,49,50,四、母型改造法,母型改造法是：利用与新船相近的母型船的型线资料，应用适当地修改方法，将其改造成符合设计要求的新船型线。 主尺度改造（船长、船宽及吃水）,51,2、横剖面面积曲线的改造（作图法） （1）修改型线的横剖面面积曲线的棱形系数。,52,（2）修改横剖面面积曲线的xb(迁移法）,53,3、其他参数的改造及型值的产生 面积曲线改造后型值的产生 （1）从母型船的横剖面面积曲线上，找出与设计船某站横剖面面积相等的母型船的对应横剖面位置 （2）从母型船的半宽水线图上找到对应剖面处的各水线半宽值 （3）根据此半宽值等比例进行换算，得新船的横剖面型线 （4）根据横剖线图绘制半宽水线图和纵剖面图，同时校核三向投影。,
