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1、*1 第六章 船舶原理*2 前 言1、化繁为简；2、侧重基础知识；3、强调实际应用；4、不考虑复杂计算；5、不研究太深理论；6、了解基本规范；7、以安全为主线。*3 研究船舶平衡和运动的一门学科； 从基本概念、原理分析和规范等基本方面阐述船舶的装载状态和航海性能； 是航海专业的专业基础课； 基础课程有：立体几何、高等数学、理论力学、材料力学。内容简要介绍：*4本 章 结 构第一节 现代船舶发展史第二节 船舶构造第三节 船舶形状第四节 船舶尺寸第五节 船舶重量第六节 船舶性能第七节 船舶相关知识*5第一节 现代船舶发展史1807年，美国的富尔顿建成第一艘采用明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号，时速
2、约为8公里/小时；1839年，第一艘装有螺旋桨推进器的蒸汽机船“阿基米德”号问世，主机功率为58.8千瓦；1858年，第一艘全钢船在英国问世。*6第一艘蒸汽机船第一艘全钢船*71903年，俄国建造的柴油机船“万达尔”号下水；1954年，美国建造的核潜艇“鹦鹉螺”号下水，功率为11025千瓦，航速33公里；1959年，前苏联建成了核动力破冰船“列宁”号，功率为32340千瓦；同年，美国核动力商船“萨瓦纳”号下水，功率为14700千瓦。*8道光年间的蒸汽机船最大的核动力破冰船“Arktika”*9第二节 船舶构造1、船舶构成分类：船舶是由许多部分构成的，按各部分作用和用途，综合归纳为： 船体； 船
3、舶动力装置； 船舶舾装； 其它设备。*10*112、船体构成（一）主体部分：包括范围：上甲板以下的部分，它是由船壳(船底及船侧)和上甲板围成的具有特定形状的空心体；作用：保证船舶具有所需浮力、航海性能和船体强度；用途：船体一般用于布置动力装置、装载货物、储存燃油和淡水以及布置其他各种舱室。*122、船体构成（二）、上层建筑：范围：位于上甲板以上，由左、右侧壁，前、后端壁和各层甲板围成；用途：其内部主要用于布置各种用途的舱室，如工作舱室、生活舱室、贮藏舱室、仪器设备舱室等；上层建筑的大小、层楼和型式因船舶用途和尺度而异。*133、船舶动力装置推进装置：主机、传动轴系和驱动推进器；辅助机械设备：燃
4、油泵、滑油泵、冷却水水泵、加热器、过滤器、冷却器等；船舶电站：为船舶的甲板机械、机舱内的辅助机械和船上照明等提供电力 ；其他辅助机械和设备：锅炉、压气机、船舶各系统的泵、起重机械设备、维修机床等。备注：通常把主机以外的机械统称为辅机。 *14*154、船舶舾装主要包括：室内装结构(内壁、天花板、地板等)；家具；生活设施(炊事、卫生等)；涂装和油漆；门窗；梯栏杆、桅杆；舱口盖等。 *165、其它设备（一）锚设备与系泊设备；舵设备与操舵装置；救生设备；消防设备；船内外通信设备；照明设备；信号设备；导航设备；*17*185、其它设备（二）起货设备；通风、空调和冷藏设备；海水和生活用淡水系统；压载水系
5、统；液体舱的测深系统和透气系统；舱底水疏干系统；船舶电气设备；其他特殊设备。*19*20第三节 船舶形状一、船舶型线图二、船舶形状三、船舶尺度四、船体系数*21一、船舶型线图1、概念：型表面、型尺度、附体、船长；2、基准面：基平面、中线面、中站面；3、船体坐标系；4、主要剖面：水线面、中横剖面、中纵剖面；5、船舶型线图：横剖线图、纵剖线图。*221.1型表面型表面：几何形状的船体表面。备注：钢质船舶的型线图均采用不包括船壳板和甲板板厚度的船体表面来表示其形状。*231.2 型尺度、附体、船长型尺度:从型表面量取的尺度。附体：桨、舵、舭龙骨、轴支架。船长：首尾垂线间长。*242.基准面*253.
6、船体坐标系XYZ*264.剖面及型线图*27二、船舶形状1. 首部形状：斜直型、飞剪型、球鼻首型、破冰型2. 尾部形状：巡洋舰尾型、椭圆形尾、方型尾3. 梁拱：4. 舷弧:5. 舭部形状：6. 底部形状：7. 平行中体：*28三、船舶尺度1、船型尺度；2、登记尺度；3、最大尺度。*291、船型尺度定义：理论尺度计算尺度。用途：计算船舶干舷、稳性、吃水差等的依据。1.1型长(LBP或LPP)；1.2型宽(B)；1.3型深(D)；1.4吃水(d)。*301.1型长尾柱首柱首垂线型长 LBP*311.2型宽肋骨外缘在船舶最宽处*321.3型深和吃水型 深 D上层连续甲板横梁上缘*332、登记尺度2.
7、1用途：国家丈量船舶总吨位、净吨位的尺度。2.2登记长度LR：沿船舶最小型深85处水线长度96%,或沿该水线从从首柱前缘量至上舵杆中心间的长度,去两者中较大者。2.3登记宽度BR：在登记长度中点处，两舷外板表面之间的水平距离。2.4登记深度DR：登记长度中点处，从龙骨上缘量至最高一层连续甲板的横梁上缘的垂直距离。*34登记长度登记长度LR*35登记宽度登记宽度BR*363、最大尺度3.1用途：船舶操纵的重要依据。停靠码头;进坞;过船闸和狭窄航道;桥梁和架空电线;船舶避碰操纵。3.2种类：四类。*373.3最大尺度定义最大长度：包括船舶外板和永久性固定突出物在内的垂直于纵中站面的最大水平距离。最
8、大宽度Bmax：船舶外板和永久性固定突出物在内的垂直于纵中线面的最大水平距离。最大吃水dmax：船中处，自龙骨下缘到夏季满载水线的垂直距离。水线上最大高度Hmax：船舶空载吃水到船舶最高点的垂直距离。*38第四节 船体系数面积系数体积系数1.中横剖面系数Cm2.水线面系数Cw3.方形系数Cb4.棱形系数Cp5.垂向棱形系数Cvp一、船体系数*392.1中横剖面系数Cm二、面积系数快速性、舱容2.2水线面系数Cw快速性、稳性、甲板面积*403.1方形系数Cb肥瘦程度二、体积系数*413.2 棱形系数Cp纵向肥瘦程度*423.3垂向棱形系数Cvp垂向肥瘦程度*43第五节 船舶重量一、自重和总重阿基
9、米德原理：船体水线以下所排开水的重量，即为船舶浮力，并等于船舶总重量。船的自重等于空船排水量。民用船舶包含：船体钢料重量 、舾装重量和机电设备重量 三大部分；船的自重加上装到船上的各种载荷的重量的总和(载重量是变化的)，即船的总重量。 *44二、载重量船舶载重量包括货物、燃油和润滑油、船舶附着物、淡水、食物、人员和行李、备品及供应品等的重量。通常预定的设计载货量与按预定最大航程计算的油、水、食物等的重量之和，称为设计载重量。设计载重量时的排水量称为设计排水量或满载排水量。1、船舶总重量和载重量的关系： （船舶总重量=船舶自重+载重量）*45船舶重量性能的相互关系图 满载排水量*462、四种典型
10、载况： 满载出港：设计排水量状态；满载到港：船上的油水等消耗品重量规定为设计状态储备量的10；压载出港：船上不装载货物，但所需的压载水，油水储备量为设计状态之值；压载到港：船上不装载货物，但有所需的压载水，油水为其总储备量的10。*47三、船舶受力与平衡3.1船舶重力（W）和浮力（B）大小相等、方向相反且重力与浮力又是作用在同一铅垂线上。*483.2船舶浮态A.正浮状态：指船舶首、尾、中的左右吃水都相等。*49B.纵倾状态：指左右吃水相等而首尾吃水不等时，首倾：船首吃水大于船尾吃水；尾倾：船尾吃水大于船首吃水。A 首 倾B 尾倾 C*50C.横倾状态：首尾吃水相等而左右吃水不等的。A右倾B左倾
11、C侧面图*51D.任意状态：既有横倾又有纵横倾的状态。ACBD*52四、船舶重量性能1、排水量吨位（DisplacementshipTonnage）：船舶在水中所排开水的吨数。可分为： 空船排水量，又称轻排水量：船舶本身加上船员和必要的给养物品三者重量的总和，是船舶最小限度的重量； 满载排水量（FullLoad Displacement），又称重排水量：船舶载客货后吃水达到最高载重线时的重量，即船舶最大限度的重量； 装载排水量（Actual Displacement）：船舶载货后实际的排水量。*532、排水量的计算2.1 排水量（公吨）=长*宽*吃水*方型系数/0.9756（海水）或1（淡水）
12、2.2 排水量吨位用来计算船舶载重吨；造船时，排水量吨位可知该船的重量；在统计军舰的大小和舰队时，一般以轻排水量为准；军舰通过巴拿马运河，以实际排水量作为征税的依据。*542.3载重量(Dead WeightTonnage, D.W.T.)包括：总载重量(Dead Weight，D.W)：船舶根据载重线标记规定所能装载的最大限度的重量，含有:船舶所载运的货物；船上所需的燃料、淡水；其他储备物料重量。总载重吨=满载排水量-空船排水量 *55净载重吨（Net deadweight，N.D.W.）：船舶所能装运货物的最大限度重量，又称载货重吨，即从船舶的总载重量中减去船舶航行期间需要储备的燃料、淡水
13、及其他储备物品的重量所得的差。作为对载重货物的统计；作为期租船月租金计算的依据；表示船舶的载运能力；用作新船造价及旧船售价的计算单位。*56船舶常数（Constant）C：船舶经过一段时间营运，空船重量会发生变化，总重量中出现一些难以统计和归类的重量。包括：船体、机械及晒装进行定期修理和局部改装而产生的重量改变量；货舱内残留货物、垫舱物料及垃圾而导致的船舶总重量的增加量；油、水舱柜及污水井内残留污油、积水及沉淀物而导致的船舶总重量的增加量；未计入船用备品重量的库存破旧机件、器材和各种废旧物料的重量；船体外附着的海藻、贝类等海生物等引起的重量增加值。*57五、船舶的容积性能1、定义：船舶容积性能
14、是表示船舶装载多少体积货物的能力，其计量单位为立方米（m3）。2、包括：舱柜容积；舱容系数；船舶登记吨位等。*583、吨位的分类和用途3.1船舶登记吨位：按照1969年国际吨位丈量公约或各国制定的丈量规范的规定，以吨位表示其大小的船舶容积。 船舶登记吨位分总吨位和净吨位。备注：我国是按照1992年并经1999年修正的船舶与海上设施法定检验规则中“吨位丈量”的规定确定船舶登记吨位的。*59吨位的概念“吨”是排水量的计量单位。按国际单位制规定，“吨”是质量单位，“千牛顿”是重量的单位，1吨重量约等于9.81千牛顿。“吨”作为容积的单位，用它来表示船舶营运能力的大小。每吨货物所占容积大于40立方英尺
15、（1.133立方米）者为轻货，反之则为重货。例子：某船性能表上列出其净吨位为100吨，它表示该船具有10000立方英尺（283立方米）的营运容积，而不是重量概念上的100吨。*603.2船舶总吨位3.2.1定义：从船上所有固定围蔽处所的容积中，扣除上甲板以上的航行工作处所，航行设备处所、安全设备处所、通风采光处所、机械处所、锚设备处所、升降口及出入舱口、厨房、卫生间、工作间、储藏室、夺载水舱等所占容积后，除以2.83即得该船的总吨位。3.2.2作用：建造船舶规模的通用统计单位；计算海事陪偿的基准之一。*61*623.3.1定义：从总容积中扣除不能用于客货运输的容积，如机舱、物料舱、船员住舱等，
16、然后除以2.83后所得的吨位数。3.3.2作用：作为计算船舶各种港口使费或税金之基准，如港务费、引航费、拖轮费、码头费、进坞费、系解缆费和吨税等。备注：船舶吨位证书中的总吨位和净吨位的数值应采用整数，不计小数点以下的数值，总吨位、净吨位只填写数字，数字后面没有单位“吨”。3.3净吨位*63六、船舶吃水及标志1、船舶吃水： 水线面与船底基平面之间的垂直距离。 实际吃水(Real draft)：水线面至船底龙骨板下缘的垂直距离； 型吃水(Moulded draft)：水线面到龙骨板上缘的垂直距离。两者相差一个龙骨板的厚度。*642.船舶吃水标志（Draft Marks）2.1由船首（BOW）、船尾（Stern）及船中（Amid-ships）两侧船壳上的三组数据组成，俗称六面水尺。采用米制时，用阿拉伯数字标绘，每个数字的高度为10cm，上下两数字的间距也是10cm，并自数字下缘起算；采用英制水尺时，用罗马数字标绘，每个数字高度为6in，上下两数字的间距也是6in，也自数字下缘起算。*65*662.2吃水观测和计算观测船舶吃水，根据实际水线吃水标志尺上的位置，按比例取其读数；当有波浪时，应取其
