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1、第第11章章 船体形状船体形状Wuhan University of TechnologyWuhan University of Technology中纵剖面横剖面水线面01234561200WL2400WL设计水线船体型表面示意图船体型表面示意图轮廓线11-1 1 船体型线图船体型线图型型线图线图vv 船体外形是一个复杂的船体外形是一个复杂的多向曲度多向曲度变化的变化的流线型流线型的几何的几何曲面曲面，一般无法用，一般无法用数学公式表示，通常借助于一种数学公式表示，通常借助于一种图形图形来表征其几何形状，这种图形称为来表征其几何形状，这种图形称为船船体型线图体型线图。vv船体型线图是关系到船
2、舶全局的一张重要图纸船体型线图是关系到船舶全局的一张重要图纸vv型线图所表示的船体外型为船体型表面。型线图所表示的船体外型为船体型表面。钢船的型表面为外板的内表面（不包括船体外板厚度）钢船的型表面为外板的内表面（不包括船体外板厚度）水泥船、木船则为船壳的外表面（包括船体外板厚度）水泥船、木船则为船壳的外表面（包括船体外板厚度）vv采用型表面的原图：采用型表面的原图：各部位钢板的厚度不同各部位钢板的厚度不同便于建造。便于建造。三个基本投影平面vv船体外形是用投影到三个相互垂直的基本平面上来表示的。这三个基船体外形是用投影到三个相互垂直的基本平面上来表示的。这三个基本投影平面称为主坐标平面：本投影
3、平面称为主坐标平面：中线面中线面 通过船宽中央的纵向垂直平面，它把船体分为相互对称的左右通过船宽中央的纵向垂直平面，它把船体分为相互对称的左右两部分，因此中线面也是船体的对称面。两部分，因此中线面也是船体的对称面。中站面中站面 通过船长（垂线间长或设计水线长）中点（常用符号通过船长（垂线间长或设计水线长）中点（常用符号 表示）表示）的横向垂直平面，它把船体分为首尾两部分。的横向垂直平面，它把船体分为首尾两部分。基平面基平面 通过中线面和中站面交线上的通过中线面和中站面交线上的船底板上缘船底板上缘平行于设计水线面的平行于设计水线面的平面。它与中线面、中站面相互垂直。基平面与中线面的交线称为基线。
4、平面。它与中线面、中站面相互垂直。基平面与中线面的交线称为基线。 型型线图线图vv 前面所介绍的三个相互垂直的平面，但这三条剖线还不能将船体外形轮前面所介绍的三个相互垂直的平面，但这三条剖线还不能将船体外形轮廓变化情况完全表达出来，因此在型线图中包括着廓变化情况完全表达出来，因此在型线图中包括着三组剖面三组剖面的投影。的投影。横剖线图横剖线图 平行于中站面的一组横剖面；平行于中站面的一组横剖面；半宽水线图半宽水线图 平行于基线面的一组水平剖面；平行于基线面的一组水平剖面；纵剖线图纵剖线图 平行于中线面的一组纵剖面。平行于中线面的一组纵剖面。型线图船体型船体型值值表表vv 根据型线图量取的数据编
5、列成表，称为根据型线图量取的数据编列成表，称为型值表型值表vv 型值表是船舶性能计算和建造的主要依据。为避免图纸的伸缩变形，长型值表是船舶性能计算和建造的主要依据。为避免图纸的伸缩变形，长期保存船型的重要数据需要给出船体型值表。期保存船型的重要数据需要给出船体型值表。1-2 主尺度、船形系数和尺度比vv 船型要素：船型要素： 表示船体大小、形状、肥瘦程度的几何参数表示船体大小、形状、肥瘦程度的几何参数，这些参数对于船舶设计、，这些参数对于船舶设计、建造、使用和分析性能十分有用。建造、使用和分析性能十分有用。vv包括包括 一、主尺度一、主尺度 二、船型系数二、船型系数 三、尺度比三、尺度比一一
6、、主尺度船舶的主尺度船舶的主尺度 指船舶的主要尺度，长、宽、高指船舶的主要尺度，长、宽、高vv 船长（船长（L L） 总长、垂线间长和设计水线长总长、垂线间长和设计水线长总长（总长（LOA Length Overall） 自船首自船首最前端最前端至船尾至船尾最后端最后端的水平距离的水平距离 （进船坞、码头或过闸时采用）（进船坞、码头或过闸时采用） L LOAOA一一 、主尺度垂线间长（垂线间长（LPP Length Between Perpendiculars) 首垂线首垂线FP与与尾垂线尾垂线AP之间的水平距离。之间的水平距离。 （习惯上（习惯上默指的船长默指的船长，在船舶静水力计算中采用）
7、，在船舶静水力计算中采用）首垂线首垂线是通过设计是通过设计水线与首柱前缘的水线与首柱前缘的交点所作的垂线交点所作的垂线尾垂线尾垂线一般在舵柱的后一般在舵柱的后缘，如无舵柱，则取在缘，如无舵柱，则取在舵杆的中心线上舵杆的中心线上L LOAOAL LPPPP一一 、主尺度设计水线长（设计水线长（LWL Length Waterline） 设计水线在设计水线在首柱前缘首柱前缘和和尾柱后缘尾柱后缘之间的水平距离之间的水平距离（军舰及在阻力分析中常采用）（军舰及在阻力分析中常采用） L LOAOAL LPPPPL LWLWL一一 、主尺度vv 型宽（型宽（B B BreadthBreadth ）指船体指
8、船体两侧型表面两侧型表面(不包括船体外板厚度不包括船体外板厚度)之间垂直于中线面的水平距之间垂直于中线面的水平距离，一般指中横剖面设计水线处的宽度。离，一般指中横剖面设计水线处的宽度。最大船宽最大船宽是指包括外板和伸出两舷的永久性固定突出物如护舵材、舷是指包括外板和伸出两舷的永久性固定突出物如护舵材、舷伸甲板等在内，并垂直于中线面的最大水平距离。伸甲板等在内，并垂直于中线面的最大水平距离。 B一一 、主尺度vv 型深（型深（D D MouldedMoulded Depth Depth ）甲板边线最低点量到龙骨线垂直高度。甲板边线最低点量到龙骨线垂直高度。通常，甲板边线的最低点在中横剖面处。通常
9、，甲板边线的最低点在中横剖面处。 D一一 、主尺度vv 吃水（吃水（d d DraughtDraught ）基线至设计水线的垂直距离。基线至设计水线的垂直距离。dM一一 、主尺度在有设计纵倾的情况下，则有首吃水在有设计纵倾的情况下，则有首吃水在有设计纵倾的情况下，则有首吃水在有设计纵倾的情况下，则有首吃水dFdF、尾吃水、尾吃水、尾吃水、尾吃水dAdA及平均吃水及平均吃水及平均吃水及平均吃水dMdM，当不指明时是指平均吃水，即：当不指明时是指平均吃水，即：当不指明时是指平均吃水，即：当不指明时是指平均吃水，即：吃水差吃水差吃水差吃水差一一 、主尺度vv 干舷（干舷（F F FreeboardF
10、reeboard ）自设计水线至上甲板边板上表面的垂直距离。自设计水线至上甲板边板上表面的垂直距离。一般船舶在船的首、中和尾部处的干舷是不同的。一般船舶在船的首、中和尾部处的干舷是不同的。如无特别注明时，系指中横剖面处的干舷，则：如无特别注明时，系指中横剖面处的干舷，则： F = D d + tK (甲板厚度甲板厚度) F二二 、船型系数vv 船形系数是表达船体船形系数是表达船体水下部分水下部分肥瘦程度肥瘦程度的无因次系数，这些系数对分的无因次系数，这些系数对分析船舶的航海性能有很大用处。析船舶的航海性能有很大用处。vv 包括：包括：面积系数：面积系数：体积系数：体积系数：1 1）水线面系数（
11、）水线面系数（）水线面系数（）水线面系数（C CWW）2 2）中横剖面系数（）中横剖面系数（）中横剖面系数（）中横剖面系数（C CMM）3 3）方形系数（）方形系数（）方形系数（）方形系数（C CB B） 4 4）棱形系数（）棱形系数（）棱形系数（）棱形系数（C CP P）5 5）垂向棱形系数（）垂向棱形系数（）垂向棱形系数（）垂向棱形系数（C CVPVP）二二 、船型系数vv 水线面系数水线面系数C CW W ( (WaterplaneWaterplane Area Coefficient Area Coefficient) )指设计水线面面积指设计水线面面积AW与由船长与由船长L、船宽、船
12、宽B所构成的长方形面积之比。所构成的长方形面积之比。几何意义：表示水线面积的肥瘦程度几何意义：表示水线面积的肥瘦程度LB二二 、船型系数vv 中横剖面系数中横剖面系数C CM M ( (MidshipMidship Coefficient Coefficient) ) )中横剖面在水线以下的面积中横剖面在水线以下的面积AM与由船宽与由船宽B、吃水、吃水d所构成的长方形面积所构成的长方形面积之比度。之比度。几何意义：系数大小表示中横剖面的肥瘦程几何意义：系数大小表示中横剖面的肥瘦程 Bd二二 、船型系数vv 方形系数方形系数C CB B ( (Block CoefficientBlock Coe
13、fficient ) )船体水线以下的排水体积与由船长船体水线以下的排水体积与由船长L、船宽、船宽B、吃水、吃水d所构成的长方体所构成的长方体体积之比体积之比几何意义：系数大小表示船体水下体积的肥瘦程度。几何意义：系数大小表示船体水下体积的肥瘦程度。二二 、船型系数vv 棱形系数棱形系数C CP P ( (Prismatic CoefficientPrismatic Coefficient) ) 船体水线以下排水体积船体水线以下排水体积与由船中横剖面面积与由船中横剖面面积AM和船长和船长L所构成的柱所构成的柱形体积之比。又称纵向棱形系数。形体积之比。又称纵向棱形系数。几何意义：大小表征排水体积
14、沿船长方向分布的丰满程度，其值越大，几何意义：大小表征排水体积沿船长方向分布的丰满程度，其值越大，表示排水体积沿船长分布越均匀，反之，则集中于船中。表示排水体积沿船长分布越均匀，反之，则集中于船中。B二二 、船型系数vv 垂向棱形系数垂向棱形系数C CVPVP ( (Vertical Prismatic CoefficientVertical Prismatic Coefficient) ) 船体水线以下的排水体积船体水线以下的排水体积与设计水线面面积与设计水线面面积AW和吃水和吃水d所构成的柱所构成的柱形体积之比。形体积之比。几何意义：表示船体水线以下排水体积沿吃水方向的分布情况几何意义：表
15、示船体水线以下排水体积沿吃水方向的分布情况 二二 、船型系数vv 上述系数定义如无特别说明，指上述系数定义如无特别说明，指设计水线处设计水线处vv 计算不同水线处的系数时，其船长和船宽通常用垂线间长计算不同水线处的系数时，其船长和船宽通常用垂线间长（或设计水线长）和设计水线宽（或设计水线长）和设计水线宽vv 吃水取所计算水线处的吃水值。吃水取所计算水线处的吃水值。三三 、尺度比vv 采用主尺度比来反映主尺度之间的关系，并利用这些比值来表示船体几采用主尺度比来反映主尺度之间的关系，并利用这些比值来表示船体几何特征及预估船体各项性能之差异。何特征及预估船体各项性能之差异。1、长宽比长宽比L/B：与船的：与船的快速性快速性有关。例如高速船这比值越大，船越细有关。例如高速船这比值越大，船越细长，在水中航行时所受的阻力越小。长，在水中航行时所受的阻力越小。2、宽度吃水比宽度吃水比B/d：与：与稳性、快速性、耐波性和操纵性稳性、快速性、耐波性和操纵性都有关。都有关。3、型深吃水比型深吃水比D/d：与船的：与船的稳性、抗沉性、船体强度及船体的容积稳性、抗沉性、船体强度及船体的容积有有密切的关系。密切的关系。4、长深比长深比L/D：与：与船体总强度船体总强度有关，长深比小，船短而高，强度好。有关，长深比小，船短而高，强度好。
