船舶设计原理问题整理

第三章4、我国船舶的航区、航线是如何划分的？海船航区常分为沿海航区、近洋航区、远洋航区，遮蔽航区。

航区划分通常是依据距航线离岸距离和风浪情况。

按海船稳性规范分为Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ三类航区,其中Ⅰ类航区称为无限航区。

内河船常按水系名称来分，如我国长江水域根据风浪及水流情况分为A,B,C级航段。

不固定航线的船通常提出主要航行的航线或航区。

定航线船通常给出停靠的港口等等。

7、何谓船舶入级？航行于国际航线的船舶依照国际惯例办理船级业务，应按《海船入级章程》申请入级，经检验合格后，发给相应的船级证书后，才能进行国际航行。

8、试航速度Vt与服务航速Vs有什么不同？试航速度一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率情况下，静止深水中的新船满载试航所测得的航速。

而服务航速是指船平时营运所使用的速度，一般是一个平均值。

通常Vs较Vt慢0.5—1.0kn。

9、什么叫船的续航力和自持力？续航力一般是指在规定航速或主机功率下，船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。

自持力有时也叫自给力，指船上所带淡水、食品等能在海上维持的天数。

11、举例说明设计船的尺度受限制的原因？船长L，因泊位短，港域小，河道曲折而调头困难及通过船闸、船坞等原因，而使船长或最大长度有所限制；吃水T，受航道或港区水深所限制；船宽B，主要受过闸门、过运河的限制；船的水上高度部分，主要考虑过桥的限制。

12、船舶主要要素一般是指哪些？通常是指排水量△，载重量DW，船长L，船宽B，吃水T，型深D，方形系数Cb，航速V及主机功率P等。

13、什么是设计螺旋线？描述设计过程中逐步近似的特点，常用设计螺旋线表示。

设计螺旋线表示的意思是:如任务书已给定载重量DW及主机类型（包括功率及转速），此时可首先参考型船及有关资料，初估得一个排水量，并据此初估船长、型宽、吃水及型深，初选一个方形系数，并使其满足浮性方程，即△=ρKa LBTCb 。

然后，根据这套主尺度，参考型船及有关资料，估计空船重量，求出船的排水量，看其是否与第一步初估得的排水量相吻合，如有差别，再进行主尺度及系数调整，直至排水量符合要求为止。

这就是船的重量与浮力平衡的过程。

根据已满足重量与浮力平衡后的一套主尺度进行航速估算、总布置、容量估算、干舷检验、稳性及其他性能校检等，即校核船的各个主要性能是否满足使用要求。

在校核中，如发现某一项或几项性能不符合要求，则必须调整船的主尺度及系数，再重复一次上述的循环，直至设计者认为满意为止。

14、船舶设计分为几个阶段？各阶段的作用、内容如何？(1)初步设计有进一步论证新船设计任务书合理程度的作用。

这阶段只要求提供新船方案的主要技术文件，船体方面包括：船体说明书；型线图；总布置草图；中剖面结构图及结构强度计算书；航速、稳性、舱容等估算书；主要设备、材料规格明细表等。

(2)技术设计作为施工设计或签订合同的依据。

在这阶段要求船体方面完成的技术文件有：船体设计说明书；较详细的总布置图；正式的型线图；中横剖面结构图，基本结构图，外板展开图，肋骨型线图，首、尾部及舱壁等结构图；锚泊、起货、操舵等设备图；各系统的原理图；重量及重心计算书；各项性能的详细计算及有关说明书；详细的设备、材料规格明细表等。

(3)施工设计所需文件的范围依各厂情况而不同，在船体方面主要为分段结构的施工图和工艺规程，以及设备、舾装的零件图等(4)完工文件应根据建造期间对原设计图纸所作的改动，绘出完工图纸，根据实船倾斜试验结果，修改原来的有关计算书，完成各项试验并写出报告书。

第四章1、船舶平浮在预定吃水的条件是什么？浮力等于重力，重力与浮力的作用线在同一铅垂线上。

2、船的典型排水量与载况有几种？为什么说他们是典型的民船的典型排水量通常为空船排水量和满载排水量；对于货船，设计中通常取四种典型载况：满载出港，满载到港，空载出港，空载到港。

所取的这些排水量和载况是实际航行时的两端极限情况，实际航行中的船的性能可由这些排水量和载况估算推断而得，所以说是典型的。

3、如何理解准确估算空船重量的重要性？民船空船重量有哪几个部分组成？重量估算是影响后续设计的基本工作，从某种意义上讲，空船重量估算的准确与否是船舶设计能否成功的关键之一。

这是因为空船重量LW占整个排水量△的很大一部分，且影响因素多，不容易估算准确。

而如果船舶建成以后，空船重量与原先估计的值相差较多，特别是超重过多的话，船舶的技术性能和经济指标都将发生很大的变化，引起的后果十分严重。

当然，重量估算过大，船长也大，对经济性不利。

因此对空船重量的估算，要特别注意，切不可粗心大意。

民船的空船重量LW分成船体钢料重量W h，木作舾装重量Wf和机电设备重量Wm三大部分。

5、估算Wh选取船型时应注意哪些问题？设计某海船时，找到各方面都相近的内河船，能不能直接用作型船估算Wh值，为什么？主尺度及系数；布置特征；船级，规范，航区；结构材料。

不能，因为航区不同，对Wh的影响也就不同。

7、Wh=ChLBD的估算方法有什么不足，是如何改进的？立方模数法的缺点是：没有考虑船体的肥瘦程度，把L、B、D、各要素对Wh的影响看成是同等的。

为了提高估算的准确性，将式Wh=ChLBD1改为Wh=ChLBD1（L/D）1/2（1+1/2CbD）。

当新船与型船的甲板层数不同，估算时也要对Ch值进行修正，通常认为增加一层甲板，Ch值增大约5～6%。

11、船舶设计初始阶段为什么通常都要加排水量裕度？在什么情况下有的船需要加固定压载？在一般货船上加固定压载是否合理？加排水量裕度是：估算误差，设备增加，采用代用品；加固定压载的情况是，需要降低重心以提高稳性，增加重量以加大吃水，或者需要调整浮态时。

不合理，货船加固定压载会影响船的载货量，影响经济效益。

12、载重量包括哪些部分？它们分别是怎样估算的？(1)人员及行李、食品、淡水人员重量：65kg/人；船员行李40~65kg，人员携带的行李：长途旅客40~65kg，短途旅客15~35kg；食品、淡水分别根据人数、自给力天数及有关定量标准按下式计算：总储备量=自给力(天)×人员数×定量(kg/人)，自给力(天)=R/(Vs·24)，R——续航力，Vs——服务航速，人员数为船员和旅客——两者标准不同，应分别计算，食品定量2.5~4.5kg/人·天，淡水在全带足情况下50~100kg/人·天，内河船可以少些。

(2)燃油燃油储备量W0=0.001g0P*R*k/Vs。

g0——油耗率，通常为主机常用持续功率P时耗油率gr的1.10~1.15倍；k——考虑风浪影响所增加系数；通常取1.15~1.20；R——续航力，Vs——服务航速，P——主机持续常用功率。

（3）滑油取燃油总储量某一百分数W1=εW0 ，一般柴油机ε≈3~5%，汽轮机ε≈1%。

（4）炉水炉水储备主要考虑蒸汽漏失量，具体数量为：W=每小时蒸汽耗量G×漏失率ε×连续航行时间t。

G——据主机要求和辅锅炉参数；ε——汽轮机2~3%，辅锅炉5~6%；t=R/Vs。

远洋船有制淡水装置补充淡水，故只需少量炉水储备。

（5）备品、供应品备品：备用零部件、设备与装置。

供应品即零星物品，国外又是放在空船重量内，我国归在载重量内，通常取0.5~1%LW。

13、选取主要要素涉及哪些基本问题？重量与浮力的平衡；满足船对容量与甲板面积的需要；保证船的各种技术和经济性能；考虑使用、工艺等条件。

14、载重型船舶与容积型船舶各自的特点是什么？载重型船的载重量占排水量比例较大，设计时首先要使船能够满足载重量要求，即确定船的主尺度时应首先从重量与浮力平衡入手。

容积型船为布置各种用途的舱室、设备等，需要较大的舱容及甲板面积，这类船的主尺度的确定，主要取决于船主体的容积及甲板面积的需要，二者设计时的入手点不同。

15、载重量系数ηdw的物理意义是什么？为什么可用公式△= DW\ηdw来粗估载重型船的△，而容积型船则不行？载重量系数ηdw表示DW占△的百分数。

载重型船的载重量占排水量比例较大，设计时首先要使船能够满足载重量要求，容积型船为布置各种用途的舱室、设备等，需要较大的舱容及甲板面积，这类船的主尺度的确定，主要取决于船主体的容积及甲板面积的需要，后考虑载重量要求。

16、诺曼系数N的物理意义是什么？它有什么特点？诺曼系数N的物理意义是增加1tDW时船舶要增加的浮力。

诺曼系数N的特点：必有N>1 ；N的大小取决于LW/△的大小；N的数值还随Wh、Wf和Wm估算公式中△的指数不同而变化；对设计船来说，为达到平衡所改变的主尺度不同，N也是不同的。

17、船舶重心估算的重要性？它们与船的哪些性能有关？(1)通常取船的中心坐标为Xg、Yg和Zg。

其中Yg=0，所以重心估算主要是指船的重心的纵向坐标Yg和重心高度Zg的估算。

Xg关系到船的浮态，即影响船的纵倾；Zg影响船的稳性，要引起高度重视。

Zg的估算不准将带来严重的影响。

(2)纵向重心坐标Xg影响船沿船长方向的布置，且影响船的纵倾；横向重心坐标Yg影响船的横倾；垂向重心坐标Zg 影响稳性，横摇周期Td。

第十三章1、为什么说船体型线设计是关系全局的项目之一？当新船的排水量和主尺度确定以后，在船体型线设计时又要注意与总布置设计相配合、协调。

船舶设计的许多工作只有在型线图确定以后，才能正式进行下去，如总布置设计、结构设计、舱容及性能计算等等。

船体型线设计的成功与否，还直接影响到船的技术经济性能，如性能（浮态，快速性，耐波性，稳性，操纵性等）、总布置（船主体内舱室的布置，甲板面积及甲板上的设备，舱室的布置）、结构与工艺（结构上的强度，振动，施工建造）。

2、常用的船体型线的生成方法有哪几种？优秀母型改造，船模系列资料，电子计算机生成型线。

3、表征船体外形的特征与参数有哪些？主尺度与船型系数包括L、B、D、T、Cb等；横剖面面积曲线形状；设计水线形状；横剖线形状；首尾轮廓以及甲板边线的形状。

4、横剖面面积曲线有哪些特征？曲线面积等于船体水下排水体积；曲线的形状表示排水体积沿船长的分布情况；曲线面积的丰满度系数也就是船的菱形系数Cp；面积型心的纵向位置等于船浮心的纵向位置Xb。

曲线的形状对摩擦阻力的影响不大，但对剩余阻力的影响相当大。

5、选择棱形系数Cp应考虑哪些因素？为什么低速运输船不是从阻力上最佳出发考虑C的选取?（1）阻力性能，经济性，总布置，建造工艺，其他。

（2）低速船一般属于民用船，我们主要从考虑使用性和经济性考虑，兼顾快速性，因为取Cp较大时，阻力增加不大，但是可以得到较大的排水量，提高船舶的经济效益。

一般我们都有一个经济方型系数Ce。

6、浮心纵向坐标与哪些因素有关？阻力性能，纵倾调整，特殊要求。

7、什么样的船舶具有平行中体？平行中体有哪些好处？如何确定平行中体的相对长度及适宜位置？没有平行中体船舶的最大横剖面的位置如何确定？(1)低速、较胖的船舶具有平行中体。