第八节 船体的基本结构

( 2 ）型宽吃水比 B / T

2.主尺度比值


（4）型深吃水比 D / T 该值影响船舶大角度横倾时的稳性和抗沉性。 D / T 大船 的储备浮力大，对提高大倾角稳性和抗沉性有利。 （5）长度型深比 L / D 该值影响船舶的结构强度， L / D越小，则纵总强度越好。 不同用途不同类型的船舶都有其相应的主尺度比值。
不同形状物体的漩涡阻力
4.船舶航行主要性能 快速性



兴波阻力 船在水中航行时，原来平静的水面有的地方升高，有的地方下陷， 形成波浪并向外扩散传播。这种由航船引起的波浪称为船行波， 不同于海洋上由风兴起的海浪， 船行波的形成需要外界供给能量，这个能量就是由行驶中的船舶 提供的，，这就是船舶航行中的兴波阻力。航速是影响兴波阻力 的最主要因素，它要消耗主机相当大的功率。
船体的基本结构及性能
清溪中心学校船模兴趣班 辅导员 陈明139*****698 2018年11月
1.船舶基本形状

1.船舶主要尺度
船舶作为一种外形庞大的工业产品，一个复杂的空间
几何体，它的大小也用尺寸标注来表示，如同某些产 品标注其外形尺寸一样，这些表征船舶大小的尺寸称 为船舶的主要尺度。 钢质船体的内表面称为船体的型表面，凡是量到型表 面的尺寸称为型尺寸 钢质船舶的主要尺度通常都是指的型尺寸。
2.主尺度比值


从船舶主尺度的比值可以看出船舶长短肥瘦的形状 特征，它还反映出船舶某些航海性能的好坏和船体 结构的强弱。主尺度比有以下几种。 （1）长度宽度比 L / B

该值对船舶快速性影响较大。L/B值大表示船体狭长，阻 力较小而航速较高。 该值与船舶的稳性、阻力关系比较大。 B/T越大，稳性越 好，但阻力也较大。 B / T过大时容易造成过快的摇摆，不 利于船上人员的生活和工作。
2
回转性：


4.船舶航行主要性能 其他术语
航速


海船的航速单位是“节”，用 kn表示。 1节＝ 1海里/小时，即 Ikn =1n mile/h. 我国规定 1n mile为 1852 .0m ，即 1.852km 。 其换算关系如下：

民用船舶的航速一般为 15- 25kn 高速船可达 30kn以上 军用舰艇为 20 - 40kn 水翼船、气垫船可超过 50kn。
4.船舶航行主要性能
4.2 稳性 （平衡状态）
1）重力和浮力大小相等，方向相反； 2）重心
G 和浮心B 在同一垂线
静水中重力与浮力的平衡
4.船舶航行主要性能 稳性
稳心
初稳性高度GM
4.船舶航行主要性能 稳性

保证船舶稳性的措施
(1)降低船舶重心G
使船上设备和负载尽可能布置在较 低的位置。上层建筑不过于庞大-压载则是经常采用的 方法，尤其在船舶空载航行时。 (2)提高横稳心M 它与船舶横倾后浮心水平移动的距离 有密切关系。M点的高度决定于船体的形状，尤其是水 下部分的形状。
计算一下：一艘船为20节速度行驶，大约是每小时多少公里？
4.船舶航行主要性能 排水体积系数
排水体积系数——表示船体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。
常见舰船的排水体积系数如下：
战列舰 0.45~0.60 0.55~0.70 巡洋舰
驱逐舰 0.50~0.72



型宽（B）―船体型表面之间垂直于中线面的最大 水平距离； 型深（ D、H）―通常指在中站面处，沿舷侧自龙 骨线量至上甲板边线的垂直高度； 型吃水（ T ）—通常指在中站面处，自龙骨线量至 设计吃水的垂直距离。在船长中点处从平板龙骨 上缘至夏季载重水线的垂直距 干舷(F)—在船长中点处，沿舷侧自夏季载重水线 量至上层连续甲板边线的垂直距离，
3.船体的三个基本投影面
3.船体的三个基本投影面
3.船体的三个基本投影面

中线面（中纵剖面）将船体分为左右对称两部分的纵向垂直平面。 设计水线水平面通过设计吃水，将船体分为水上和水下两部分的水平面。 中站面（中横剖面）通过船舶垂线间长中点，将船体分为前体和后体两部分的 横向垂直平面。 中线面、设计水线水平面和中站面是三个互相垂直的平面，它们在船体图中的 作用，相当于机械图中的正投影面、水平投影面和侧投影面。船体型线图就是 投影在这三个基本投影面上的三组平行剖切面图。
船舶的航行 阻力是随航 速而增加的。 但在不同航 速时各阻力 所占总阻力 的比例变化 是很大时。 兴波阻力成 为高速航行 时的主要阻 力。
4.船舶航行主要性能 快速性

降低阻力的措施：

对于低速船，主要设法降低摩擦阻力和形状阻力 对高速船则主要考虑降低兴波阻力。

降低摩擦阻力的主要途径


减少船体水下湿表面积：低速船的船长较短，长宽比 L/B较小。 减小船体表面的粗糙度。改善船用水下漆的性能，更有效地防止海生物 生长附着，减轻钢板的锈蚀，保持表面的光滑以减小水的摩擦力。 一个途径是通过系列船模试验的方法，研究主尺度、尺度比、船型系数 等对兴波阻力的影响，从而得到一系列阻力图谱，利用这些图谱可以找 到阻力胜能优良的船型系数，设计出相对具有较小兴波阻力的船型。 另一个途径是在主船体上加设附属体，如装于船首部两侧水面的消波翼。 使附体所产生的波和船体产生的波互相叠加、千扰而使波浪得以削减， 从而达到减小兴波阻力的目的。目前应用最为普遍的是设球鼻首。这是 位于船体首端水线以下的凸出体，常见的有水滴型、圆筒型等不同形状， 大多成球面状向前凸出，它和船体连接处以平缓光顺的曲线过渡。它的 形状和尺寸经过精心的设计，使球鼻首和主船体产生的波浪互相叠加而 削减，减小兴波阻力。球鼻首可使航速提高约 0.5kn。
4.船舶航行主要性能 快速性
•形状阻力：在边界层紊流区的后部，在船体形状急剧变 化的部位，会产生水流分离现象。在分离点以后，船体周 围产生涡漩，涡漩处的压力比水流未分离时的压力低，就 好像对船体产生一种向后的“吸力”。实际上正是这种压 力差在船长方向分力的总合力，造成了航行中的形状阻力 或称涡漩阻力。所以称为形状阻力，水流的分离情况或涡 漩阻力的大小，主要同水中运动物体的形状有关。

对船舶而言，操纵性反映在以下两个方面：

1 航向稳定性：


这是船舶能够保持既定航向作直线航行的能力。 以为保持定向航行，单位时间内所需的操舵次数和平均转舵角 度来衡量船舶航向稳定性的优劣。 由校正航向偏差而增加的功率消耗约占主机功率的 2 ％-3％。 航向稳定性较差的船甚至高达 20 ％。可见操纵性对船舶经济 性的重要影响。 这是船舶由直线航行进入曲线运动的能力，也是船舶能迅速灵 活地改变其方向和位置的能力。 在最大舵角和全速航行时船作回转运动时的直径Φ称为稳定回 转直径或定常回转直径，它是衡量船舶回转性的指标。 Φ小值 越小，船舶回转性越好。

必须注意的是船舶是集各种性能的工程建筑物， 在保证初稳性的同时，也要兼顾其他性能，即稳 心不能太高，亦即GM值不能过分地大，否则船舶 将像玩具不倒翁那样，剧烈摇摆
4.船舶航行主要性能 快速性

1、快速性 ― 船舶以较小的主机功率消耗 而获得较高航速的能力
使船舶在不加大主机功率的前提下尽可能地提

减小兴波阻力途径


4.船舶航行主要性能 快速性
凡是能利用各种动力源并把它能换成推力 推动船前进的，都称为推进器。 采用高效率的推进器能提供较大的推力， 它是主机功率一定而获得较高航速的主要 途径 螺旋桨的效率与直径、螺距、盘面比、叶 片的切面形状以及某些附属设施有关

4.船舶航行主要性能ຫໍສະໝຸດ Baidu操作性
客船 0.60~0.84
0.42~0.53
0.55~0.65
炮舰（炮艇）
货船
高航速，这就是快速性所要讨论的问题。 经济性：功率、航速的经济性

2、方法：
减小航行阻力 提高推进效率。
4.船舶航行主要性能 快速性

船舶航行阻力
粘性阻力
2 ％一 4 ％左右。 以阻力的性质则分为粘性阻力和兴波阻力两种。
附体阻力：水下的船体表面常有突出的附属结构，如舵、轴支架、舭龙骨、 减摇鳍等，航行中也产生阻力，我们把这部分阻力从主船体阻力中分出来， 称为附体阻力，约占总阻力的 3 ％一 10 ％。

( 2 ）型宽吃水比 B / T

2.主尺度比值


从船舶主尺度的比值可以看出船舶长短肥瘦的形状 特征，它还反映出船舶某些航海性能的好坏和船体 结构的强弱。主尺度比有以下几种。 （1）长度宽度比 L / B

该值对船舶快速性影响较大。L/B值大表示船体狭长，阻 力较小而航速较高。 该值与船舶的稳性、阻力关系比较大。 B/T越大，稳性越 好，但阻力也较大。 B / T过大时容易造成过快的摇摆，不 利于船上人员的生活和工作。
4.船舶航行主要性能
通常，船舶航行性能包括以下六个方面： （1）浮性 ； （2）稳性 ； （3）抗沉性 ； （4 ）快速性 ； （ 5 ）耐波性 ； （ 6 ）操纵性 。

4.船舶航行主要性能


4.1 浮性 ― 船舶在一定装载情况下，在水 中具有以正常浮态漂浮的能力 浮心 浮力垂直向上，作用于船舶排水体积 的几何中心B，我们称该点为浮心。
裸体阻力：而剩下的主船体水阻力称为裸体阻力。对于一般船舶都只计算 裸体阻力，然后根据附体的设置情况增加一个百分数（ 10 ％一 25 % ）作 为附体阻力。
4.船舶航行主要性能 快速性

摩擦阻力：在船体表面和水流之间就因存在相对 运动而产生摩擦阻力。摩擦力的方向就是该处船 体表面的切线方向。这种切向摩擦力在船长方向 的分力的总合力，就是船舶航行中的总摩擦阻力。 由上述分析可知，摩擦力的大小与水的粘度、船 体浸水面积以及船的航速相关，是可以比较准确 地计算出来的。
第一节 船舶形状


总长LOA ―船体型表面首尾两端点之间的水平距离； 设计水线长LWL ―设计水线面上船体型表面首尾端点 之间的距离；也称满载水线长，是沿设计夏季载重 水线自船首垂线至船尾端点的距离 垂线间长Lpp― 首垂线和尾垂线之间的水平距离， 又称两柱间长；首垂线是通过设计水线首部端点所 作的垂线。尾垂线在有舵柱时为舵柱后缘，无舵柱 时为舵杆中心线；