【正文】 或購買船舶的個(gè)人所決定。 圖 （沒有比例尺）以及與其物理支撐的關(guān)聯(lián)。這種船即所謂的多體船 ——雙體船和三體船。 排水型船中最值得關(guān)注的特殊應(yīng)用是潛艇，完全潛入到水中工作。類似于前面討論過的原油船，但吃水還沒有 超過它們。事實(shí)上，貨物重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過船本身的重量。它們的駕駛臺(tái)距其船首將近 1/4英里遠(yuǎn)（約 400m）。而現(xiàn)在關(guān)于這些名稱的規(guī)律變得清晰了。在該討論中它們的稱呼也是不充分的，因?yàn)槎嗄昵胺Q為超級(jí)油船而現(xiàn)在并不是。這類船最常見并很容易識(shí)別，具有適度的排水量、航速、長度和艙 容。這些類型船很明顯是 “折中 ”的結(jié)果。例如，對某些船，合理的高航速必須與裝載輕量貨物的能力相結(jié)合，或者比滑行艇在波浪中航行更具舒適性。這一定律適用于浮在水面或在下潛到水中的任何船。 靜水力支撐 最后，是最古老的也是最可靠地支撐類型 ——靜水力支撐。正像具有機(jī)翼的飛機(jī)在空氣中運(yùn)動(dòng)能產(chǎn)生升力一樣，通過一個(gè) 穿過水面的支柱而固定在水下的木翼，其水動(dòng)力可以支撐一般船舶離開水面。此類船非兩棲，并且還沒有達(dá)到像空氣船那樣推廣，如旅客渡船、海峽汽車渡船、極地考察船、登陸艇及內(nèi)河船等。這種船成為 “氣墊船 ”（ ACV），再有些場合是兩棲的。這些相對較輕的船舶具有很高的航速，因?yàn)榭諝庾枇h(yuǎn)小于水阻力，還有的原因是在告訴航行時(shí)不與海浪接觸以及采用的柔性密封連接減少了海浪的沖擊。 為了探討造船工程，將船舶分類是有益處的，本課的目的是將船舶按照其物理支撐方式和設(shè)計(jì)用途二分類 就船舶分類而言，物理支撐形式是基本于船舶在設(shè)計(jì)情況下進(jìn)行的假定。 再另一個(gè)極端，全新的海上業(yè)務(wù)，例如液化天然氣海上運(yùn)輸，最開始的時(shí)候，設(shè)計(jì)者對此是一片空白（一張白紙），通過不斷地修正和完善，最終實(shí)現(xiàn)合理的工程設(shè)計(jì)。 因而，船舶基本設(shè)計(jì)的難度將依據(jù)對既往實(shí)踐的背離程而變化。 人類正在不斷地向海洋探求各種重要資源，近海鉆井以獲取石油和天然氣，從墨西哥灣淺水域的小規(guī)模工業(yè)迅速發(fā)展成巨人，進(jìn) 入到深水域和更加惡劣海況的水域中。例如，再班輪營運(yùn)中一個(gè)革命性的進(jìn)展是從散雜貨向集裝箱化貨運(yùn)運(yùn)輸方向發(fā)展。該價(jià)格也保證了充分有效地船舶性能。這個(gè)設(shè)計(jì)必須明確表達(dá)希望的最終結(jié)果，并且是可制造的和可操作的。這些圖紙是供船舶裝配工、焊工、舾裝工人、金屬制造工、主機(jī)供貨方、管件工使用的安裝與建造說明。這些說明書還敘述了模型試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)情況，一表明船舶設(shè)計(jì)師成功的，船舶是可接受的。再合同涉及元素中最重要的是考慮了船舶各個(gè)主要分段設(shè)備的重量及其位置之后的船舶重量與重心的估算。初步設(shè)計(jì)完成后將為船舶提供一個(gè)準(zhǔn)確的描述，能夠滿足任務(wù)書要求，并為合同設(shè)計(jì)圖紙和說明書提供基礎(chǔ)支撐。在這一階段，通常進(jìn)過參數(shù)分析而進(jìn)行多方案設(shè)計(jì)以尋求最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，或者任何其它控制也納入考慮之中以確定最優(yōu)方案。 了解整個(gè)設(shè)計(jì)順序?qū)θ魏巫龌驹O(shè)計(jì)的人都是必要的。再整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，基本設(shè)計(jì)之后緊接著就是合同設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。因此，基本設(shè)計(jì)包括船舶主尺度、船體線型、動(dòng)力（數(shù)量和種類）的選取，以及船體、機(jī)械設(shè)備和主要結(jié)構(gòu)的布置。恰當(dāng)?shù)倪x取可保證達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，例如良好的耐波性能，操縱性，預(yù)期的速度，續(xù)航力，艙容和載重量。合同設(shè)計(jì)，顧名思義，需要做出圖紙和詳細(xì)說明書，以便船廠去投標(biāo)和簽約。設(shè)計(jì)的 4個(gè)階段用設(shè)計(jì)螺線圖表示，如圖 1所示，是從任務(wù)書要求到詳細(xì)設(shè)計(jì)的循環(huán) 工作過程，這 4個(gè)階段在下面作詳細(xì)敘述 a 概念設(shè)計(jì) 概念設(shè)計(jì)作為整個(gè)設(shè)計(jì)的第一階段，是將任務(wù)書要求轉(zhuǎn)換為船舶建造工程參數(shù)。確定下來的概念設(shè)計(jì)就做為討論文件以獲得近似的建造 成本，不論是否啟動(dòng)下一階段的設(shè)計(jì) ——初步設(shè)計(jì)。 C 合同設(shè)計(jì) 合同設(shè)計(jì)階段提供了一系列圖紙和說明書，形成了一套船舶建造合同文件。最終的總布置圖也是在這一階段確定下來，這就將總體積、貨物區(qū)域、機(jī)器設(shè)備、儲(chǔ)物設(shè)備、燃油、淡水、居住與公用艙室以及幾何相互關(guān)系固定下來。 表 。這些圖紙不屬于基本設(shè)計(jì)過程的一部分。 概言之，本章將基本設(shè)計(jì)看作是整個(gè)船舶設(shè)計(jì)過程的一部分。 表 側(cè)視圖，總 布置圖 縱剖面圖，總布置圖 所有甲板與船艙的總布置圖 船員住艙布置圖 型線圖 舯橫剖面圖 鋼材尺寸圖 機(jī)艙布置圖 ——俯視圖 機(jī)艙布置圖 ——側(cè)視圖 機(jī)艙布置圖 ——橫剖面圖 主軸系布置圖 動(dòng)力與照明系統(tǒng) ——布線圖 甲板與側(cè)面防火圖 通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)圖 所有管系的圖表設(shè)計(jì) 熱平衡與蒸汽流動(dòng)圖 ——在正常工作情況下的常規(guī)動(dòng)力電路負(fù)載分析圖 艙容圖 船型曲線圖 可浸長度曲線圖 初始縱傾與初穩(wěn)性手冊 破艙穩(wěn)性計(jì)算 一般介紹 在 60年代后期和 70年代，一些重要的新 技術(shù)給普遍的基本設(shè)計(jì)問題在某種程度上帶來一定的影響。再其它類型船舶的另一些進(jìn)展也產(chǎn)生了類似的新的問題需納入考慮。這些發(fā)展對近岸鉆井設(shè)備 /船舶 /模塊的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了變革，也對這樣一個(gè)具有挑戰(zhàn)性事業(yè)所必需的整個(gè)支撐船隊(duì)產(chǎn)生變革。一些航運(yùn)公司傾向于以前的成功設(shè)計(jì)，幾乎不允許對以往設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。 第二課 船舶分類 船舶的形狀是多種多樣的，一艘船可能是一個(gè)豪華的海上酒店，載著旅客游世界；也可能是一個(gè)浮動(dòng)的堡壘，揚(yáng)起導(dǎo)彈發(fā)射架；也可能 是一個(gè)長箱，運(yùn)輸原油，甲板上布滿了復(fù)雜的管線。船舶設(shè)計(jì)成在水上、水面或者水下工作，因此氣 —水交界面將用于參考數(shù)據(jù)。這類船舶依靠鼓風(fēng)機(jī)在船底部形成一個(gè)低壓空氣墊。 另外一種是具有剛性側(cè)壁或薄殼的氣墊型船，側(cè)壁伸到水面下，維持氣墊壓力 所需的空氣流量就降低了。 水動(dòng)力支撐 依靠水動(dòng)力支撐的船也只有兩種類型。 滑行船體的特點(diǎn)是具有相對平坦的底部和淺 V型剖面（特別是在船中前），高速航行時(shí)在局部可以為輕排水量船和小型船艇提供足夠的水動(dòng)力支撐。一直到 20世紀(jì)，所有的船、艇和建議的水艇都依靠靜水的浮力而工作在水面上。水包括海水和淡水。高速滑行船體的特點(diǎn)可以通過修改而產(chǎn)生半排水型船體或半滑行船體。 上面引證的例子是用物理定義作清晰分類而定義的類型，并不是從其實(shí)的排水型船中分化出的船型的一個(gè)良好的例子。它們通常具有最大的航程和最好的適航性，屬于 “全季節(jié)船 ”，是所有其它排水型船分類時(shí)重要參照的標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)本身已經(jīng)產(chǎn)生了非常清晰的術(shù)語。 1968年，第一艘超過 30萬噸的船建成。其最高服務(wù)航速很低，以至于從阿拉伯油港到歐洲目的港的航程通常要兩個(gè)月時(shí)間。一艘滿載的 VLCC的吃水或要求的水深在 50~60英尺之間，一艘 ULCC大概要 80英尺。這類船稱為 SWATH（小水線面雙體船）。潛艇的特性和它的各種工作狀態(tài)，包括靜力的和水動(dòng)力的，的描述在后面章節(jié)中有全面介紹。 它們是常見的排水型船，例如前面提到的 SWATH，或更常規(guī)的海洋考察船，要求有穩(wěn)定的平臺(tái)和保護(hù)區(qū)域以便于向水中投放設(shè)備。除了多體船依據(jù)不同用途有不同的船速外，它們按速度從高向低排列。關(guān)于用途而作的有用的劃分包括下面幾種類型：商船，軍船和游艇。所有 商船的新設(shè)計(jì)都必須與世界上其它造船者的類似船進(jìn)行經(jīng)濟(jì)上競爭。 外觀、乘員舒適性和可靠性對豪華客船來說是必要的，而有效載荷、續(xù)航力和在惡劣海況下生存能力是漁船設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的重要方向。專門用途的貨物裝卸機(jī)械，例如滾裝船的卸貨跳板，對于往返于世界主要港口和欠發(fā)達(dá)國家的港口之間船舶快速裝卸時(shí)必要的。它們的軍事任務(wù)是最重要的，而執(zhí)行這些任務(wù)取決于航速、續(xù)航力（可能 由海上補(bǔ)給船提供幫助）、武器裝載量以及在惡劣海況中的操縱性和生存性。 海洋考察船、海岸警備船和破冰船在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，其續(xù)航力、可靠性、在困難海況下 操作能力以及適居性方面都是重要的。 游艇 游艇包括電力驅(qū)動(dòng)和風(fēng)帆推進(jìn)的，尺寸和形狀變化很大以滿足私人要求和風(fēng)格。這一章的目的是解釋這些術(shù)語，并讓讀者熟悉他們。 船長 定義船長有多種方法，首先考慮垂線間長。垂線間長如圖 。這一點(diǎn)可以再圖 楚地看出。 第三種常用的船長，特別是在研究船舶阻力時(shí)用的是水線長（ LWL） .水線長是自水線至船尾交點(diǎn)量至水線與首柱交點(diǎn)的長度。船舶通常在該點(diǎn)處最寬。 就像垂線間長的情況一樣，型寬也不是最大寬度，所以要求定義最大的船寬 “最大船寬 ”（見圖 ）。 在某些船上 ，最大寬度可能比型寬大出很多，因?yàn)榇贤庥杏谰眯酝怀鑫飼r(shí)，最大寬度是兩舷最外點(diǎn)之間的距離。該船深即“型深 ”，是自船中舷側(cè)甲板下表面量至基線的距離，如圖 （ a）所示有時(shí) “上甲板型深 ”和 “二甲板型深 “等。此外還有一些其它尺度需要考慮，在兩艘船具有相同的船長、船寬和船深的情況下，它們可能是不同。通常在首尾兩端為最大。在首尾垂線處的舷弧值在圖 。有時(shí)還在拋物線舷弧上出現(xiàn)（階梯狀）變化情況。但從另一方面看船的外觀沒有以前的漂亮了 梁拱 梁拱或甲板圓弧的定義式甲板中心線距兩舷甲板與舷側(cè)交點(diǎn)連線的高度，如圖（ a）所示。通常，如果船舶露天甲板設(shè)梁拱，那么下層甲板特別是客船的根本無梁拱，因?yàn)槠郊装逵欣诳痛贾?。在許多 “全 “貨船上。有些設(shè)計(jì)人員喜歡將該處做成曲線面不是圓弧。該交點(diǎn)在基線以上的高度稱為 “底部升高 ” 底部升高主要取決于船體型線。如果沒有底部升高，那么從船底中心線至舭部圓弧起點(diǎn)處的船底是平的。它是船舷從型寬線向內(nèi)縮進(jìn)的距離，如圖 （ b）舷側(cè)內(nèi)傾在帆船上很常見，在二戰(zhàn)前的商船上也經(jīng)常出現(xiàn)。當(dāng)船舶首柱是彎曲特別是具有球鼻首時(shí)，首柱傾斜不易定義，所以有必要再不同水線上通過一些列坐標(biāo)值來定義。反過來，首吃水大于尾吃水，則為首傾。因此，吃水值應(yīng)當(dāng)容易獲取。如果采用米制，那么字高為 10cm，子的間距為 10cm。為了弄清楚船舶中拱或中垂為多少，有一套水尺刻在船中，因而尾吃水，中吃水和首吃水分別為 da,d0和 df，那么 中拱或中垂 =（ da+df） /2d0 在使用船中吃水時(shí)，有必要在左右兩舷分別讀取吃水然后在取平均值，因?yàn)榇翱赡軙?huì)有橫傾。通常，船舶設(shè)計(jì)成滿載時(shí)式平吃水。例如露天甲板的干舷在船長方向上各不相同，原因是加班舷弧的存在，也受縱情的影響，以及其他原因。該體積提供了儲(chǔ)備浮力當(dāng)船舶在波浪中航行時(shí)幫助船舶漂浮，船舶受損時(shí)水線以上體積還幫助船舶保持漂浮性。首 先，因?yàn)樯蠈咏ㄖ图装迨遥▽Υ靶阅軄碚f）影響很小，故忽略不計(jì)船體當(dāng)成各個(gè)方向都是曲線的中空物體，上層覆蓋的是水密甲板。它可以也可能不平行于龍骨。 一個(gè)放在另一頂部的橫剖面形成橫剖面圖，因?yàn)槠拭媸亲笥覍ΨQ的，所以按照常規(guī)只顯示半個(gè)剖面：船首部分的半剖面是放在中心線右邊船尾部分的班剖面是放在中心線的左邊，一個(gè)放在另一上邊的 半寬水線面形成了半寬水線圖。其它用于表示船體形狀的水線面等間距地給在它的上邊或下邊。尾垂線通常取在舵桿中心線或滿載水線與方尾輪廓線的交點(diǎn)處。這些站位還能定義任何給于不規(guī)則形狀的等間距參考線。船體的這個(gè)橫剖面稱為中橫剖面。這些稱為型尺度。 干舷是在船舷處型深與型吃水的差值，它是在橫剖面內(nèi)量取的，從水線至舷側(cè)甲板上邊緣的垂直距離。底部升高是指某點(diǎn)在龍骨以上的距離。水平面內(nèi)船舶主航向的擾動(dòng)角稱為首搖，注意這些都是角度而不是比率，將在后面章節(jié)中討論 從型值表可以得到兩條面積曲線來定義船體形狀，而不用 距離來定義船體形狀，這在后面將證明是有重要意義的。在 5號(hào)站的高度正比于 5號(hào)站剖面積。從垂直軸畫出一段距離，代表水線以下剖面面積，由此形成的曲線稱為邦戎曲線，在載重水線處，該距離正比于該水線下的剖面面積，余此類推很顯然，每一剖面上均給出邦戎曲線。它的變化范圍是從~ ，而等于 0. 90的船舶平行腫體較長。在這方面的實(shí)際將發(fā)生很大變化。定 義船型的圖稱為型線圖。假想這些平面在船長的不同展位上與船體為表面相交。通常將垂線間長分為若干個(gè)等間距分段（通常為 10段），并繪出每一個(gè)分段的剖面。在首尾的分段通常加密劃分，因此剖面編號(hào)為 1/2， 3/2， 17/2， 19/2。這些水線在圖 ，就像橫剖面那樣，水線圖也是只繪一半?；蛘哂袝r(shí)就簡單稱為 “buttock”，與水線一樣。在設(shè)計(jì)船舶外形時(shí)，三 組曲線光順是非常重要的，并且在光順過程中它們相互依賴變的重要。當(dāng)設(shè)計(jì)者有了橫剖面圖時(shí)，他將為水線面量取型值并在半寬圖上畫出水線。這個(gè)過程不斷地重復(fù)直到水線和橫剖線達(dá)到一致。其程序是有繪圖極愛你過光順后的型線型值送到放樣間，然后在放樣間的放樣臺(tái)上進(jìn)行實(shí)尺度展開。通過全尺度光順，重新量取型值并返回 到繪圖室，作為船舶下一步計(jì)算的基礎(chǔ)，這一點(diǎn)將在后面看到。在采用鉚接的船上外板是一塊搭一塊的。該結(jié)構(gòu)包括外板，加強(qiáng)材，從槳軸從船體伸出那點(diǎn)起，一直延伸到一個(gè)稱作 “軸支架 ”的地方。在豐滿船型上它有很大一個(gè)范圍，而在消瘦型快速船上，可能根本就存在。這在轉(zhuǎn)播分級(jí)的早期確實(shí)是這樣的。在英國，關(guān)注此事的當(dāng)局是貿(mào)易部（以前是貿(mào)易廳）。前者的地位通常是政府授予給他們的，例如，船級(jí)社非常關(guān)注船舶機(jī)構(gòu)強(qiáng)度，因此，如果船舶是按照船級(jí)社規(guī)范建造的，那么政府機(jī)構(gòu)就認(rèn)可船舶強(qiáng)度是足夠的?，F(xiàn)在，與船體檢驗(yàn)一樣，機(jī)械檢驗(yàn)也是常規(guī)的項(xiàng)目，所以符號(hào) LMC（勞埃德機(jī)械證書）在入級(jí)時(shí)可以看到。在北英格蘭建造的與在南部的只給較低的入級(jí)。從那時(shí)起，勞埃德船級(jí)社，正像今天所知道的，真正地開始。此外還按季節(jié)出版冠以全世界造船業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。泵、管路、防火、探火、和滅火設(shè)備、鍋爐和其他壓力容器，電氣設(shè)備