【正文】 所有多個運(yùn)動都是不希望出現(xiàn)的，除非在特殊情況下，通過首搖而改變航向。 在低速下的操縱性是一個特殊的問題，因為低速情況下意味著由舵產(chǎn)生的升力不足。舵是一個附體，具有機(jī)翼狀的橫剖面，并在相對于水有一個非零攻角時會產(chǎn)生升力。 第十課 操縱性、運(yùn)動和動力要求評估 如果當(dāng)一個外力或力矩作用在船上才使航向偏離增加的話，就說船舶具有航向穩(wěn)定性。當(dāng)壓力面是螺旋面時， 面上任一點都有相同的螺距，這個螺旋槳就稱為等螺距的。 當(dāng)槳推船前進(jìn)時，槳葉壓力面是槳葉后面（葉面） 槳葉吸力面是與壓力面相反的面。船用螺旋槳及其他們的各種變種是現(xiàn)代船舶的主要推進(jìn)裝置。盡管 ALECO號先開航拉著 RAHLE以 2節(jié)速度后退，但 RAHLE號在 5分鐘之內(nèi)就將 ALECO拉向后退，并且以 ALECO航行（ BROWN1977）。這艘船準(zhǔn)備在波托馬克河上渡船作用，在成功獲得公認(rèn)之后進(jìn)塢修理，氣候速度帶到大約 。當(dāng)然，達(dá)芬奇設(shè)計了許多機(jī)械裝置來驅(qū)動船舶。這個阻力可以通過減少船 體濕表面積使之最小化，但是在面對其他方面對船體尺寸和形狀的要求時，這個愿望是很難實現(xiàn)的，很明顯一個光滑的表面可以減小阻力，但是比普通涂漆鋼更光滑表面所帶來的利益與其成本相比是微不足道的，摩擦系數(shù)很大程度上與雷諾數(shù)的函數(shù)（水密度乘以船速乘以船長，除以水粘性）；由于水密度和粘性是無法控制的船長和船速大多不可避免的受其他要求左右，所以設(shè)計者是很難控制雷諾數(shù)的，摩擦阻力系數(shù)是研究熱點，特別是在 20世紀(jì)上半葉，但從那以后大多數(shù)船舶設(shè)計者使用由國際拖曳水池會議推薦的額標(biāo)準(zhǔn)值。 流體在物體周圍 流動的理論研究表明流動是圖 ，然而在物體表面上曲線變化明顯的地方，部分由于流體粘性，流動從物體表面分離，形成漩渦，這種分離意味著流體法向切力不能恢復(fù)，正如理論所描述的那樣，結(jié)果阻力產(chǎn)生了，通常稱該阻力為漩渦阻力，這種阻力就像興波阻力，產(chǎn)生于船體表面法向壓力重新分布，對應(yīng)地摩擦阻力因切向粘性力而產(chǎn)生。 當(dāng)船舶向前運(yùn)動時，還要考慮另外一組力，所以流體都或多或少地具有粘性，因而船 的浸水表面在水中運(yùn)動時，切向力就產(chǎn)生了，將其求和之后就產(chǎn)生了與船舶運(yùn)動方向相反的力，法向力和切向力就產(chǎn)生了一個與船舶運(yùn)動方向相反的合力，這個總的力就是船舶阻力，有時將總阻力分解為一些分量是方便研究的，并給各個分量取名，然而，不管給它們以什么樣的阻力分量名稱，都是討論的兩種力之一，即或是垂直于船體表面的力，或者是相切于表面的力。在平衡位置船 舶是靜平衡的。有些船出現(xiàn)負(fù)的 GM是因為貨物偏離中心，船在正浮位置上是不穩(wěn)定的 ，隨著傾斜角出現(xiàn)，船體水下形狀改變，該船將向左舷橫傾或向右舷橫傾直到它達(dá)到新的穩(wěn)定平衡點。很明顯，穩(wěn)性本身不會僅限于這樣一個范圍。此時，船舶具有負(fù)的復(fù)原力矩，或傾覆力矩，及負(fù)的傾斜力臂（ GZ） 這三種情況解釋浮力與重力，以及它們作用線相對位置，為三種基本的平衡狀態(tài)。 垂力作用于一點或垂心，船體的所有力可以說集中在該點上垂力總是垂直向下的 作用線通過力的中心浮力認(rèn)為在起作用，該力總是垂直向上，當(dāng)船橫傾時，浮體水下形狀發(fā)生變化，于是浮心位置也移動了。這種情況的一個例子就是一個在面朝上的碗中的小球，如圖 （ a）所示，當(dāng)小球受到一個干擾后，總是最終回到他的靜止位置。 1932年的公約在 1948年和 1960年的會議上討論，并根據(jù)實踐經(jīng)驗做了一定的修訂。盡管世界各海運(yùn)因在 1912年之前就有客船規(guī)范，但直到那年泰坦尼克號沉沒世界上才對客船安全問題引起重視。 根據(jù)本章所述的規(guī)范而計算的船舶噸位現(xiàn)在已被國際航行船舶所接受，船舶噸位登記在噸位證書上。 1969年，有國際政府間海事咨詢組關(guān)于船舶噸位丈量的國際會議在倫敦召開。 干舷從一個稱為干舷甲板的甲板往下量取。她是議會成員，提出了一項議案 ，對船舶裝載吃水做出限制。貿(mào)易部雇傭一些檢驗員檢查船舶，以核實這些船是根據(jù)其規(guī)范建造的，該部關(guān)注的事項有：載重線；噸位；船長及船員 生活區(qū)；客船的水密分隔；就生設(shè)備；散糧運(yùn)輸；危險貨物。這些船級社現(xiàn)在相互協(xié)商，在入級和發(fā)展、改進(jìn)的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)方面的共同利益取得一致。這些年度檢驗處理相對先得項目。 隨著時間的推移和船舶技術(shù)的發(fā)展，船級社出版的規(guī)范，最初非常簡單，而現(xiàn)在變得越來越復(fù)雜，甚至在近些年產(chǎn)生了重 大進(jìn)展。該船級社不受政府控制，由一委員會運(yùn)行。 因為勞氏規(guī)范覆蓋了多種船舶類型，所以在入級 符號后面要指示其船舶類型。只要船東關(guān)心的事情，它們都制訂強(qiáng)制性規(guī)則以保證。 在平行舯體之前，船體橫剖面想船首逐漸減小，同樣在平行舯體之后，其向船尾也逐漸減小，這兩部分分別稱為 “進(jìn)流段 ”和 “去流段 ”，而連接于這 兩部分與平行舯體的點分別稱為 “前肩 ”和 “后肩 ”。這種情況下，船體外表面就比型線增加了兩塊外板的厚度。船長是采用縮尺比的，但水線和橫剖面寬度和縱剖線高度都是以全尺度繪出。這意謂著通過型值畫出最可能的曲線。縱剖線間距1M。有時使用 20個分段，在每一端大概要加分 2段，但通常 10個分段已有足夠精度來描繪船體形狀。因此得到的剖面稱為橫剖面，并由橫剖面圖表示，如圖 。在差別是重要之處，例如依據(jù)勞埃德船級社而進(jìn)行的油船結(jié)構(gòu)設(shè)計，在應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)仔細(xì)的檢查其定義還應(yīng)該注意各種系數(shù)值取決于采用的垂線的位置。 排水體積 是船舶 排開的全部流體體積可以想象流體是蠟，船舶從蠟中移開，船體留下的挖槽的體積就是它，為了方便計算，可由主船體體積加上附體如龍骨、尾垂線以后部分，舵，舭龍骨、螺旋槳等體積，減去凹陷或其它孔洞體積。在水平軸的每一站位上，將正比于每個面積的高度累加至載重水線面，得到的曲線稱為面積曲線。 最大型寬是指任何結(jié)構(gòu)剖面的最大水平寬度。它可能不是最大的橫剖面，不比它所在的垂線中點位置有更大的意義，它的位置通常用 表示 造船理論界感興趣的船型、型線和型值表是那些在水面以下的部分，稱為排水型線，站位，型值等。在交點處船體形狀尖陡，那么通常最好取在間斷點的后面，或者取在船體形狀間斷點的附近。在縱剖面或橫剖面圖上看到的水線面的邊緣稱為水線，縱剖面圖、橫剖面圖和辦款圖放在一起就成為型線圖或剖面圖。大多數(shù)船只有一個對稱面，稱為中線面，作為船舶的主要參考面。通常干舷在船中處最小，向首端增大。 船舶首吃水與尾吃水的差值稱為縱傾，因而縱傾 T=dadf 正如前面所述的那樣船舶縱傾要根據(jù)首吃水和尾吃水哪個大而稱之為首吃水或尾吃水。水尺刻在船首和船尾。 在直首柱情況下，首柱線通常與基線以圓弧連接有時以其他形式曲線連接，需要用一些坐標(biāo)值來定義其形狀 吃水和縱傾 船舶飄浮時的吃水簡單地講是指船底到水線的距離。如果有底部升高，那么船底線與基線相交與船底中心線兩側(cè)一段距離的某一點上，是司空見慣的，因而船底中心線上的一小部分船底是平坦的，如圖 （ a）所示。此曲線具有曲率半徑，并且當(dāng)曲線接近要連接的平直部分時，曲率半徑是增大的。 梁拱通常利于船的型寬來表示它的大小。舷弧值特別是首舷弧增加甲板在水面上的高度（稱為平臺高度），此舉可以使航行于風(fēng)流中的傳播減少甲板上浪?，F(xiàn)代船舶舷側(cè)甲板線形狀是變化的：可能在船中兩舷某一范圍內(nèi)是平的，舷弧為 0，而向首尾兩端豎直線上升。如果沒有特別指明哪層甲板，則是指量至最上層連續(xù)甲板。對很多船來說，最大船寬是型寬加上每一舷舷側(cè)板的厚度。這個長度對于某艘船不是固定不變的，而是取決于船舶當(dāng)時的 水線位置以及船舶縱傾情況。 垂線間長（ LBP）用于計算，將在后面看到但從圖 船的最大長度。首先，應(yīng)考慮測量船舶尺寸的尺度，它們就是 “主尺度 ”。由于小型船只有有限的燃油艙容，因而需要在航速和續(xù)航力之間做好平衡。欠發(fā)達(dá)國家港口條件還迫使造船設(shè)計者應(yīng)考慮其它一些貨物轉(zhuǎn)裝卸中的限制。所有商船應(yīng)包括貨船、客船、漁船、近岸供應(yīng)船和拖船。 還有其它的指標(biāo)可以證明船體設(shè)計的廣闊的變化空間。這里有必要強(qiáng)調(diào)的是潛艇是一種特殊的排水型船，應(yīng)用了阿基米德定律及其所有隱含的定理。這些船舶在排水型船舶中有專用的類型稱為深排水量船。這些巨型船舶（一個甲板相當(dāng)于 4個足球場大）設(shè)計并建造成為利潤創(chuàng)造者，超長、超寬、超深船型，每個航次以最小的消耗運(yùn)輸大量的原油。 在這種標(biāo)準(zhǔn)船型中，最重要的船型是散裝油船，油船和其它超級油船，它們不僅在世界貿(mào)易中也在全球工業(yè)中扮演重要角色。這些折中的船艇，盡管沒有全 滑行船那樣快，但還是比常規(guī)的排水型船快。 靜水力支撐通常稱為浮力，可以由公元前二世紀(jì)古代哲學(xué)及數(shù)學(xué)家阿基米德發(fā)現(xiàn)的物理定律來解釋。水動力是靠專門設(shè)計的水動力板在水面下具有快速相對運(yùn)動而產(chǎn)生的。這個空氣墊必須足以支撐起水上船舶的重量。這些外部特征的介紹絕不能準(zhǔn)確地描述完整的集成的船舶系統(tǒng) ——自給自足的，適航 的和有足夠穩(wěn)性的，能為船員和貨物提供一個安全的處所。這包括交通艇、平臺供應(yīng)船，大馬力拖船，鋪管船 /駁船，以及數(shù)不清的其它特殊的船艇。其中最重要的是計算機(jī)。這一設(shè)計階段的唯一共同之處是設(shè)計的每一階段均從一個設(shè) 計組傳遞到另一個設(shè)計組。還包括與其它因素例如貨物裝卸裝備、機(jī)器設(shè)備等的關(guān)系也都確定下來。 b 初步設(shè)計 船舶的初步設(shè)計將進(jìn)一步優(yōu)化那些影響造價和性能的傳播主要參數(shù)。一套良好的合同圖紙和詳細(xì)說明書應(yīng)當(dāng)是非常清晰和詳細(xì)的，以避免高成本的偶然性項目，并使投標(biāo)者不出現(xiàn)模糊不請的或不充分的描述。徭輾陷薜移矩腿版 第一章 船舶設(shè)計 第一課 引言 定義 術(shù)語 “基本設(shè)計 ”是指對影響造價和性能的船舶主要參數(shù)的確定。詳細(xì)設(shè)計師船廠進(jìn)一步完善合同設(shè)計的重要任務(wù)，以準(zhǔn)備施工圖用于船舶實際建造。一些控制 參數(shù)如船長，船寬，功率和載重量，在該階段完成之后不宜再變更。 補(bǔ)充說明書描述了船體和舾裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及各個機(jī)器、 設(shè)備的預(yù)期性能。在此階段，交換僅限于設(shè)計工作于技術(shù)工人之間，也就是說，一個設(shè)計工程師的設(shè)計不再由任何其他工程師進(jìn)行評判、調(diào)整或修改。再計算機(jī)影響著基本設(shè)計的時候，其它一些變革已經(jīng)在影響著基本設(shè)計的構(gòu)成。進(jìn)一步的發(fā)展不可預(yù)知，但可以肯定的是，從海中尋找其它生成需要設(shè)計出完成此任務(wù)的全新船隊。這一概念是造船師再設(shè)計船舶時必須牢記再心中的，也是今后討論的基礎(chǔ)，不僅僅是在本案中，而是貫穿整本書。 第一種類型船的四周具有柔性的 “裙 ”，在船底圍成一個空氣墊，試船能完全升離水面。物理學(xué)原理表明任何帶來不對稱流體的運(yùn)動物體都會在垂直于運(yùn)動的方向上產(chǎn)生一個升力。阿基米德定律指出，浸沒在液體中的物體將受到一個等一所排開的液體重量的浮力作用。它們需要比排水型船更大的功率和更小的重量。這些術(shù)語是普通的但不具體。這些超大油船很少配有超過一個的螺旋槳軸和舵。 另外還有一類排水型船具有大的吃水。 多體船 有一種常用的船型還沒有提到，主要因為不能歸到已介紹的任何一種船型中，但是都在一定程度上可以歸納到它們之中。它們是在考慮到成本、任務(wù)、航 速、續(xù)航力、有效載荷（貨物或武器容量）、工作環(huán)境（穩(wěn)性，生存性和港口要求）、可靠性、外觀、乘員舒適性與居住性以及政策因素之后進(jìn)行取舍、平衡而得到的結(jié)果。政府通過補(bǔ)貼來保護(hù)民族造船工業(yè)，防止外國競爭，對購船者來講可以將成本降成，雖然實際建造成本比較高。 軍船和海岸警備船 軍船一般按照戰(zhàn)斗性能或輔助裝備而分類，盡管有些特殊用途的艦艇難以歸類。有兩種常見的發(fā)電設(shè)備用于提高航速和續(xù)航力。正像任何固體一樣，船舶要求三維尺度來定義她的尺度，包括船長、船寬和船深。在多種場合，例如船舶靠泊時，了解船舶最大長度為多少是必要的。該長度在圖 了。在鉚接船時代，船殼列板式搭接的，最大船寬等于型寬加上 4倍的船殼板厚度。在一些現(xiàn)代船上，設(shè)置圓形舷邊，如圖 （ b）所示在這種情況下，型深是自甲板線沿長線與船舷型線延長線的交點量起。另一方向可能在整個 甲板上都沒有舷弧，甲板邊線在整個船長上都與基線平行。在一些現(xiàn)代船舶上不采用舷弧結(jié)構(gòu)，其原因是從耐波性角度看首部甲板距水面如此之高所以首舷弧沒有必要了。標(biāo)準(zhǔn)梁拱取型寬的 1/舶首尾端逐漸減少，因為甲板寬度在減少。 底部升高 船中處的船底通常是平的但不必要是水平的。這就是熟知的 “平底 ”。如果水線與基線平行，船舶就稱為平 吃水；如果水線不平行于基線，那么船舶就稱為縱傾。這些數(shù)字給出了至船底的距離 在采用英制單位時，字高為 6英寸，字間距也是 6英寸（一個數(shù)字的頂邊緣與相鄰另一個數(shù)字的底邊緣的距離）。對于船舶的給定載重量，當(dāng)船舶平均吃水時，其吃水值是最小的。 干舷對船舶適航性有重要影響。船體形狀被該平面切開后就是縱剖面或總剖圖。三個相關(guān)的要素是清晰的（見圖 ） 如果水線面和橫剖面均為等間距是方便的需要基準(zhǔn)點來開始排序。這兩個靈便的參考線之間的距離稱 為垂線間長（ LBP或 LPP） .另外兩個長度不需要進(jìn)一步解釋是總長和水線線長 兩條垂線間的距離被分成方便數(shù)目的等距離，通常是 20個，以給出包括首垂線和尾垂線一共 21個等間距坐標(biāo)（站位）。除非特別說明，本書通常指的是排水尺度。術(shù)語 breadth和 beam是一個含義。圖 子。 最后在定義船體幾何形狀時，還有一些船型系數(shù)來表示船體豐滿度或瘦削程度，后面將證明它所時有重要價值。 第五課 船型與船型系數(shù) 前言 船舶外表面是一個在兩個方向上具有曲度的固體表面，表示這個表面的曲線一般不能用數(shù)學(xué)表達(dá)式繪出，盡管很長時間以來人們一直企圖用數(shù)學(xué)來表達(dá)它。在繪制橫剖面圖時，只繪出半個剖面，