造船工程師應(yīng)船主要求-資料下載頁
2025-06-29 06:15本頁面
【正文】 本原理中體現(xiàn)出來隨著船舶尺度和復(fù)雜性的增加，其建造計劃也變得更詳細(xì)和多種多樣自從第二次世界大戰(zhàn)以來，軍艦的研究工作給船舶設(shè)計帶來了很多技術(shù)進步這些變化主要體現(xiàn)在四個方面：新焊接技術(shù)的發(fā)展、主推進裝置的發(fā)展，電子技術(shù)的進步以及材料和建造方法的改進。所有船舶，不論它們是軍艦、商船或特殊用途船舶都有很多共同的要求。其中第一個要求就是當(dāng)船舶裝載設(shè)計要求的貨物時必須能保持漂浮狀態(tài)船舶之所以能浮在水面是因為當(dāng)它浸入水中時，排開了與船舶重量相等的水，而水壓力產(chǎn)生一個向上的力，該力稱為浮力浮力等于船舶排開水的重量（稱為排水量排水量等于船舶水下體積乘以船舶所浮處水的密度當(dāng)船舶浮在靜水中時，船舶重量（包括它裝載的所有物品在內(nèi)）等于浮力或排水量。船舶本身的重量稱為空船重量。這個重量包括船體結(jié)構(gòu)重量，配件、設(shè)備、推進機械、管路和通風(fēng)設(shè)備的重量,起貨裝置以及有效操作船舶所需的其它項目的重量。船舶所承載的載荷（本身重量除外）稱為載重量,包括貨物、旅客、船員及個人用品、儲藏物、淡水、鍋爐水（蒸汽推進機械時）的重量，以及可能是船舶作業(yè)載荷一部分的其它重量。 所有這些重量加上空船重量就是總的排水量，即排水量 = 空船重量 + 載重量設(shè)計人員首先要做的工作之一是確定船舶的重量和尺度，選定一個合適的船形，以提供必需的浮力來支持已確定的重量船舶的設(shè)計、建造和運行要滿足船主和營運者規(guī)定的要求和限制。船主的這些要求指出了設(shè)計時所需考慮的基本因素。 這些因素一般可歸納為：（1）規(guī)定了一個最小的載貨量；（2）給出了一個丈量噸位的限制；（3）選定了一個營運航速或最大試航速度，（4）規(guī)定了與一些吃水限制有關(guān)的最大吃水除了這些一般要求外，還可能要求在不加燃料的情況下有一定的航行距離，限制每軸馬力小時的最大燃料消耗量，以及影響基本設(shè)計的其他項目此外，船主希望設(shè)計者能提供一條最有效的船舶這些希望包括：（1）在給定載貨量條件下排水量最小；（2）在最小總噸位下的貨艙容積最大；（3）適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)強度4）適當(dāng)考慮了重量、造價及營運成本后最有效的推進機械裝置型式；（5）穩(wěn)性和適航性；（6）最好的貨物裝卸設(shè)備及最寬敞的儲藏場所從確定的要求出發(fā)，使用某一種方法選擇新船的尺度、重量和排水量。這是一個細(xì)致的過程，但可采用某些直接的近似法作為設(shè)計過程的開始通常是先分析一條和新設(shè)計船舶很相似的現(xiàn)有船舶的資料例如，新設(shè)計船的排水量可以從已知相似船的載重量和排水量中近似估算出。舉例說，已知船的載重量為11790噸，排水量為17600噸。如果新設(shè)計船的載重量為10000噸，那么新船的排水量約為10000/，即15000噸左右。在對其他因素例如速度、穩(wěn)性和強度也做了適當(dāng)考慮后，這就為第一次確定長、寬、吃水等尺度提供了一個初始值。船寬定義為船舶在最寬處的最大寬度，吃水是指到船舶最低部分的高度。 這些因素和船體形狀、推進機械及推進器設(shè)計有關(guān)船形是造船工程師直接關(guān)心的因素，而推進機械和推進器的設(shè)計是間接的因素造船工程師對推進機械的效率、重量和尺度以及推進器的尺度、效率的最后決定都起著重要的作用，因這些因素都對船形設(shè)計有很大的影響航速對船長的選擇有重要影響，航速與船長的關(guān)系表示為V/ L（速長比）。其中V為航速（節(jié)），L為船舶的有效水線長。 隨著速長比的增加，船的阻力也隨之增大。因此，為了從阻力角度獲得一有利船形，應(yīng)該選擇一個對應(yīng)于最小阻力的船長。 \就阻力而論，船長和船舯橫剖面面積或最大剖面面積的關(guān)系，亦即水下形狀的纖瘦度（棱形系數(shù)）也是很重要的， 快速船要求尖瘦的線形或較小的方形系數(shù)，而低速船一般設(shè)計成較豐滿的船形。船舶在所有正常的裝載和海上運行狀態(tài)下都必須是穩(wěn)定的。這就意味著，當(dāng)船舶受到外力作用而相對垂直位置發(fā)生傾斜時，除去外力后必須能恢復(fù)到原來的垂直位置穩(wěn)性可以分為橫穩(wěn)性和縱穩(wěn)性。水面船舶的橫穩(wěn)性應(yīng)從兩方面來考慮。第一是小角度下的穩(wěn)性，叫做初穩(wěn)性；第二是大角度下的穩(wěn)性（大傾角穩(wěn)性）。初穩(wěn)性與兩個因素有關(guān)：（1）船舶重心離基線的高度；（2）船體的水下形狀。船舶的重心是船舶所有重量的作用點控制穩(wěn)性的船形因素取決于船寬B、吃水T、水下部分體積的比例和水線形狀。 對于給定的重心位置，船舶的初穩(wěn)性和B2/T成正比，因此船寬B是影響橫穩(wěn)性的主要因素在大的橫搖角下（橫向傾斜），干舷也是一個重要因素。干舷是船舶某一層甲板離開水線的距離（一般，量至水密舷側(cè)通到的露天甲板干舷既影響最大復(fù)原力臂的大小，也影響穩(wěn)性的范圍，該穩(wěn)性范圍為某一傾斜角度，如果船舶傾斜超過該角度時，它將傾覆由于波浪作用、船舶運動、以及分布在全船的貨物和其它重量，海上航行的船舶受到很多力的作用。 這些力在結(jié)構(gòu)中將產(chǎn)生應(yīng)力，因而船體結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強度以抵抗這些作用力為獲得最輕的船體重量，必須確定具有適當(dāng)強度的船體所需材料的最小量。 船舶處于波浪中所承受的結(jié)構(gòu)應(yīng)力是由于重力和浮力在全船的分布不相等而引起的船體結(jié)構(gòu)作為一個整體在縱向平面內(nèi)將產(chǎn)生彎曲，最大的彎曲應(yīng)力出現(xiàn)在船體梁的底部和頂部。因此，船深是重要的。因為如船深加大，甲板和船底所需要的材料將減少然而這也受到一定的限制，最大船深受實際布置和設(shè)計有效性的控制9 / 9
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