【正文】 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。這些超大油船很少配有超過一個(gè)的螺旋槳軸和舵。 1968年，第一艘超過 30萬噸的船建成。我們知道，再 1956年以前還沒有超過 5萬噸的油船，在 60年代初期也沒有超過 10萬噸的任何船型。工業(yè)本身已經(jīng)產(chǎn)生了非常清晰的術(shù)語。這些術(shù)語是普通的但不具體。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)。 最常見的是排水型船一般分類為通用海洋運(yùn)輸船，它們可以用作客運(yùn)、輕貨運(yùn)輸、拖網(wǎng)捕魚或各種不需要特殊艙容、速度、吃水、或其它特殊性能的其他業(yè)務(wù)。 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。它們需要比排水型船更大的功率和更小的重量。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。 盡管這類船非常相似，其詳細(xì)分類還是有必要進(jìn)行特別討論。水包括海水和淡水。阿基米德定律指出，浸沒在液體中的物體將受到一個(gè)等一所排開的液體重量的浮力作用。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。大多數(shù)滑行艇都要求在靜水中航行，盡管某些深 V型船體具有再波浪中航行的能力。 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力支撐。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(gè)升力。 水動力支撐 依靠水動力支撐的船也只有兩種類型。這種船所需的升力風(fēng)機(jī)功率要小于氣墊船的，方向穩(wěn)定性也更好，并可以由噴水裝置或者超空泡螺旋槳推進(jìn)。 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。 第一種類型船的四周具有柔性的 “裙 ”，在船底圍成一個(gè)空氣墊，試船能完全升離水面。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。 空氣靜力支撐 有兩種類型船舶是靠前身產(chǎn)生的空氣墊而支撐在海面之上的。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)。這一概念是造船師再設(shè)計(jì)船舶時(shí)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。 因此在這些情形下，基本設(shè)計(jì)大體上上限于對主尺度、動力系統(tǒng)和布置微小修改。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)。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(jì)出完成此任務(wù)的全新船隊(duì)。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。世界上工業(yè)國家對石油和其它原料的需求的增長需要大型油船和散貨船以可接受的成本來滿足巨大的需求。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。再計(jì)算機(jī)影響著基本設(shè)計(jì)的時(shí)候，其它一些變革已經(jīng)在影響著基本設(shè)計(jì)的構(gòu)成。 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) 熱平衡與蒸汽流動圖 ——在正常工作情況下的常規(guī)動力電路負(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。這個(gè)設(shè)計(jì)過程構(gòu)成了使船廠建造價(jià)格在預(yù)先確定的價(jià)格范圍之內(nèi)的基礎(chǔ)。 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。在此階段，交換僅限于設(shè)計(jì)工作于技術(shù)工人之間，也就是說，一個(gè)設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì)不再由任何其他工程師進(jìn)行評判、調(diào)整或修改。這些圖紙不屬于基本設(shè)計(jì)過程的一部分。 d 詳細(xì)設(shè)計(jì) 船舶設(shè)計(jì)的最后階段是繪制詳細(xì)的施工圖。 表 。 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(gè)機(jī)器、 設(shè)備的預(yù)期性能。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。這一階段更加準(zhǔn)確地描繪船舶特征，如基于 一套光滑線組成的船體線型，基于模型試驗(yàn)的主機(jī)功率匹配，船舶耐波性與操縱性，螺旋槳數(shù)量對型線的影響，結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，不同類型鋼材的使用，肋骨間距和形式等。 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。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。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，不論是否啟動下一階段的設(shè)計(jì) ——初步設(shè)計(jì)。這包括基于曲線、公式經(jīng)驗(yàn)而進(jìn)行的空船重量初步估算。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)。詳細(xì)設(shè)計(jì)師船廠進(jìn)一步完善合同設(shè)計(jì)的重要任務(wù)，以準(zhǔn)備施工圖用于船舶實(shí)際建造。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。 基本設(shè)計(jì)包含概念設(shè) 計(jì)和初步設(shè)計(jì)，可以確定船舶主要技術(shù)參數(shù)，為造價(jià)初步估計(jì)做準(zhǔn)備。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。徭輾陷薜移矩腿版 第一章 船舶設(shè)計(jì) 第一課 引言 定義 術(shù)語 “基本設(shè)計(jì) ”是指對影響造價(jià)和性能的船舶主要參數(shù)的確定。因此，基本設(shè)計(jì)包括船舶主尺度、船體線型、動力（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。進(jìn)一步講，基本設(shè)計(jì)還包括校核和修改，以滿足貨物裝卸能力，居位艙，客房設(shè)施，分艙和穩(wěn)性標(biāo)準(zhǔn)，干舷和噸位測量，所有這些都是將船舶當(dāng)成運(yùn)輸、工業(yè)化或服務(wù)系統(tǒng)的一部分。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)。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(xiàng)目，并使投標(biāo)者不出現(xiàn)模糊不請的或不充分的描述。 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。它基本上包括技術(shù)可行性研究，確定船舶的基本參數(shù)如船長，船寬，船深，吃水，豐滿度，動力，或可供選擇的參數(shù)方案，所以這些應(yīng)滿足所要求的航速，航程，貨艙艙容和載重量。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。 b 初步設(shè)計(jì) 船舶的初步設(shè)計(jì)將進(jìn)一步優(yōu)化那些影響造價(jià)和性能的傳播主要參數(shù)。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。它包括圍繞設(shè)計(jì)螺旋的一個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)閷Τ醪皆O(shè)計(jì)作進(jìn)一步優(yōu)化。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。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。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。小型船、不復(fù)雜的船客不要求具備表中所列的每一圖紙，但該表確實(shí)顯示了合同涉及中考慮的細(xì)致程度。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。這一設(shè)計(jì)階段的唯一共同之處是設(shè)計(jì)的每一階段均從一個(gè)設(shè) 計(jì)組傳遞到另一個(gè)設(shè)計(jì)組。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。從概念設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)到合同設(shè)計(jì)圖紙與說明書，有效地保證船舶主要特征參數(shù)能足夠可靠地確定下來。該價(jià)格也保證了充分有效地船舶性能。其中最重要的是計(jì)算機(jī)。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。以油船為例，尺寸迅速增大。 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。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。 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。如果預(yù)期的運(yùn)輸任務(wù)與現(xiàn)有的業(yè)務(wù)類似，那么這種（固執(zhí)）（保守）是一個(gè)不錯(cuò)的辦法。 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)。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(gè)安全的處所。 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。因?yàn)榍懊嫣岬降娜齻€(gè)區(qū)域的物理環(huán)境特性差異很大，設(shè)計(jì)成在這些區(qū)域工作的船舶的物理特性也不同。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。這個(gè)空氣墊必須足以支撐起水上船舶的重量。這種船成為 “氣墊船 ”（ ACV），再有些場合是兩棲的。這種類型的船稱為束縛氣泡減阻船（ CAB）。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。水動力是靠專門設(shè)計(jì)的水動力板在水面下具有快速相對運(yùn)動而產(chǎn)生的。正像具有機(jī)翼的飛機(jī)在空氣中運(yùn)動能產(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，其水動力可以支撐一般船舶離開水面?；型У某叽缗c排水量一般都受限制，因?yàn)楣β手亓勘群驮诓ɡ酥泻叫挟a(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力大小都有要求。 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。 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。這一定律適用于浮在水面或在下潛到水中的任何船。依據(jù)這一定律，這類船可以統(tǒng)稱為排水型船。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。這些類型船很明顯是 “折中 ”的結(jié)果。后者應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是排水型船，它的歸類主要取決于浮體體積即水下船體長度和寬度范圍的分布情況。這類船最常見并很容易識別，具有適度的排水量、航速、長度和艙 容。 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。在該討論中它們的稱呼也是不充分的，因?yàn)槎嗄昵胺Q為超級油船而現(xiàn)在并不是。基于 10萬噸級油船的指標(biāo)，其尺度可定為 LCC（大型油船）， VLCC（非常大型油船）和 ULCC（超級油船），大于 10萬噸但小于20萬噸的油船屬于 LCC，再 20萬噸至 40萬 噸的是 VLCC，超過 40萬噸的是ULCC。而現(xiàn)在關(guān)于這些名稱的規(guī)律變得清晰了。這些巨型船舶（一個(gè)甲板相當(dāng)于 4個(gè)足球場大）設(shè)計(jì)并建造成為利潤創(chuàng)造者，超長、超寬、超深船型，每個(gè)航次以最小的消耗運(yùn)輸大量的原油。它們的駕駛臺距其船首將近 1/4英里遠(yuǎn)（約 400m）。 這些船屬于排水型船，具有巨大的浮力支撐。事實(shí)上，貨物重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過船本身的重量。這些船舶在排水型船舶中有專用的類型稱為深排水量船。類似于前面討論過的原油船，但吃水還沒有 超過它們。簡單地講，這類極少見的船型設(shè)計(jì)成在中等程度海況中具有高速和穩(wěn)定性的上體（上部結(jié)構(gòu)）。 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。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。這種船即所謂的多體船 ——雙體船和三體船。還有前面提到的雙體氣泡(幕 )船和高速滑行雙體船。 圖 （沒有比例尺）以及與其物理支撐的關(guān)聯(lián)。 還有其它的指標(biāo)可以證明船體設(shè)計(jì)的廣闊的變化空間。在各種因素中相對重要的是穿的用途，由商團(tuán)、政府或購買船舶的個(gè)人所決定。 商船 購買商船一般是用于賺取利潤。還要進(jìn)行現(xiàn)金流分析以明確船在投資回報(bào)率為多少。所有商船應(yīng)包括貨船、客船、漁船、近岸供應(yīng)船和拖船。因此，政策因素在商船設(shè)計(jì)與建造經(jīng)濟(jì)中起重要作用。近岸供應(yīng)船關(guān)心運(yùn)送平臺員工的或者應(yīng)急服務(wù)的速度（航速），而當(dāng)鉆管或鉆井泥為主要運(yùn)輸貨物時(shí)，較低的航速也是可接受的。因此，大吃水船不能工作于特定的海域。欠發(fā)達(dá)國家港口條件還迫使造船設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮其它一些貨物轉(zhuǎn)裝卸中的限制。對于大型戰(zhàn)斗艦船，例如航母，導(dǎo)彈巡洋艦，驅(qū)逐艦和核潛艇，所有以前提到的因素均重要，因此，這類船造價(jià)非常高。作戰(zhàn)條件下的可靠性，動力表現(xiàn)、對延長服役期限有影響的成員適居性，以及成為主承包商和武備等系統(tǒng)重要分包商的政策重要性，所有這些都必須考慮進(jìn)去，因而軍船的建