船舶原理第一五~十章整理

1、一船舶類型1.船舶類型：按用途分：軍用艦艇和民用船舶商船：1） 集裝箱船：以運(yùn)載集裝箱為主的專門運(yùn)輸船舶，可分為全集裝箱船和半集裝箱船。2） 散貨船：專門用于載運(yùn)粉末狀、顆粒狀、塊狀等廢包裝類大宗貨物的運(yùn)輸船舶。主要有普通散貨船、專用散貨船、兼用散貨船及特種散貨船等。（輕便型：2000035000載重t；靈便型：4000047000載重t；巴拿馬型：58萬t；好望角型：1018萬t）3） 油船：專門用于載運(yùn)散裝石油及成品油的液貨船。（分為原油船和成品油船）4） 滾裝船：把裝有集裝箱及其他揀貨的半掛車或裝有貨物的帶輪子的托盤作為貨運(yùn)單元，由牽引車或叉車直接進(jìn)出貨艙進(jìn)行裝卸的船舶。5） 載駁船：用

2、來運(yùn)送裝載駁船的運(yùn)輸船舶，又名子母船。6） 冷藏船：使易腐貨物處于凍結(jié)狀態(tài)或某種低溫條件下進(jìn)行載運(yùn)的專用船舶。2.運(yùn)輸船舶的發(fā)展趨勢：大型化（限制：航程長，航道、港口限制，貨源充沛，碼頭作業(yè)效率）、高速化、自動(dòng)化、專用化。3.軍用船舶與民用船舶的界定：1） 噸位概念不同，商船所說的噸位是載貨量非本身自重，而軍艦所指的是排水量就是本身的自重。2） 技術(shù)含量不同。3） 速度不同。五船舶抗沉性1.抗沉性：船舶在一艙或數(shù)艙破損進(jìn)水后，仍能漂浮于水面，并保持一定浮態(tài)和穩(wěn)性的能力。2.抗沉性的保證方法：使船舶具有足夠的儲備浮力和穩(wěn)性、船舶分艙。3.安全界限線：在船側(cè)由艙壁甲板上表面向下量76mm處畫一條與

3、艙壁甲板邊線平行的線。4.滲透率：船艙內(nèi)實(shí)際進(jìn)水體積與空艙的型體積之比。5.可浸長度：公約和規(guī)范規(guī)定的兩水密橫艙壁間的極限長度，意味著對應(yīng)干舷最小。（即船艙破損后，海損水線恰好與安全限界線相切的進(jìn)水艙的艙長）6.許可艙長：可浸長度與分艙因數(shù)的乘積。7.分艙因數(shù)F：由船長和船舶的業(yè)務(wù)衡準(zhǔn)數(shù)決定的，用以確定許可艙長的因數(shù)。8.1.00=F0.5為一艙制船舶，任一艙破損都不致沉沒；0.5=F.0.33為兩艙制船舶，任何相鄰兩艙破損不沉沒；0.33=F0.25為三艙制船舶。9.增加重量法：將破艙進(jìn)水后的進(jìn)水看作是故意加載的液體。10.損失浮力法：將破艙進(jìn)水的那部分艙內(nèi)體積看成是脫離船體的一部分，即該部

4、分的浮力已經(jīng)損失，將他從排水量中扣除，使船舶浮力減少。六船舶阻力1.船舶航速由阻力大小、主機(jī)功率大小、螺旋槳（推進(jìn)器）效率高低三個(gè)因素決定。2.快速性：一：對一定排水量的船舶，在給定主機(jī)功率消耗的條件下能達(dá)到的航速高低。航速高，快速性好。二：對一定排水量的船舶，為維持一定的航速所需的主機(jī)功率大小。功率小，快速性好。 可以說快速性的優(yōu)劣取決于船舶阻力和推進(jìn)性能。3.船舶阻力：附加阻力與基本阻力（摩擦阻力、漩渦阻力、興波阻力）。4.摩擦阻力：由于邊界層的存在使船舶運(yùn)動(dòng)受到牽制作用，即水拖滯船舶不向前運(yùn)動(dòng)的阻力。摩擦阻力的大小與水的粘性、船體水下表面積、船體表面光滑程度、船體航速大小有關(guān)。與水接觸面

5、越大，表面越粗糙，航速越高摩擦阻力越大。5.黏壓阻力：漩渦處壓力降低，造成首尾壓力差而產(chǎn)生的阻力。與形狀關(guān)系很大，主要與船舶水下部分（船尾）形狀及航速有關(guān)。若船舶長寬比L/B增加，即船型瘦長時(shí)，黏壓阻力較小，若船長較短，船型豐滿，黏壓阻力越大。6.興波阻力：船舶在靜止水面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水面會不斷興起航行波，由此波造成船舶運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力為興波阻力。興波阻力與重力有著密切關(guān)系，與流體黏性無關(guān)。船行波系由首波系和尾波系組成，每種波系由散波和橫波組成。7.波系干擾：首橫波波峰與尾橫波波峰相遇（或波谷與波谷），合成波高增大，興波阻力增加，為不利干擾。 首尾橫波的峰谷相遇時(shí)，合成波波高減小，興波阻力減小，為有利

6、干擾。使球鼻艏產(chǎn)生的波浪與船體所興起的首橫波發(fā)生有利干擾，也可以減少興波阻力。8.附加阻力：空氣阻力、附體阻力、污底阻力、洶濤阻力。9.基本阻力曲線：阻力曲線是阻力歲航速變化的曲線?；咀枇η€歲航速增大而增大，船速較低時(shí)，基本阻力隨船速增加緩慢，船速較高時(shí)，隨船速增加有較大提高。在船速較低時(shí)，摩擦阻力占基本阻力大部分，隨著航速提高興波阻力和黏壓阻力之和占的比例愈來愈大。10.淺水航道：船舶航行潛水時(shí)，阻力增大，并產(chǎn)生下沉和縱傾現(xiàn)象。阻力增加程度與航道水深h及船舶吃水T有關(guān)，隨著h/T的減小阻力增大。降低航速使下沉和尾傾得以減輕。11.狹窄航道：影響?yīng)M窄航道阻力的因素：水深與船舶吃水比h/T；

7、航道寬與船寬之比b/B；水深弗勞德數(shù)。隨著水深弗勞德數(shù)的增大或h/T的減小，船道寬度影響增大。12.海軍部系數(shù)（海軍常數(shù)）：看書吧P156七.船舶推進(jìn)1.船舶推進(jìn)方式：一、利用外力的直接作用。二、通過川上安裝推進(jìn)器。2.風(fēng)帆：主要推進(jìn)方式。3.明輪：局部浸水推進(jìn)器。外形似車輪，輪周裝有蹼板。4.直葉推進(jìn)器：也稱平輪推進(jìn)器，由若干垂直葉片組成，葉片安裝在圓盤上，葉片間距相等。5.螺旋槳：目前應(yīng)用最廣推進(jìn)器。（增加船體消耗，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻力）6.螺旋槳的外形及幾何參數(shù)（計(jì)算，看書P159）7.螺旋槳的空泡現(xiàn)象：螺旋槳水下工作時(shí)會在槳葉處產(chǎn)生空泡。8.局部空泡（第一階段空泡）：在葉背某處的壓力降至該睡問

8、下的汽化壓力時(shí)，該店的水質(zhì)點(diǎn)就先形成空泡，此時(shí)空泡只占據(jù)葉面一小部分。減少槳葉斷面面積，降低螺旋槳強(qiáng)度，對效率影響不大。9.片空泡（第二階段空泡）：葉背的負(fù)壓力不斷增大，局部空泡在葉背寬度方向擴(kuò)展形成片空泡。使螺旋槳水動(dòng)力特性惡化，影響效率。10.避免空泡的措施：增加螺旋槳浸沉深度、降低螺旋槳轉(zhuǎn)速、增加螺旋槳盤面比、采用圓背式（弓型）葉剖面。11.傳播的功率與效率（計(jì)算，看書P172）12.伴流P169八船舶搖擺1.適航性（耐波性）：船舶在多變的海況中的運(yùn)動(dòng)性能，包括搖擺、失速、甲板上浪、船底抨擊等。2.船舶搖擺的形式：直線擺動(dòng)：縱蕩、橫蕩、垂蕩；繞軸擺動(dòng)：橫搖、縱搖。橫搖最為劇烈。3.船舶搖

9、擺的危害：1）使貨物移動(dòng)，船舶喪失穩(wěn)性造成傾覆；2）使船體結(jié)構(gòu)負(fù)荷增加，導(dǎo)致船體折斷或損壞；3）使推進(jìn)器工作條件變壞，阻力增加，船舶嚴(yán)重失速；4）使機(jī)器與航海儀器不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)與工作；5）甲板上浪淹水，工作困難；6）使船上居住條件惡化，引起旅客暈船及影響船員工作。4.衡量船舶搖擺運(yùn)動(dòng)的參數(shù)：最大擺幅 ；擺程 ；全擺程 ；周期 （s）；頻率n（1/s）。5.船舶搖擺：靜水中搖擺（有阻尼搖擺、無阻尼搖擺）和波浪中搖擺。6.靜水中的無阻尼搖擺也稱自由搖擺（計(jì)算 看書 P176）船舶重心越高，初穩(wěn)性越好，搖擺性能越好。船舶搖擺周期也稱為船舶固有周期，相應(yīng)頻率n為固有頻率。船舶在靜水中的無阻尼搖擺是不變周

10、期不變擺幅、搖擺角呈余弦規(guī)律變化的簡諧運(yùn)動(dòng)。7.船舶在靜水中的有阻尼搖擺是不變周期、擺幅逐漸減小的、搖擺角呈余弦規(guī)律變化的衰減運(yùn)動(dòng)。（P177）8.船舶在波浪中的搖擺是波浪運(yùn)動(dòng)和傳播自由搖擺運(yùn)動(dòng)的合成結(jié)果。9.若航行中船舶處于諧搖區(qū)內(nèi)，駕駛?cè)藛T可通過改變航向活在改變航向的基礎(chǔ)上同時(shí)改變航速來避免諧搖。10.常見的減搖裝置：舭龍骨、減搖鰭、減搖水艙、回轉(zhuǎn)儀。11.減搖基本原理：產(chǎn)生一個(gè)與搖擺方向相反的穩(wěn)定力矩，是搖擺幅度減小，搖擺周期增大。九船舶操縱性1.操縱性：船舶在航行是能過按照駕駛員意圖保持原來航速、航向或改變航速、航向的性能。2.回轉(zhuǎn)性（回轉(zhuǎn)靈敏性）：能夠按照駕駛員意圖改變航速航向的性能

11、。3.穩(wěn)定性：能夠保持原來航速航向的性能。4.船體本身對船舶操縱性的影響：主要取決于船舶尺度比，尤其船長吃水比、船體水下側(cè)投影面積。船越長，回轉(zhuǎn)性越差，船體水下側(cè)投影面積越大，航向穩(wěn)定性越好。5.衡量船舶操縱性優(yōu)良的指標(biāo)：衡量回轉(zhuǎn)靈活性的回轉(zhuǎn)圈參數(shù)（越小越好）；衡量航向穩(wěn)定性的單位時(shí)間內(nèi)操舵次數(shù)及操舵角；衡量慣性的一些指標(biāo)。6.舵的作用：產(chǎn)生多壓力是船舶按需要改變航向，原理是機(jī)翼理論。7.舵的形式：按舵桿軸線位置分為普通舵（不平衡舵）、平衡舵、半平衡舵；按舵的剖面形狀分為平板舵（單板、雙板之分）和流線型舵。8.舵的布置及數(shù)量：通常舵布置在船尾端螺旋槳后，一方面使舵收到突出的尾部的保護(hù)，一方面獲

12、得螺旋槳尾流，提高舵效，且遠(yuǎn)離船舶重心，使回轉(zhuǎn)力臂增大。9.航向穩(wěn)定性：船舶能夠保持原來航速航向的性能。10.航向穩(wěn)定性的分類：直線穩(wěn)定性、方向穩(wěn)定性、位置穩(wěn)定性。11.位置穩(wěn)定性：勻速直線航行船舶，經(jīng)過干擾力作用后，最后狀態(tài)是與初始運(yùn)動(dòng)方向相同，且運(yùn)動(dòng)軌跡之間無偏離的勻速直線運(yùn)動(dòng)。12.具有位置穩(wěn)定性的船舶，一定具有直線穩(wěn)定性和方向穩(wěn)定性；具有方向穩(wěn)定性的船舶一定具有直線穩(wěn)定性。13.航向穩(wěn)定性的改善措施：增加中縱剖面尾部側(cè)面積、增大L/B值。14.回轉(zhuǎn)性：船舶操舵回轉(zhuǎn)后的航行軌跡可用船舶重心的運(yùn)動(dòng)軌跡來描述，此時(shí)回轉(zhuǎn)軌跡稱為回轉(zhuǎn)圈。15.回轉(zhuǎn)圈的主要特征參數(shù)：反向橫移、橫距、縱距、戰(zhàn)術(shù)直徑

13、、回轉(zhuǎn)直徑、進(jìn)程。16.回轉(zhuǎn)原理：三個(gè)階段：轉(zhuǎn)舵階段、發(fā)展（過度）階段、定?；剞D(zhuǎn)階段。17.轉(zhuǎn)舵階段：舵壓力P引起的效果：船舶超轉(zhuǎn)舵方向旋轉(zhuǎn)、船速下降、船體向轉(zhuǎn)舵方向橫移。18.發(fā)展階段：作用在船體上的力隨時(shí)間而改變，航速不斷下降，回轉(zhuǎn)角度不斷增大，船作不定常運(yùn)動(dòng)。19.定?；剞D(zhuǎn)階段：此時(shí)重心軌跡為圓周線。20.船舶回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生橫傾。21.橫傾力矩的計(jì)算P195十船舶強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)1.船舶強(qiáng)度：船舶在各種外力作用下保持不損壞、不變形的能力。2.船體損壞的原因：強(qiáng)度不足、使用不當(dāng)。3.船體強(qiáng)度的分類：總縱強(qiáng)度、橫強(qiáng)度、局部強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。4.總縱強(qiáng)度：船舶在縱向彎矩作用下，不損壞、不變形的能力。（圖看

14、書P197）5.影響總縱強(qiáng)度的因素：船在靜水中有約束、無約束時(shí)船體分段平衡；船舶在波浪中的中拱與中垂；不同船型及裝載的中拱與中垂。6.橫強(qiáng)度：船承受橫向外力作用，具有抵抗橫向變形的能力。（越往下，壓力越大）7.局部強(qiáng)度：船體個(gè)別構(gòu)建對局部載荷的抵抗能力。8.扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度：船體抵抗扭曲變形或損壞的能力。（一般發(fā)生在大開口部位或具有大開口的船上）9.船體結(jié)構(gòu)：板和骨架兩部分組成。10.P54 主船體、上層建筑11.船舶骨架分為橫向骨架和縱向骨架。12.縱向大骨架：縱桁（甲板縱桁、舷側(cè)縱桁、船底縱桁）13.橫向大骨架：甲板上稱為甲板強(qiáng)橫梁、舷側(cè)的為強(qiáng)肋骨、船底為強(qiáng)肋板。14.船體骨架的排列形式：縱骨架式、橫骨架式、縱橫骨架式（混合骨架式）。15.縱骨架式：優(yōu)點(diǎn)：總強(qiáng)度好，船舶抗彎能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)重量輕；缺點(diǎn)：施工麻煩。16.橫骨架式：優(yōu)點(diǎn)：橫強(qiáng)度好，施工方便，建造成本低；缺點(diǎn)：抵抗縱向彎曲能力弱。多用于總縱強(qiáng)度要求不高的小型或內(nèi)河船舶上。17.混合骨架式：優(yōu)點(diǎn)：兼顧縱、橫骨架優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)合理重量減輕，造價(jià)便宜。18.船體結(jié)構(gòu)：船底、舷側(cè)、甲板、艙壁、首尾、上層建筑、19.船底結(jié)構(gòu)：船底板、肋板、龍骨、底