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1、第一章船舶設(shè)計概要1. 船舶設(shè)計工作具有哪些特點?答:(1)必須貫徹系統(tǒng)工程的思想,考慮問題要全面,決策時要統(tǒng)籌兼顧;在總體設(shè)計 中一定要處理好主要矛盾和次要矛盾的關(guān)系,要協(xié)調(diào)好各部門的工作,既要使船舶的各 部分充分發(fā)揮自身功能,又要是相互關(guān)系達(dá)到最佳的配合。(2)船舶設(shè)計的另一個特點是:設(shè)計工作是由粗到細(xì)、逐步近似、反復(fù)迭代完成的。 船舶設(shè)計也可以說是一個多參數(shù)、多目標(biāo)、多約束的求解和優(yōu)化問題。2. 船舶設(shè)計有哪些基本要求?(1)適用、經(jīng)濟(jì)(2)安全、可靠(3)先進(jìn)、美觀3. 新船設(shè)計的基本依據(jù)是“設(shè)計技術(shù)任務(wù)書”,它反映了船東對新船的主要要求。請問設(shè)計技術(shù)任務(wù)書通常是如何制定的?運輸船舶的
2、設(shè)計技術(shù)任務(wù)書一般包括哪些基本內(nèi)容?答:(1)設(shè)計技術(shù)任務(wù)書是用船部門根據(jù)需要和可能, 經(jīng)船型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后得出的。 船型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證是對不同船型方案的投資規(guī)模、經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)上的可行性進(jìn)行比較和分析。(2)一般運輸船舶的設(shè)計技術(shù)任務(wù)書包括以下基本內(nèi)容:1)航區(qū)和航線海船航區(qū)是根據(jù)航線離岸距離和風(fēng)浪情況來劃分的。航區(qū)不同,對船舶的安全性和配備 配置要求不同。我國法規(guī)對非國際航行海船的航區(qū)劃分為遠(yuǎn)海航區(qū)、近海航區(qū)、沿海航 區(qū)、遮蔽航區(qū)。內(nèi)河船的航區(qū)根據(jù)不同水系或湖泊的風(fēng)浪情況劃分為A級、B級、C級等。2)船型這里的船型是指船舶的類型、甲板層數(shù)、機(jī)艙部位、首尾形狀和其他特征。3)用途新船的使用
3、要求,通常給出貨運的貨物種類和數(shù)量以及貨物的理化性質(zhì)和其他要求。4)船籍和船級船級是指新船準(zhǔn)備入哪個船級社,要求取得什么船級標(biāo)志,確定設(shè)計應(yīng)滿足的規(guī)范。船籍是指在哪國登記注冊的船舶,確定新船應(yīng)遵守的船籍國政府頒布的法定檢驗規(guī)則。5)動力裝置給出主機(jī)和發(fā)電機(jī)組的類型、臺數(shù)、燃油品質(zhì)和推進(jìn)方式。6)航速和功率儲備對航速一般給出服務(wù)航速(kn ,節(jié),海里/小時)。服務(wù)航速是指在一定的功率儲備下新船滿載能夠達(dá)到的航速。對拖船通常提出拖帶航速下拖力的要求或自由航速的要求。功率儲備是指主機(jī)最大持續(xù)功率的某一百分?jǐn)?shù),通常低速機(jī)取10%中速機(jī)取15%7)續(xù)航力和自持力續(xù)航力是指在規(guī)定的航速(通常為服務(wù)航速)或
4、主機(jī)功率下,船上所帶的燃料儲備量可 供連續(xù)航行的距離(n mile )。自持力是指船上所帶淡水和食品可供使用的天數(shù)。運輸船舶不給出自持力時,淡水和食品的儲備數(shù)量根據(jù)續(xù)航力和航速來計算。8)船體結(jié)構(gòu)提出有關(guān)船體結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)形式、冰區(qū)加強(qiáng)等級、雙層底和甲板負(fù)荷(t/m2)的要求。9)總體布置提出新船在建筑形式、艙室劃分、貨艙數(shù)量等方面應(yīng)滿足的要求或希望。10)設(shè)備規(guī)定船上主要設(shè)備的要求。11)生活設(shè)施給出船員人數(shù),起居處所以及服務(wù)處所的標(biāo)準(zhǔn)等要求。12)限制條件因船閘、港口、航道以及碼頭裝卸設(shè)備等因素對船舶主尺度(如吃水、船寬、船長)的 限制,船過橋梁時船舶水上建筑高度的限制,以及其他特殊要求。
5、4. 船舶設(shè)計工作方法中經(jīng)常使用母型船改造法,請問采用這種設(shè)計工作方法有何理論依 據(jù)?答:某一類型船舶的發(fā)展和演變過程,存在著由它們的使用任務(wù)和要求所決定的共 性問題,這就決定了這類船舶必然具有許多相近的技術(shù)特征和內(nèi)在規(guī)律,這些特征和規(guī) 律也是人們合理解決船舶設(shè)計中眾多矛盾的結(jié)果。合理地吸收和利用這些經(jīng)驗和規(guī)律, 可以減少盲目性,使新船設(shè)計有較可靠的基礎(chǔ)。這就是船舶設(shè)計中經(jīng)常采用的母型船改 造法的理論依據(jù)。5. 新船的設(shè)計通常分成哪幾個設(shè)計階段?各階段之間有何聯(lián)系?答:(1)根據(jù)現(xiàn)代造船的特點,船舶設(shè)計一般分為四個階段:1)初步設(shè)計2)詳細(xì)設(shè)計3)生產(chǎn)設(shè)計4)完工文件(2)設(shè)計工作的不同階段,
6、在新船整個設(shè)計過程中既有相對獨立性,又是相互聯(lián)系的。 前一階段的設(shè)計結(jié)果是后一階段設(shè)計的依據(jù),后一階段是前一階段的深入和發(fā)展。然而 上述各個設(shè)計階段的劃分和各階段的具體工作內(nèi)容,并不是嚴(yán)格不變的,根據(jù)具體情況(如任務(wù)的緊迫性、產(chǎn)品的復(fù)雜程度、母型船資料等)而有所不同,有時各階段之間并 無明確的界限。此外設(shè)計階段的劃分是隨著造船技術(shù)和管理方式的發(fā)展而變化的,特別 是計算機(jī)深入應(yīng)用到造船的各個領(lǐng)域后,船舶設(shè)計階段的劃分以及設(shè)計方法都將發(fā)生變革。6. 初步設(shè)計階段主要應(yīng)完成哪些工作?答:初步設(shè)計階段的主要工作是, 在深入分析任務(wù)書和調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,從全局出發(fā),提出船體、輪機(jī)、電氣不同專業(yè)方面的各種
7、可行性方案,進(jìn)行分析比較,得出一個能滿 足船東要求的合理的設(shè)計方案。這一階段的工作中,船舶總體設(shè)計是最關(guān)鍵的。它需要對船舶主要要素的決定、總 布置、主機(jī)選型、船體型線、主要性能等方面進(jìn)行細(xì)致的工作,通過計算、繪畫、必要 的模型試驗及分析論證等技術(shù)手段,得出決定全船技術(shù)形態(tài)的總體方案。與此同時,在 船體基本結(jié)構(gòu)、主要舾裝設(shè)備、機(jī)艙布置、電力負(fù)荷及電站配置、機(jī)電設(shè)備選型等方面 開展初步設(shè)計。第二章 海船法規(guī)的相關(guān)內(nèi)容1. 什么叫船舶登記噸位?總噸位和凈噸位是如何量計的?登記噸位(RT)與載重噸位(DW)有什么區(qū)別?答:( 1 )船舶登記噸位是指根據(jù)國際船舶噸位丈量公約或船籍國政府制定的噸位丈量規(guī)
8、定核定的“登記噸位”( 2)總噸位是以全船圍蔽處所的總?cè)莘e(扣除特別規(guī)定的免除處所容積以后)來量計 的,它表征了船舶的大小。凈噸位是按船舶能用于營利的部分的有效容積 (即載貨處所容積和以乘客人數(shù)折算 得到的容積)來量計,它表征了船舶的營利能力。(3)登記噸位(RT與載重噸位(DW概念完全不同,后者以重量(t )為度量單位, 而登記噸位則沒有噸位,只是體現(xiàn)船舶容積的一個概念。2. 船舶總噸位和凈噸位的作用主要有哪些?答: 1)作為稅收和各類收費的標(biāo)準(zhǔn)。例如關(guān)稅、保險費、港務(wù)費等。2)作為船舶統(tǒng)計的量度標(biāo)準(zhǔn)。例如統(tǒng)計一個國家、船級社、運輸公司的船舶擁有量時 都以登記噸位作為量度標(biāo)準(zhǔn)。3)在國際公約
9、、法規(guī)和規(guī)范中,有些是以總噸位來劃分船舶大小等級的,以此來規(guī)定 設(shè)備配備的標(biāo)準(zhǔn)。4)作為船舶營運管理的一個標(biāo)準(zhǔn),例如航運管理部門以總噸位來劃分船舶等級,規(guī)定 船員的資格等級。3. 總噸位計算中,要計算所有圍蔽處所的容積,但有些處所可以免除,免除處所是指哪些 處所?答: 1)上甲板以上且與之分開的不能進(jìn)入的處所,如桅桿、起重柱、起重機(jī)及座、集 裝箱支撐結(jié)構(gòu)物以及截面積不超過一m2的通風(fēng)筒等。2)錨鏈筒、海底閥凹穴、側(cè)推器孔道以及建筑物內(nèi)直接位于其頂甲板上無遮蓋的開口 下的那部分體積。3 )僅由固定或可移動的天棚遮蓋的處所。4)部分免除處所。例如圍蔽處所一端敞開、舷側(cè)有大開口等情況。4. 總噸位和
10、凈噸位的計算結(jié)果用什么單位表示?數(shù)值表達(dá)上有何規(guī)定?答:(1)噸位數(shù)后面沒有單位,過去一登記噸位為100立方英尺(2.832m3),現(xiàn)在總噸位和凈噸位只是體現(xiàn)船舶容積大小的概念,不再具備容積的單位。(2)量計時,總噸位和凈噸位的數(shù)值只取整數(shù)部分,小數(shù)點后面的數(shù)值略去不要。第三章船舶重量與重心1. 民船的空船重量和載重量分別由哪幾部分組成?答:1)LV空船重量(t),民船設(shè)計中通常將其分為船體鋼料重量W、舾裝重量VO和機(jī)電設(shè)備重量 VM三大部分,即LW=WW+W;2)DV載重量(t),包括貨物、旅客、船員、行李、油水(燃油、滑油、淡水等)、食品、備品、供應(yīng)品以及壓載水等的重量。2. 貨船通常有哪
11、幾種基本載況?它們的重量分別包括哪幾部分?答:1)滿載出港一一設(shè)計排水量狀態(tài);2) 滿載到港一一這時船上的油水等消耗品重量規(guī)定為設(shè)計狀態(tài)儲備量的10%3)壓載出港一一船上不裝載貨物,但有所需的壓載水,油水儲備量為設(shè)計狀態(tài)之值;4)壓載到港一一船上不裝載貨物, 但有所需的壓載水,油水儲備量為設(shè)計儲備量的 10%3. 為什么說空船重量的準(zhǔn)確估算十分重要?如果空船重量估算結(jié)果偏輕或者偏重分別會產(chǎn)生什么樣的后果?答:(1)空船重量LW占設(shè)計排水量相當(dāng)大一部分,且影響因素很多,不容易估算準(zhǔn)確, 特別是在設(shè)計初期階段。如果船舶建成以后,空船重量與原先估計的相差較大,則對船 舶的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都會產(chǎn)生很大的
12、影響。尤其是超重較多時,引起的后果更為嚴(yán)重。 因此,空船重量估算的準(zhǔn)確與否是新船設(shè)計能否獲得成功的關(guān)鍵之一。(2)不會(尼瑪樹神你這是什么情況? !!)4. 影響船體鋼料重量(WH)最顯著的主尺度是什么?其影響 WH的基本規(guī)律是怎樣的? 其他主尺度對WH的影響程度和規(guī)律如何?答:(1)船長L對船體鋼料重量 W的影響最顯著從構(gòu)件的數(shù)量和幾何尺寸來看,船上大部分構(gòu)件都與船長L有關(guān);從強(qiáng)度條件來看,L越大,船在水中所受的總縱彎矩越大,要求的船體結(jié)構(gòu)尺寸也大。(2) 單位長度船體鋼料重量隨船長增加而增加,詳見圖3.2.1(p58)(3)實際分析主尺度對船體鋼料重量影響程度通常用指數(shù)函數(shù)形式來表示:WL
13、BDdCB ,. . ,在 1.1-1.9 之間,其他均 <1。船寬B: B對船體縱向強(qiáng)力構(gòu)件的影響不是很大,但對橫向構(gòu)件的強(qiáng)度有較大的影響。因此船寬B大小與船體鋼料重量有密切關(guān)系,但其綜合影響程度小于船長。型深D D對舷側(cè)和艙壁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件有影響。一般來說,型深增加會因此構(gòu)件數(shù)量增加,但D增大,船體梁的剖面模數(shù) W也大,對強(qiáng)度有利。對于大船,總強(qiáng)度要求高,D增加W也增加,抵消了構(gòu)件數(shù)量的增加,因此W很少,甚至降低;對于小船,總強(qiáng)度要求不高,增加D一般會導(dǎo)致W增加。吃水d : d的變化不影響構(gòu)件的數(shù)量,但對局部強(qiáng)度(如船底構(gòu)件和舷側(cè)構(gòu)件等)有一 定影響,但影響很小。方形系數(shù)Q:方形系數(shù)反映
14、的是船體的豐滿程度,因此Q增減對船體構(gòu)件的數(shù)量和尺寸都影響很小,總體來說 CB對W影響很小。5. 什么情況下船舶需要設(shè)置固定壓載? 一般運輸貨船設(shè)計中是否應(yīng)該考慮設(shè)固定壓載? 為什么? 答:(1)船舶加固定壓載的主要原因如下:1)某些船舶穩(wěn)性不足,加固定壓載以降低重心高度;2)某些特殊船舶的滿載吃水太淺或排水量太小,用固定壓載以加大吃水和排水量;3)有的船因布置的特殊要求導(dǎo)致浮態(tài)不理想,用加固定壓載來調(diào)整縱傾或橫傾。(2)不應(yīng)該。一般運輸貨船設(shè)計時若加固定壓載則損失了船的裝載能力,從而降低了 船舶的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。有一種特殊情況是新船設(shè)計建造完工后,發(fā)現(xiàn)重心過高或浮態(tài)很不 好,用加固定壓載來作為一
15、種補(bǔ)救措施,以便在新船犧牲了部分裝載能力后還能繼續(xù)使 用。6. 載重量系數(shù) DW定義是什么?同類型貨船,通常大船的DW大還是小船的 DW大?對相同載重量的貨船,為什么低速肥大型船的DW要比中高速貨船的DW大?答:(1) DWDW/ ,表示船舶載重量 DW占排水量的比例。對于相同排水量的船舶,DW大表示空船質(zhì)量輕,或說載重能力大。(2 )大船的 DW比小船的DW大,因為大船的空船重量 LW占排水量的比例比小船相對 來說要小。(3)低速肥大型船的載重量占排水量的比例比中高速貨船占比大,而空船重量占排水 量的比例小。第四章艙容和布置地位1. 怎樣計算新船所需的貨艙容積?計算中需要考慮哪些因素?這些因
16、素怎樣確定?答:(1)貨艙所需的容積VC與要求的載貨量、貨物的種類和包裝方式以及裝載形式有關(guān), 按下式計算:VC=W c/kc式中,VC貨艙所需的型容積(m3); WC載貨量(t ); C貨物的積載因數(shù)(m3/t ); kc容積折扣系數(shù)。(2) 1)積載因數(shù):單位重量的貨物所占船艙的容積( m3/t ) 不考慮虧艙,僅與貨物的種類和包裝方式有關(guān)(查表或設(shè)計手冊可得) 考慮虧艙,般由船東根據(jù)實際裝載經(jīng)驗結(jié)合船型特征確定。虧艙是指貨艙某些部位因堆裝不變而產(chǎn)生裝貨時無法利用的空間,因而虧損了艙容。2)容積折扣系數(shù) kc指船艙內(nèi)能用于裝貨的容積與型容積之比。 考慮結(jié)構(gòu)折扣系數(shù)(凈容積 /型容積)考慮裝
17、載的燃油、滑油、成品油等油料的熱脹冷縮性質(zhì),裝載容積一般為凈容積的 97-98%;考慮裝載散貨還是包裝貨2. 為什么運輸貨船通常都要設(shè)置壓載水艙?它的主要作用是什么?所需的壓載水?dāng)?shù)量怎 樣確定?需要考慮哪些因素?答:(1) 1)船舶在營運中,有不少情況是無貨航行,為了保證船舶空放航行時的適航 性能,船舶必須具有一定的吃水,所以空放航行時通常需要壓載;2)有些船舶由于穩(wěn)性的要求,即使?jié)M載出港時,壓載水也可能是必不可少的,以保證 船舶的航行安全。(2)壓載水量是根據(jù)空放航行時所需的首尾吃水來確定的。尾吃水一般要求達(dá)到 004L-0.045L ,并保證螺旋槳全部浸沒在水中;艏吃水要求盡可能達(dá)到0.0
18、25L-0.03L ,太小的艏吃水在風(fēng)浪中航行時易引起嚴(yán)重的船首砰擊。尾傾不宜過大,否則駕駛室設(shè)在尾部的船舶會影響駕駛視線。油船必須設(shè)置專用壓載水艙和雙層雙殼,考慮防污染公約的相關(guān)規(guī)定確定壓載水量。3. 新船在還沒有設(shè)計型線圖的情況下(僅有主尺度和總布置草圖),如何估算各主要船艙(如貨艙、壓載水艙、油水艙等)的容積?不會(坑爹啊樹神! !)4. 經(jīng)艙容校核以后,如艙容不足,需要用加大主尺度來解決,請問通常調(diào)整哪個尺度來解 決艙容的不足比較合理?為什么?調(diào)整該尺度時應(yīng)注意些什么問題?答:(1)如果原選擇的尺度比在正常范圍內(nèi),穩(wěn)性(主要是初穩(wěn)性)也有一定富裕,則 加大型深D是增加艙容的最合理方案。
19、(2)因為加大船長,將使空船重量增加較多,對造價影響最顯著;加大船寬,對船舶 的性能(快速性等)影響較大;加大型深,對總縱強(qiáng)度有利,船體鋼料增加最少。(3)增加型深,因為重心升高和受風(fēng)面積的增大,對船舶穩(wěn)性會有所影響;調(diào)整型深 后,浮力和重力的平衡也要重新考慮。5. 客船所需的布置地位一般主要包括哪些部分?設(shè)計中這些布置地位一般怎樣確定? 答:(1)純客船所需的布置地位主要包括以下各部分:1)乘客和船員的起居處所。包括住室、盥洗室、大廳、餐廳、休息室以及走廊等;2)乘客和船員的服務(wù)處所。包括廚房、配膳室、儲物間、郵件艙和貴重物品室、物料 間、工作間以及通往這些處所的走廊等;3)乘客游步處所。包
20、括外走廊以及允許旅客到達(dá)的露天甲板等;4)機(jī)器處所。包括機(jī)艙、鍋爐房、電站和配電艙室、通風(fēng)、空調(diào)、冷藏等各種機(jī)器處 所。(2)根據(jù)法規(guī)(船舶與海上設(shè)施法定檢驗規(guī)則)“乘客定額及艙室設(shè)備”的規(guī)定來確定。第五章方案構(gòu)思和主尺度選擇1. 就一般情況而言,船舶總體設(shè)計方案構(gòu)思主要應(yīng)考慮哪些方面的問題? 答:(1)船型特征和總布置設(shè)想;(2)考慮和初步選擇主尺度;(3)主要技術(shù)性能的估算和分析;(4)其他重要方面的考慮(如主要設(shè)備、法規(guī)等等)。2. 為什么一般散貨船的貨艙區(qū)都設(shè)有頂邊水艙和底邊水艙?它們有何用處? 答:(1)減少卸貨時的清艙工作量,可以將散貨裝滿,減少平艙工作量;(2)增加壓載量,提高壓
21、載重心,增加壓載航行的首尾吃水,改善橫搖性能;(3)增加船體強(qiáng)度。3. 多用途貨船有些什么特點?答: (1) 設(shè)置雙層甲板;(2) 貨艙大開口,采用雙列式貨艙口;(3)減小貨艙數(shù)和設(shè)置大小貨艙。4. 方案構(gòu)思中, 分析新船的主要技術(shù)性能時, 以下問題應(yīng)該怎樣考慮?其基本思路是怎樣 的?(1)如何把握快速性?答: 1)選用合適的方法估算快速性; 2)分析影響快速性的原因(如尺度、型線、推進(jìn)方式等)和考慮采取的對策;3)綜合分析,制定方案。(2)如何保證完整穩(wěn)性? 答:主要從型寬和型深的選擇上對穩(wěn)性進(jìn)行控制,選擇合適的初穩(wěn)性高;初穩(wěn)性高 下限主要需要考慮法規(guī)以及實際使用要求對穩(wěn)性的約束,初穩(wěn)性高上
22、限主要根據(jù)橫 搖周期要求,適應(yīng)航區(qū)海況確定的;此外還要針對船只的實際使用要求做出相應(yīng)調(diào) 整。(3) 如何改善船舶的橫搖、縱搖及升沉運動性能?答: 1)通過安裝減搖裝置(如舭龍骨、減搖鰭、減搖水艙等)改善橫搖; 2)通過增加船長,配合較大的水線面系數(shù),改善型線橫剖面(V 型為佳)并增大船首高度來改善船舶縱搖及升沉運動性能。(4)如何保證操縱性能? 答: 1)選擇合適的主尺度,堅固航向穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)性的利弊得失; 2)合理地配置舵和呆木、尾鰭等附體來保證新船所需要的操縱性; 3)優(yōu)化尾端型線和尾框設(shè)計。5. 船舶設(shè)計中,為什么對初穩(wěn)性高(GM) 的控制要從上、下限兩方面來考慮?答:初穩(wěn)性高下限是從保
23、證安全和使用要求來考慮的,其最低限度必須滿足法規(guī)對各種 裝載情況初穩(wěn)性高的要求; 初穩(wěn)性高上限是從橫搖緩和性方面來考慮的, 初穩(wěn)性高過大, 橫搖周期過短,會影響船舶安全性,并使船上作業(yè)困難,設(shè)備易產(chǎn)生故障,使人員暈船 或者感到不適。6. 對于載重型運輸船舶,船長(L)、船寬(B)、型深(D)的選擇主要應(yīng)考慮哪些因素? 對于布置地位型船舶又該主要考慮哪些因素?答:1)對于載重型運輸船舶, 選擇船長(L)應(yīng)該主要從浮力和快速性兩個方面來考慮, 達(dá)到阻力性能和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)之間的平衡;船寬( B)應(yīng)該主要從浮力和穩(wěn)性方面考慮;當(dāng) 艙容要求不高時,型深(D)可以主要從最小干舷的要求來選擇;2)對于布置地位型
24、船舶,船長(L)應(yīng)該主要從布置地位和快速性兩方面來考慮;船寬(B)的選擇要首先滿足穩(wěn)性的下限要求和總布置要求;型深(D)的選擇取決于艙內(nèi)的布置地位。7. 新船選擇的 L/B 較小,對阻力性能有何影響? B/d 大對哪些性能有影響? L/D 的大小主 要對什么有影響,為什么?13 / 12答:L/B較小,影響水線平均斜度,則船只所受剩余阻力較大,L/B過小則會大大增加興波阻力;B/d較大則會造成橫穩(wěn)心半徑較大,橫搖周期較小,此外,濕表面積也隨B/d值增大,從而增大摩擦阻力;L/D的大小主要對總縱強(qiáng)度有影響,L/D值較小,則船長較小,型深較大,船只所受總縱彎曲應(yīng)力值減小,船舶剖面模數(shù)增大,從而對總
25、縱強(qiáng)度 有利,反之則會降低船體抵抗總縱彎曲的能力。1.1.2.2.3.3.設(shè)計橫剖面面積曲線時應(yīng)首先選擇和確定哪些要素?答:橫剖面面積曲線的特征數(shù),如棱形系數(shù).浮心縱向位置_、平行中體長_、進(jìn)流段長 一和去流段長.、最大橫剖面位置以及曲線形狀等,都必須正確地加以選擇和設(shè)計。為什么浮心縱向位置的改變會引起阻力性能的變化?型線設(shè)計中,浮心縱向位置的選取要考慮哪些因素?答:1)浮心縱向位置決定了船前后半體的相對豐滿程度。當(dāng)浮心位置改變時,前體興波 阻力和后體形狀阻力的相對比例發(fā)生變化。例如,浮心位置向后移動,前體豐滿度就減 小,后體豐滿度增大,因而形狀阻力由小變大,而興波阻力由大變小。2)浮心縱向位
26、置的選擇,除了考慮快速性因素以外,還應(yīng)與重心縱向位置相配合, 使船有適宜的浮態(tài)。對于給定速度的船,存在著一個阻力最小的最佳浮心位置。當(dāng)阻力 上最佳的浮心位置與重心配合不當(dāng)而引起的縱傾時,如果在總布置方面調(diào)整有困難,或 者這樣做了會造成犧牲過多時,通常是適當(dāng)?shù)負(fù)p失快速性而去兼顧布置上的適宜性。為什么一般低速運輸貨船的中部都有一段平行中體?航速高的船為什么沒有平行中 體?實船設(shè)計中平行中體長度該如何選擇確定? 答:對于低速運輸貨船,平行中體一段的橫剖面形狀完全相同,故使中部的船艙方整, 便于裝卸貨物,增加艙容;設(shè)置平行中體還簡化了工藝和降低建造成本。航速高的船不能設(shè)置平行中體,原因是這種船一般船體
27、已經(jīng)很瘦削,設(shè)置平行中體 后,平行中體和過分瘦削的首尾部連接會形成凸肩,航行時產(chǎn)生的肩波和嚴(yán)重的肩部漩 渦使阻力性能惡化。進(jìn)流段長度:LE / LPP6.3Fn2 0.14 5 CP 0.7 2去流段長度:LR 4.08fATLpp :垂線間長Fn:付如德數(shù) Cp:菱形系數(shù) Am :中橫剖面面積平行中體長度:LP LPP LE LR4.4.某新船的1 : =0.20 ,已選擇的詢j =0.76 ,試選擇合適的 逖:S 二和橫剖面面積曲線的平行中體長度;及進(jìn)流段長度-答:根據(jù)已選擇的I值,查圖623 ( P143)可得愆F可取0.995 ,可取0.77。根據(jù)選定的查圖6.2.5 (P144)可得
28、.=1.5mo根據(jù)仁疔查圖6.2.6 ( P145)可得平行中體相對長度為.=0.22。平行中體進(jìn)流段相對長度- - 一 -=2.6355。5. 橫剖型線形狀的 UV度對船舶的性能(快速性、穩(wěn)性、耐波性以及螺旋槳激振力等)有 些什么影響?答:1)首部橫剖線(1)靜水力阻力方面V形的橫剖線形狀濕表面面積較小,可減小摩擦阻力,同時它的舭部較瘦,有利于 減小豐滿船的舭部漩渦。但 V形船剖面興波阻力較大。U形剖面船的排水量相對集中在下部,設(shè)計水線消瘦,半進(jìn)流角小,有利于減小興 波阻力,但濕面積大,摩擦阻力大。(2)耐波性方面船在縱搖和升沉運動中, V形剖面下沉?xí)r,浮力和阻尼力矩大,能減小縱搖和升沉 運
29、動,且能緩解底部抨擊。但增加了航行時的阻力。(3)水上部分的形狀U形船外飄大,可減小減少甲板的上浪,提高大傾角穩(wěn)性。2)尾部橫剖線U形的尾部橫剖線形狀在各種Fn下阻力性能都比V形差些。6. 在型線圖的側(cè)視圖上甲板邊線與甲板中心線在幾何上有何關(guān)系?答:設(shè)有拋物線形甲板邊線的船,甲板中心線高度由甲板邊線高度值加上梁拱所得。不 設(shè)舷弧時,應(yīng)取脊弧為零。7. 為什么型線設(shè)計中經(jīng)常采用母型船改造法,采用母型船改造法設(shè)計型線應(yīng)該注意些什么問題?答:設(shè)計新船的型線,如能找到與新船相近的優(yōu)秀母型船(包括實船或船模)的型線資 料,通過改造,就可以得到符合新船設(shè)計要求的型線。用母型改造法方法生成的型線, 可以保持
30、優(yōu)秀母型船的型線特征,因而對新船的性能比較易把握。選擇母型船時,不僅要考慮到母型船型線的優(yōu)良性,還要注意到新船與母型船諸要 素的接近程度,否則修改量太大,就很難保持母型船的優(yōu)良性能。所以選擇母型船時, 要對母型船的性能和型線特征加以分析,結(jié)合需要改造的參數(shù)和修改量對新船的性能做出估計,使修改量有的放矢,做到揚長避短。第七章總布置設(shè)計1. 總布置設(shè)計主要包括哪些方面的工作?總布置設(shè)計應(yīng)遵循哪些基本原則? 答:(1)總布置設(shè)計的具體工作包括以下內(nèi)容:1區(qū)劃船舶主題和設(shè)置上層建筑,包括確定機(jī)艙、貨艙、油水艙、工作艙室、居住艙和其他各種艙室的位置和地位。也就是設(shè)置各縱、橫艙壁和各層次甲板,以及外部造型
31、等。2 調(diào)整船舶的浮態(tài),妥善合理地安排船的各部分重量沿船長方向的分布,并且注意控制重量的垂向分布,協(xié)調(diào)穩(wěn)性和搖擺性能對重心高度的不同要求。3 布置船舶艙室和設(shè)備, 包括各類居住和工作艙室的內(nèi)部布置,以及艙內(nèi)(除機(jī)器處所以夕卜)和露天甲板上各種設(shè)備的布置等。4 規(guī)劃各部位的通道和出入梯口。(2)總布置應(yīng)遵循下列基本原則:1 最大限度地滿足和提高船的使用效能,這是考慮問題的基本出發(fā)點。2 保證船舶具有良好的航海性能。3 注意船體結(jié)構(gòu)的合理性和工藝性。4 滿足法規(guī)和規(guī)范的要求。5 盡力搞好外部造型和內(nèi)部裝潢2. 船舶總體布局的區(qū)劃,是總布置設(shè)計的一項重要工作,它關(guān)系到船舶各區(qū)域功能的充分發(fā)揮、操作使
32、用的方便和安全性。請問:a)為什么一般貨船大多采用尾機(jī)型,尾機(jī)型船有哪些優(yōu)缺點?b)為什么船舶一般都需要設(shè)置雙層底?雙層底高度的選取應(yīng)該考慮哪些因素和要求?C)油船設(shè)雙底雙殼的作用主要是什么?答:a)現(xiàn)代運輸船舶廣泛采用尾機(jī)型,這是由于貨船是以運輸能力和裝卸效率為設(shè)計的主要考 慮因素。尾機(jī)型的優(yōu)點:1)便于貨物裝卸和理貨及清艙,也有利于貨艙口的布置,提高貨船的使用效能和經(jīng)濟(jì) 效益;2)尾機(jī)型可縮短軸系長度,提高軸系效率,降低造價,且不需設(shè)軸隧而損失艙容,并 有利于結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和工藝性。尾機(jī)型的缺點:1)浮態(tài)調(diào)整比較困難,空載時尾傾過大,艏吃水不足。大船采用大量壓載后,常導(dǎo)致 靜水彎矩過大,對結(jié)
33、構(gòu)強(qiáng)度不利;2)尾機(jī)型船的振動源(主機(jī)和螺旋槳)都集中在尾部,位于機(jī)艙上部的上層建筑是船 員生活和工作的處所,人員的舒適性較差;3)尾機(jī)型另一個缺點是由于尾部型線的收縮,導(dǎo)致機(jī)艙長度增加,這對于方形系數(shù)很 小的船更為不利。b)船舶無論從使用考慮還是從安全性考慮,一般都需要設(shè)置雙層底;從使用方面看,貨船裝載干活時,為便于裝貨和清艙,貨艙區(qū)必須設(shè)置雙層底,雙層底的空間可用于裝載油 水和壓載水。從安全性方面看,船舶觸礁、擱淺等海損事故中船底是最易損壞的部位,設(shè)置雙層底可大大提高船舶的抗沉能力。在實際設(shè)計中,雙層底高度的確定還要考慮以下各種因素:雙層底艙容;雙層底對重心高度的影響;結(jié)構(gòu)鋼料重量(雙層底
34、結(jié)構(gòu)重量較大);施工條件;結(jié)構(gòu)材料的利用率等。C)雙殼體結(jié)構(gòu)可以有效防止漏油,利于對環(huán)境的保護(hù);高大的腹板結(jié)構(gòu)和多個分艙的形式 可以減少自由液面對船舶穩(wěn)定性的影響;有利于提高船舶的破艙穩(wěn)性。3. 確定上層建筑(包括甲板室)的大小、層數(shù)和高度主要應(yīng)考慮哪些因素?答:(這題來自余東馳,坑爹嘉神看漏了)確定上層建筑大小、層數(shù)和高度的主要因素有:1) 布置地位的需要。要留出足夠的內(nèi)部甲板布置面積;2) 重心高度。主要出于穩(wěn)性的考慮,重心過高,對船只安全不利;3) 受風(fēng)面積。上層建筑過分龐大,受風(fēng)面積太大,會影響船只穩(wěn)性和操縱性(橫漂嚴(yán) 重);4)駕駛視線。要符合 IMO 關(guān)于船只盲區(qū)大小的規(guī)定;5)其他。如船只作業(yè)、人員活動等需要。4. 為了保證船舶在各種裝載情況下有適宜的浮態(tài), 總布置設(shè)計的一項工作是調(diào)整浮態(tài)。
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