船舶設(shè)計(jì)原理(最終版)

船舶設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)參考資料第三章7、 何謂船舶入級(jí)？航行于國(guó)際航線的船舶依照國(guó)際慣例辦理船級(jí)業(yè)務(wù)，應(yīng)按《海船入級(jí)章程》申請(qǐng)入級(jí)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，發(fā)給相應(yīng)的船級(jí)證書后，才能進(jìn)行國(guó)際航行。8、 試航速度Vt與服務(wù)航速Vs有什么不同？試航速度一般指滿載試航速度，即主機(jī)在最大持續(xù)功率情況下，靜止深水中的新船滿載試航所測(cè)得的航速。而服務(wù)航速是指船平時(shí)營(yíng)運(yùn)所使用的速度，一般是一個(gè)平均值。通常Vs較Vt慢0.5—1.0kn。12、 船舶主要要素一般是指哪些？通常是指排水量厶，載重量DW,船長(zhǎng)L，船寬B,吃水T，型深D，方形系數(shù)Cb，航速V及主機(jī)功率P等。b13、 什么是設(shè)計(jì)螺旋線？描述設(shè)計(jì)過(guò)程中逐步近似的特點(diǎn)，常用設(shè)計(jì)螺旋線表示。設(shè)計(jì)螺旋線表示的意思是:如任務(wù)書已給定載重量DW及主機(jī)類型（包括功率及轉(zhuǎn)速），此時(shí)可首先參考型船及有關(guān)資料，初估得一個(gè)排水量，并據(jù)此初估船長(zhǎng)、型寬、吃水及型深，初選一個(gè)方形系數(shù)，并使其滿足浮性方程，即^=pKaLBTCb。然后，根據(jù)這套主尺度，參a b考型船及有關(guān)資料，估計(jì)空船重量，求出船的排水量，看其是否與第一步初估得的排水量相吻合，如有差別，再進(jìn)行主尺度及系數(shù)調(diào)整，直至排水量符合要求為止。這就是船的重量與浮力平衡的過(guò)程。根據(jù)已滿足重量與浮力平衡后的一套主尺度進(jìn)行航速估算、總布置、容量估算、干舷檢驗(yàn)、穩(wěn)性及其他性能校檢等，即校核船的各個(gè)主要性能是否滿足使用要求。在校核中，如發(fā)現(xiàn)某一項(xiàng)或幾項(xiàng)性能不符合要求，則必須調(diào)整船的主尺度及系數(shù)，再重復(fù)一次上述的循環(huán)，直至設(shè)計(jì)者認(rèn)為滿意為止。第四章1、船舶平浮在預(yù)定吃水的條件是什么？根據(jù)浮性原理，船舶平衡于靜水中的條件是：浮力等于重力，重力與浮力的作用線在同一鉛垂線上。3、如何理解準(zhǔn)確估算空船重量的重要性？民船空船重量有哪幾個(gè)部分組成？重量估算是影響后續(xù)設(shè)計(jì)的基本工作，從某種意義上講，空船重量估算的準(zhǔn)確與否是船舶設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵之一。這是因?yàn)榭沾亓縇W占整個(gè)排水量△的很大一部分，且影響因素多，不容易估算準(zhǔn)確。而如果船舶建成以后，空船重量與原先估計(jì)的值相差較多，特別是超重過(guò)多的話，船舶的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都將發(fā)生很大的變化，引起的后果十分嚴(yán)重。當(dāng)然，重量估算過(guò)大，船長(zhǎng)也大，對(duì)經(jīng)濟(jì)性不利。因此對(duì)空船重量的估算，要特別注意，切不可粗心大意。民船的空船重量LW分成船體鋼料重量Wh,木作舾裝重量Wf和機(jī)電設(shè)備重量Wm三大部分。h7、Wh=ChLBD的估算方法有什么不足，是如何改進(jìn)的？立方模數(shù)法的缺點(diǎn)是：沒有考慮船體的肥瘦程度，把L、B、D、各要素對(duì)⑷山的影響看成是同等的。為了提h高估算的準(zhǔn)確性，將式Wh=ChLBD,改為Wh=ChLBD,（L/D）1/2（1+1/2CbD）TOC\o"1-5"\h\zh1 hh1 bD式中，增加（1+1/2CbD）項(xiàng)是考慮船體肥瘦的影響，其中CbD為計(jì)算到型深處的方形系數(shù)，可近似的按下式bD bD估算：0=C+（1—CJ（D-T）/3TbD b b式中增加（L/D）1/2項(xiàng)，是從強(qiáng)度出發(fā)考慮的修正，反映L、D對(duì)Wh的不同影響。h此外，新船與型船的甲板層數(shù)不同,估算時(shí)也要對(duì)ch值進(jìn)行修正，通常認(rèn)為增加一層甲板,ch值增大5?6%。h h13、 選取主要要素涉及哪些基本問(wèn)題？（1）重量與浮力的平衡； （2）滿足船對(duì)容量與甲板面積的需要；（3保證船的各種技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能； （4）考慮使用、工藝等條件。14、 載重型船舶與容積型船舶各自的特點(diǎn)是什么？載重型船是指載重量占排水量比例較大的船舶。一般來(lái)說(shuō)，這類船的主尺度能滿足排水量要求時(shí)，容積也容易滿足。容積型船是指為了布置各種用途的艙室、設(shè)備等需要較大的艙容以及甲板面積的一類船舶。一般來(lái)說(shuō)，這類船的主尺度能滿足容積及甲板面積要求時(shí)，排水量也容易滿足。15、 載重量系數(shù)ndw的物理意義是什么？為什么可用公式△=□dw\DW來(lái)粗估載重型船的△，而容積型船則不行？Hdw表示載重量占排水量的百分?jǐn)?shù)。統(tǒng)計(jì)資料表明，排水量大的船，Hdw要大些，因?yàn)椤鞔蟮拇珻h、Ct、Cm的值相對(duì)較小。也就是LW在排水量中所占的比例要小些，DW所占的比例大些。對(duì)一般貨船或油船等載重型船，Hdw隨△變化有相對(duì)穩(wěn)定的范圍，因此可用Hdw來(lái)粗估16、 諾曼系數(shù)N的物理意義是什么？它有什么特點(diǎn)？諾曼系數(shù)N的物理意義是增加ltDW時(shí)船舶要增加的浮力。諾曼系數(shù)N的特點(diǎn)：（1）、必有N>1。（2）N的大小取決于LW/△的大小。（3）N的數(shù)值還隨Wh、Wf和Wm估算公式中△的指數(shù)不同而變化。（4）對(duì)設(shè)計(jì)船來(lái)說(shuō)，為達(dá)到平衡所改變的主尺度不同，N也是不同的。 m9、影響阻力估算準(zhǔn)確性的因素有哪些？（1）剩余阻力系數(shù)Cr；（2）濕面積S；（3）附加阻力。13.影響航速的因素有哪些？設(shè)計(jì)中通常是如何考慮的？A排水量：由于排水量減少可以使船的阻力降低，所以船舶設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量降低排水量，這樣做對(duì)于高速小船的快速性更為明顯和有利。B主尺度及船型系數(shù)：中低速船L和Cb的選取還要顧及到經(jīng)濟(jì)性等其他因素；而對(duì)高速小型船舶Cb一般較小，b b由于參數(shù)L/1/3對(duì)剩余阻力影響很大，因此增大L對(duì)減小阻力有明顯作用。吃水T在條件允許情況下適當(dāng)取大些，對(duì)減小Cb或其他尺度，提高推進(jìn)效率等有好處。（一般來(lái)說(shuō)，L較大，Cb較小，對(duì)減小阻力有明顯作用，而Tb b較大，對(duì)減小cb或其它尺度，提高推進(jìn)效率等都有好處。）bC船體型線：選擇型線（特別是首尾形狀）不僅要看其靜水快速性能，還應(yīng)顧及到在波浪中的失速及其他運(yùn)動(dòng)性能，尤其是對(duì)客船和其他對(duì)耐波性要求較高的船。D動(dòng)力裝置：選擇主機(jī)機(jī)型時(shí)應(yīng)注意主機(jī)功率及轉(zhuǎn)速，耗油率、重量、外形尺寸、價(jià)格、使用期限、保養(yǎng)及維修要求等多方面的參數(shù)以及主機(jī)來(lái)源、交貨期等實(shí)際問(wèn)題。對(duì)于中、高速船舶，通常選用中高速機(jī)，由于管理要求高，壽命短、價(jià)格貴等，需要征求使用者意見，但在主機(jī)的重量、外形尺寸等方面，一般對(duì)船體尺度及布置有利。E縱傾：中低速運(yùn)輸船設(shè)計(jì)排水量時(shí)通常為正浮狀態(tài)，其他的裝載情況設(shè)計(jì)成略有尾傾是合理的，而拖船等為了取得更大的推力，常有較大的設(shè)計(jì)尾傾。F淺水影響：試航時(shí)不產(chǎn)生淺水影響的水深h為：h>3?訂或h>2.75v2/g。G污底：一般可近似地按每年增加總阻力的2%計(jì)算。H風(fēng)及洶濤阻力：對(duì)于一般的中低速船，風(fēng)阻力可用下式估算：Raa=k*Caa*0.5*pgAvVt*9.8；航行中為了保持航向穩(wěn)定性進(jìn)行操舵引起的阻力增加一般為水阻力的1%左右。5、什么是限界線？限界線是指在船側(cè)該甲板上表面以下不小于76mm處所繪的線。7、為什么說(shuō)分艙因數(shù)F體現(xiàn)了對(duì)船舶抗沉性要求的高低？通常所說(shuō)的一艙制、二艙制、三艙制是指什么？（1） 當(dāng)業(yè)務(wù)橫準(zhǔn)數(shù)Cs一定時(shí)，F(xiàn)隨著L增加而減小，這就意味著船長(zhǎng)越大，對(duì)分艙要求也就越高；而在L一定時(shí)，隨Cs增加，F(xiàn)將減小，這就意味著旅客人數(shù)越多，限界線以下載客人數(shù)就越多，對(duì)船的安全性要求也就越高。（2） 許可艙長(zhǎng)=可浸長(zhǎng)度X分艙因數(shù)F。0.5VFW1稱為一艙制船，0.33VFW0.5稱為二艙制船0.25VFW0.33稱為三艙制船。第十一章1、什么是船的最小干舷、，《海船載重線規(guī)范》等為什么要規(guī)定船的最小干舷?答：所謂最小干舷，對(duì)海船來(lái)說(shuō)，就是根據(jù)《海船載重線規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定計(jì)算得的Fmtn值，它是從保證船的安全性出發(fā)，為限制船舶在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的最大吃水而提出的要求。所以要規(guī)定船的最小干舷是因?yàn)椋海?）?減小甲板上浪；（2）.保證一定的儲(chǔ)備浮力。2、船的最小干舷大小取決于那些因素？答：取決于船廠L、型深D、方形系數(shù)、季節(jié)區(qū)、上層建筑、舷弧等。5?最小干舷船與富裕干舷船有什么區(qū)別？答：最小干舷船：對(duì)于貨船，如運(yùn)載積載因數(shù)?。╟vl.3）的重貨（煤、礦石），可按《載重線規(guī)范》來(lái)決定最小干舷，從而可確定船的型深D,這種船稱為最小干舷船，其D既符合最小干舷的要求，也滿足容積要求。富裕干舷船：當(dāng)設(shè)計(jì)C較大的貨船時(shí)，按《載重線規(guī)范》求得的最小干舷Fx所決定的D,不能滿足貨艙容積的要求。型深D需根據(jù)艙容確定，船的實(shí)際干舷大于最小干舷，這種船稱為富裕干舷船。第十三章3、 表征船體外形的特征與參數(shù)有哪些？答：（1）、主尺度與船型系數(shù)包括L、B、D、T、Cb等；（2）、橫剖面面積曲線形狀b（3）、設(shè)計(jì)水線形狀；（4）、橫剖線形狀；（5）、首尾輪廓以及甲板邊線（脊弧線、舷弧線）的形狀。4、 橫剖面面積曲線有哪些特征？（1）曲線面積等于船體水下排水體積；（2）曲線的形狀表示排水體積沿船長(zhǎng)的分布情況；（3）曲線面積的豐滿度系數(shù)也就是船的菱形系數(shù)C；（4）面積型心的縱向位置等于船浮心的縱向位置Xb。b（5）曲線的形狀對(duì)摩擦阻力的影響不大，但對(duì)剩余阻力的影響相當(dāng)大。6、浮心縱向坐標(biāo)與哪些因素有關(guān)？（1）阻力性能（2）縱傾調(diào)整（3）特殊要求（如破冰船的Xb在船舯前很多）10?船體首尾部分型線特征包括哪些方面？首柱外傾有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？（1） 側(cè)面輪廓（首部輪廓、?尾部輪廓、甲板弧線與脊弧線）；（2） 甲板平面輪廓線；（3） 橫剖型線（水下部分的橫剖面型線、?水上部分的橫剖面型線）；首柱外傾優(yōu)點(diǎn)：減小首端激浪；迎浪時(shí)縱搖欲垂蕩運(yùn)動(dòng)將緩和；改善碰撞時(shí)的安全性；增大首部甲板面積。第十四章11、確定上層建筑的尺度應(yīng)考慮哪些因素？艙室布置、重心高度、受風(fēng)面積、駕駛視線。其他諸如上層建筑的高度，受橋梁或船閘高度的限制；上層建筑的長(zhǎng)度受露天甲板上的設(shè)備布置及船員作業(yè)需要地位的影響；救生艇設(shè)備的布置，要求艇甲板有足夠的寬敞地位，因而其下的上層建筑應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度；一般尾機(jī)型貨船的上層建筑前臂的位置，應(yīng)盡可能少跨出貨倉(cāng)艙壁，以免貨艙口距離貨艙端壁太遠(yuǎn)，增加裝卸貨物的困難。第十五章1、船舶主要要素的選擇確定，各自要綜合考慮哪些因素？其中的主要因素是什么？A、船長(zhǎng)L船長(zhǎng)L是表征船舶大小的最主要的因素之一（1） 浮力。L的增減，對(duì)排水量△=pkLBTC的影響很大。b（2） 航速。L對(duì)船舶的阻力有較大的影響，在不同的傅氏數(shù)F下，R及R占總阻力的百分?jǐn)?shù)是變化n f r的。總布置。包括艙容與甲板面積兩個(gè)方面，L選小了，布置不下，L太大又不緊湊。這里也存在一個(gè)滿足容積及甲板面積要求的適度L。（3） 經(jīng)濟(jì)性。這里主要是指船體重量等變化引起的船造價(jià)的增減。增加L將導(dǎo)致船體鋼料Wh等重量增加，造價(jià)及相應(yīng)的費(fèi)用增加。（4） 耐波性。L與船的耐波性關(guān)系很大，當(dāng)船的△一定時(shí)，采用較長(zhǎng)的船廠，對(duì)改善耐波性有利?？钩列?。增加船長(zhǎng)L對(duì)改善抗沉性有利。操縱性。加大L將使船舶全速回轉(zhuǎn)時(shí)的直徑加大，但有利于增加航向穩(wěn)定性。限制因素。選擇船長(zhǎng)是應(yīng)考慮到港口、航道、船臺(tái)、船塢等的限制條件。載重型主要考慮浮力、航速；容積型船為艙容及甲板面積、航速；港作拖輪為操縱性；海洋客船、救助拖船、艦艇則是航速和耐波性。對(duì)于國(guó)際航線的船舶，取短的船長(zhǎng)有利于降低有關(guān)的營(yíng)運(yùn)開支。B、 型寬Bo浮力；②穩(wěn)性；③總布置；④快速性；⑤耐波性；⑥造價(jià)；⑦限制因素(河道、閘門、船塢等寬度)從技術(shù)與使用角度考慮的主要要素是浮力、總布置和穩(wěn)性；從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)角度考慮的主要要素是浮力、總布置和造價(jià)。C、 吃水To①浮力；②造價(jià)；③快速性；④穩(wěn)性；⑤操縱性；⑥限制因素(航道、港口的水深)。選擇吃水T是從保證浮力及螺旋槳有適宜的直徑兩方面考慮。D、 方形系數(shù)Cob浮力。方形系數(shù)C是構(gòu)成船的浮力因素之一。b快速性。加大C以減小構(gòu)成△的其他要素，將使船的摩擦阻力減小，剩余阻力增加。b總布置。從保證布置地位觀點(diǎn)看，大的C有利于貨船