哈工程《船舶工程专业英语》翻译 全

注：红字部分表示翻译可能有问题，有些地方翻译有不足之处，请谢谢大家指出。第一章 船舶设计定义

第一课介绍

翻译人员：此，基本设计包括选择船型尺寸，船体形状，动力设备（数量和类型），位丈量标准,所有这些都是盈利运输船舶，工业或服务系统用船，所必须考虑的部分因素。合同计划和规范。图。为了能够进行基本设计，每个人都必须了解整个设计流程。这中的四个步骤Ecans19591.1。下面将进一步详述这些步骤：初步设计.船舶初步设计进一步完善了影响船舶造价和性能的主要参数。满足目标需求；这为合同计划和规范的进一步展开提供了根据。合同设计.合同设计阶段产生了一套图纸和规范，这是船厂合同文件的一个不可或缺的部分。它包围着设计螺旋循环方式的一个或多个回路，进一步完善了初步设计。这一阶段更加精确地描述了船舶的一些特征，例如，基于一组光滑型线绘制而成的船型，基于模型测试得到的动力，操纵性和耐波性参数FF0C机械设备区，贮存区，燃油舱，淡水舱，居住和功用空间，及它们之间相互关联区，也包括与他们有关联的其它部分，比如货物装卸装备，机械零部件。测试和试验，测试和试验应该顺利进行，以便该船能被完整交付。表1.1展示了大型船舶合同设计中制定出的一系列典型的计划。小型简单船可能不需要精确定义中所列出的所有计划，但是那个目录的确表明了合同设计中应考虑的细节层次。详细设计.船舶设计的最终阶段是生产详细的施工图。这些图纸为船舶装结果，并且能够被进行生产操作。简言之，本章将基本设计视为全船设计流程的一部分。该流程从概念设计开始，进行初步设计直到得到合理保证，即能足够可靠地确定主要特征参数以便能够让合同图纸和规范有序的进行。1.2报价形成基础，该价格范围将影响高效船的必要性能参数。十九世纪六十年代末至七十年代见证了很大的发展，总的来看影响了基本设计问题。其中最明显的就是计算机的问世。计算机影响着基本设计的运作，其他变化影响了构成基本设计的问题。运业中散装货物向集装箱化货物转变。其他类型船舶也考虑发生类似新变化。对于油轮，大小急速增加；工业化国家对石油和其他原材料的需求急剧增加，这就需要更大的油轮和散货船以可接受的消耗来满足经济发展的需求。人类正逐渐转向海洋来寻求所有的主要能源；近海石油天然气钻探已从主要坐落于墨西哥湾的浅海区的小型工业迅速发展到世界范围内严峻的深海海况下的巨型工业（Durfeeeral,1976）。这些变化已经引起了近海钻架/钻井船/设备的革新，以及承担这项挑战性事业的整个配套船队的改良。这包括交通船，近海补给船，高动力拖船，铺管驳船/船，等其他专业工艺。以后的变化不可预这是值得肯定的。因此，基本船舶设计的难度就背离程度而言偏离了以前的做法。一些船舶运营公司紧系于过去成功的设计，不允许船舶替换发展中任何偏离这些基线的情况例如，另一种特殊的全新远洋任务，液化天然气（LNG）远洋运输，当它首粗略猜想结合合理的工程设计来继续。表1.1——合同设计中制作的典型计划侧视图，总布置纵剖面图，总布置全部甲板和舱室的总布置船员居住舱布置补给舱布置型线舯横剖面机械装置布置——平面图机械装置布置——侧视图主轴系的布置动力照明系统——直线设计图甲板剖面消防设计图通风与空调敷设设计图所有管系布置简图电力载荷分析舱容图各船型曲线初倾和稳定性手册破损稳定性初步计算 课外阅读课外阅读1总则反过来用现实角度进行总的比较和编目分类是必要的。根据支承力和使命的这些分类的每一种类中有多少船能够达到经济支援和环境容量的要求？有计师遇到的难题地方，下面章节中已经做出努力，来为精确计算提供背景。当这本书中的技术介绍完全被理解后，就能更加详细地讨论这些比较因子。但是，必须强调，本书中的大部分内容将是讨论排水型船的物理性质，这仅是由将一个国家的军事力量运载至全球大部分地区。如果没有它们，那么这个工业化文明世界将迅速崩溃。近年来船舶外部形态特点已经进行了显著地发展。倾斜流线型烟囱及横向成部，包括由先进的金属和材料引起的强度和性能方面肉眼看不出来的变化。课外阅读2系统方法操作员认识到，船是一个非常复杂、完整的综合系统。不使用系统工程方法使得船舶设计建造变的越来越困难。本世纪技术快速革系统工程。当今所有海军舰艇和大部分商船的设计都是用系统工程，船舶设计专业的学每一个重要方面。系统工程为需要什么‛和技术上能干什么‛搭接了桥梁。船舶系统——不管是大型海洋运输船，战斗舰艇还是小船，系统工程都为一体化的子系统提供了能够实现船舶基本使命的功能单元。须通过内外传输系统来运行，机械和控制装置受控制系统控制，回应信号将显示在中心控制站的仪表上。战斗舰艇的武器系统的运行必须依次同时执行，并回应所有安全防护系统。系统工程包括所有的自动控制系统，也包括大量维持日常生活和应对突发情况功能的工程和电力子系统。上世纪更成功的力学推进中，船舶已经发生了初步变化；船舶不在仅仅是一个大型漂浮容器，而且还有相对独立动力站、独立货舱舱容和居住舱室、能和主机舱建立简略力学和声学信号联系的独的那种系统化整体的方法。第二课船舶分类翻译人员：介绍所有这些外部特点的描述都不能说明船舶系统是一据船舶物理支撑方式和设计目的来将它们分类。根据物理支撑方式来分类理特性也不同。空气静力支撑有两种靠自身诱导的气垫浮于海面上的船。这些重量相对轻的船能够高速航部分产生了低压气垫。这种空气气垫必须足够支撑水面上方船的重量。第一种船有完全围绕在气垫周围并且能够使船完全漂浮在水面以上的弹性‚围裙‛。它被称为气垫船（ACV），某种有限的程度上适用于两栖。另一种气垫船带有刚性侧壁，且有延伸到水下能够减小空气流量的瘦船体，该气流用来维持气垫压力。这种类型船称为束缚气泡减阻船来说，它需要较低的升力风扇动力,航向稳定性更好，并且能使用喷水推进器和超空泡螺旋桨。但是，它不是两栖用途的，也还没有ACVs也有两种类型船，它们依赖通过船的相对高速前进运动来产生动力支持，这固定有穿透水面的柱体的水翼，能够动态支撑水面以上的船体。滑行船体的特征是底部相对较平，横剖面呈浅V形（尤其是船的前半部分）。这种形状特点能够使船产生偏近满动力支持，适用于使小排水量船和高速小艇。一般说来，滑行船体的尺寸和排水量有限制。这是因为需要满足动力和重量的比率要求，以及在波浪中高速航行时的结构应力要求。虽然有一些V型剖面船能够在恶劣的海况中航行，但大多数滑行船体也都限制在相当平静的水面上航行。静水力支撑最后，最古老最可靠的船型支撑方式：静水力支撑。所有的船，艇及20世纪的早期船只，都依赖这种容易获得的浮力来支撑航行的。我们能用基本的物理定律来解释静水力支撑（一般认为是漂浮状态）。这种2由于受到一个与它所排开水的重量大小相等的力而漂浮（或作用）。这个定理适用于所有漂浮（或浸没）在水中的船，无论是在海水中还是在淡水中。从这种描述中，可以获得船舶分类中的名字；通常称为排水型船。虽然这种船型很常见，但是它的子范畴的分类应进行特殊讨论。例如，一些但是相对于后者来说，这些折中船需要更多动力但重量较轻。这种船型明显是‚折中‛的产物。上述引用的完全是按物理定义分类中的例子，这不是一个好的纯粹排水型船的分布：水面以下船体吃水和型宽的大小。这种最常见的排水型船通常划分为通用运输船，即海船。它可以用作客船，轻型货物运输船，拖网渔船，也可以完成上百种与容量，航速，下潜及其它特殊长度中上等，容量中等。通常收录了最大航程和航区。它是四季通用船。这可能是所有其他排水型船分类所参照的标准。与这种标准船最相像的船是散装油船，油轮及超级油轮，它们既在世界贸易中占重大地位，也支撑着这个工业化世界。这些专业名词很简单但不详细，而且这种讨论中的分类方式不太合适，因为几年前我们所说的超级油轮，今天看来不再能称作是超级了。工业化世界已经为它们取了更加复杂的名字。依据100000LCC（大型原油船），VLCC（巨型原油船），ULCC（超级原油船）。重量处于100000200000的油船称为LCC，200000载重吨至400000载重吨之间的油船称为VLCC，大于400000ULCC。现在看来，油船这些分类的必要性变得明显了，这是19565000060大100000载重吨。1968300000250以致从阿拉伯港口去欧洲这一趟航行通常需花费2个月时间。这种船属于有很大的浮力支撑面的排水型船范畴。该船满载时船体水下部分的体积非常大。同时，货物的重量远远重于船本身。一艘满载的VLCC5060ULCC80型排水船。也存在另一种吃水深度很大的排水型船。但是，它与上述讨论的原油轮有很SWATH（小水线面双体船）。简单说，这种船不常见，能在不太恶劣海况中相对高速平稳地航行。代物恰如其分地安置在表面以下，通过细长的水线鳍或嵌入式棱体扩大对水上平台或甲板的支撑面，这种理论很理想。双体船通过顶部平台连接起来，能保证必要的运行稳定性。潜水艇是一种完全没入水中航行的船，是排水级船最典型的应用例子。后面强调，潜水船是明确应用了阿基米德原理及该原理涵盖的所有定理。多体船有另一种上面没有提到但常用的船型，基本因为它不属于上述描述的任何船型但又普遍存在于任何船型中。这种船就是所谓的多体船——双体船和三体船。SWATH.需要稳定的平台和保险的环境来投放设备。也有CAB双体船和高速滑行三体船，其中前者前面已经提到过了。其实，多体，有特殊用途，即需要很好的横向稳定性和/或足够的内部工作空间。2.1（无比例尺），按航速而是按用途分类。务，航速，续航力，有效载荷（货物和武备容量），运营环境（和港口要求），游艇。商船和营利性船商船一般是用来盈利的。前面讨论法的货船的设计必须考虑最小（或竞争性）‚必要运费率‛，这涉及到船舶预期的生命周期成本，这些成本包括买价，运营现金流‛所有新设计的盈利性船一定会与同类船舶在经济上进行竞争，这些船包括货用。外观，舒适度及可靠性是豪华游轮吸引游客的必要因素，而有效载荷，续航有一些货物装卸限制。军船及海岸警卫船军船一般划分为战斗舰艇和辅助船，其中有的特殊用途船都不属于这两种范畴。对于大型战斗舰艇，比如航空母舰，导弹驱逐舰，巡洋舰及核潜艇，先前提到的所有因素都同等重要，这就导致了这样的船造价巨大。它们的军事用途十分重要，而有效实施这些任务就得依靠航速，续航力（可能通过海上补给舰补给武备载荷，及操纵性和生存力。战斗状态时的可靠性，军事外观，服役人员可居性，及谁能成为舰艇第一承包商和武备系统分包商的政治因素：所有这些因素都应该考虑，这就使得舰艇的建造和运营代价非常昂贵。军用辅助船的外观与商船很像，但是它们的任务可能涉及到跟随战斗舰艇航海洋调查船，海岸警备快艇，及破冰船，所有这些船都有自己用途，其中续航力来追求航速的。游乐用船游乐用船，无论是电力驱动还是帆力驱动，尺寸和形状相差很大，用以满足足船舶供度假用的功能。第三课主尺度翻译人员：3.1主尺度考虑用来测量船舶尺寸的尺度；它们即是主尺度‛。像任何其他固体一样，船们。船长有多种定义船舶长度的方法，但是首先应该考虑艏艉两柱间长。两柱间长指的是平行于基底夏季载重水线，从艉柱到艏柱间的距离。艉柱指的就是船舶舵柱那么艉柱就取通过舵销中心线的直线。图3.1中可以看出两柱间长不是船舶的最大长度。明白船舶的最大长度是必要的，很多地方都能用到最大船长，比如船舶入坞。这个长度称为‚总长‛，是以从船艉端点到船艏端点间的距离来定义的。这也能够从图3.1中看出。大多数船的总长都比两柱间长超出很多。超出的长度包括船艉悬挂物和前倾型船艏悬挂物。现代大型球鼻艏船舶船舶所漂浮的水线上从船艏与水线的交点到船艉与水线的交点间的距离。一艘特定的船上的水线长不是一个固定值，它是取决于船舶所漂浮的水线的位置及船舶的纵倾程度。水线长也在图3.1中显示了。型宽两柱间长的中点称为‚船舯‛且船舶在该处的宽度是最大的。我们所说的宽度就是在船舯位置测得的，该宽度一般称为‚型宽‛。我们谨定义它为船舶最宽处一侧船壳板的内侧到另一侧船壳板内侧的距离。就像两柱间长那种情况一样，型宽不是船舶最大宽度，以至于有必要定义船舶的最大宽度为计算宽度（3.2）舶两侧船体外板的厚度。在铆接船的年代中，由于船舶外板列板相重叠，所以计算宽度就等于型宽加上四倍的船壳板厚度，然而现代焊接船仅加上两倍船壳板厚度。的动力来进出港口，并且停靠港口时护舷能够保护船体舷侧免受损害。型深这种深度称为型深3.2。有时引用为顶部甲板型深或次甲板型深等等。如果没有指出是哪如图3.2（b）所示。这种情况下，型深就取自甲板线与型宽线的交点。其他特征参数重要的特征参数。舷弧舷弧是甲板边板离平行于基线且垂直于船舯甲板线的直线的突出高度。舷弧一方面，船舯两侧的某些长度方向可能是平的，没有舷弧，但接着以向上的斜直线的形式向首尾两端延伸；另一方面，甲板上面可能完全没有舷弧，整个船长方向上甲板都平行于基底。老式船舶纵剖面上的甲板边线呈抛物线状，舷弧取自首1

准值‛用公式给出：ft尾舷弧in）0.1Lft10（这些公式用英制单位表示为：（首舷弧cm）1.666Lm50.8尾舷弧cm）0.833Lm25.4通过上面的标准公式可以看出，首舷弧值是尾舷弧值的两倍。然而，这些标准值也会发生相当大的变化，减小。顶部甲板的最低点离船舯尾部偶尔有一段距离，有时抛物线状的纵剖线会（称为平台高度这有助于防止船舶在汹涌的海况中航行时甲板上浪。某些现代船舶废除舷弧的原因是它们的型深如此之大，以至于首部额外的甲板高度就耐波性观点而言是不必要的。表变得难看了。梁拱梁拱或说是圆形梁是这样定义的：船舶甲板从舷侧向船中逐渐上升，如图3.2（a）所示。梁拱曲线以前通常呈抛物线形，但是现在常常使用直线型梁拱曲通常情况下，若船舶露天甲板有梁拱，那么特别是客船的底部甲板就完全没有梁拱，能获得适合居住的水平甲板，这是一个优势。板宽度变得更小了，所以越靠近船舶两端甲板梁拱变得越小。舭半径图3.3（a）展示了船舶船舯区域的轮廓。许多丰满型货船中，该区域看上去是一个圆形底角的矩形。该区域的底角部分称为‚舭‛而且该处通常呈圆形。，圆形舭部的半径称为‚舭半径‛。一些设计师更倾向于将舭部做成弧形而不是圆形。越靠进与该弧形相连接的平直部分，这种弧形的曲率半径将越大。底升船舯底部通常是平的，但不必是水平的。若平底线连续线外延伸，那么它将与型宽线相交，如图3.2（a）所示。交点离基底的高度称为‚底升‛。米，也许完全被取消。尖瘦船型的底升和舭半径更大。平板龙骨以前的铆接船的基本特征是所谓的‚平板龙骨‛或‚平底‛。当然，没有底升的地方，底部从中心线至舭曲线开始的点的地方是平直的。若存在底升，那么3.3（a）所示。这称为平底，而且其值由一个事实决定。这个事实是，能够在平板龙骨和垂直中心梁之间做一个适当的角连接，而且不必弄弯连接角闩就能做成该角连接。内倾船舯区域的另一个特征以前某一阶段非常普遍但是现在几乎完全消失了，即内倾‛。内倾指的就是船舶舷侧沿型宽线向里的缩减量，如图3.3（b）内倾现象是海船的一个常见的特征，并且出现在二战之前的钢制商船中。由于取消内倾能够便于船舶建造而且内倾用处令人怀疑，所以现代船舶几乎没有内倾现象。艏倾对于由船艏钢或板材制成的平直船艏的船舶，船艏相对于垂直面的坡度，称为倾斜‛。倾斜是由相对于垂直面的角度，或船艏与基线的交点离艏柱的距离简单地来定义，必须通过在不同的水线处用一系列的坐标来定义。用另一些形状的曲线来连接，这种情况就需要用一些坐标来定义其形状。吃水和纵倾船舶漂浮时的吃水指的就是船底离吃水线的距离。如果水线平行于龙骨，那么就说船舶平浮；但是若不平行，那么就说船舶发生了纵倾。如果船尾吃水比船艏大，那么就发生了艉倾；若船艏吃水比船尾大，那么就发生了艏倾。吃水可以分为两种：型吃水，即基线离水线的距离；计算吃水，即船底与水线间的距离。对于现代焊接形式的商船，这两种吃水仅是相差一块壳板厚度的区别，但是对于有些装有棒龙骨的船，计算吃水的测量至龙骨下表面，因此计算吃水可能比型吃15-23cm(6-9in)。了解船舶的吃水或者说船舶吃水量，这很重要，因此一艘船的吃水能够直接获取，船艏和船艉都刻有吃水标志。吃水标志也就是一6in6in。当水位到达船底的某一个数字时，吃水就是那个数字的英尺值了。若用十进制单位表示，那么这些数字就可能是10cm10cm。d

a

直面都发生了和 d和 那么，结果是基线或龙骨都不能保持为一条直线。这就意味着船舶漂浮时吃水不能仅仅用艏艉吃水和的一半来表示。为了确定船舶中拱或中垂程度，在船舯做了adaddfd侧或另一侧倾斜。船舶首尾吃水的不同称为‚纵倾，因而纵倾T=d样，船舶艉吃水或艏吃

d

，正如前面所说的那时，将发生艏倾或艉倾。对于稳定航行的船，在已知的总载荷作用下，船舶吃水将有一个最小值。这一点对于在限制水深的区域航行的船或船舶进入干船坞时很重要。船舶的设计通常应满足在满载荷作用下船能够平浮的要求，如果船达不到这种状况，那么就设计成小角度艉倾。艏倾这种情况是不期望发生的，应该避免,这是因为艏倾会降低艏部‚平台高度，增加在恶劣海况中甲板上浪的可能性。干舷干舷被定义为船舶离水面的距离，或甲板与下部水线的间距。例如，由于受到甲板舷弧的影响，干舷与露天甲板的间距沿船长方向将会发生变化，而且一定干舷对船舶的适航性有重要的影响。干舷值越大，船舶水上部分的体积也就越大，而且这部分体积用来提供储备浮力，促使船舶在波浪中航行时能够上浮。水上部分的体积也能帮助船舶破损时保持漂浮状态。干舷对船舶稳定性的变化有重要影响，这种情况后面将会介绍到。国际法载重公约中设定了船舶干舷最小值。第四课基本几何概念翻译人员：示例船舶的主要部分以及相关的名字都在图4.1中画出来了。首先，由于没有利害关系或影响，船舶上层建筑和甲板室都被忽略了，船体看成所有方向上都是曲线、上部用水密甲板覆盖的中空壳体。大多数船舶只有一个对称面，称为中线面，这是主要谈论的面。被该面截得的船型称为舷弧面或纵剖面。设计水线面垂直于中线面，取作水平或接近水平的面；它可能不与龙骨平行。与中线面和设计水线面都垂直的面称为横剖面，船舶横剖面通常关于船体中线面对称。与中线面成一定交角且平行于设计水线面的平面称为水线面，无论在水中与否，它们都成立，而且它们通常关于中线面对称。水线面不一定平行于龙骨。因此，通过被4.2面。横剖面依次相叠加，形成了一副横剖面图，通常情况下由于这些面是对称的，面图，而且这三部分明显相关联。（如图4.3）水线面和横剖面的间距相等，且用基线点作为起始，是非常方便的。与船舶设计成有关的水线面称为载重水线面（LWP）形状的额外的等间距的水线面画在图的上面或下面，个奇数部分，龙骨最好独立检查。船艏部由载重水线与船艏型线相交得到了一个特定点，垂直于LWP且经过这个点的直线称为艏柱（FP）。鉴于两柱很正规且整个船舶寿命中位置固定，水下部分的高度大多数属于两柱，并且两柱之间没有很大的间断，因此两柱的位置在LWL若该点很凸出，那么最好取船艉间断处或临近船体形状间断处。上述所描述的两条直线的间距，称为垂线间长（LBPLPP）。另外两种以后将涉及到且不用做过多解释的长度是总长和水线长。将两柱间长划分为一系列等间距的站，通常为20站，用21个等间距的坐标来表示，这包括艏艉两柱坐标。这些船体分站明显是从纵剖面图或半宽图上来看横剖面的边界线，而且有一半图形显示在横剖面图上。船体分站也定义了一组不对称形状上的等间距型线。这种距离也在横剖面图的不同方向上出现。所有水线面和船体分站的这种距离集合形成了一张型值表，此表能够定义船形，而且通过此表能够画出型线图。一张简单的型值表用来计算船形细节。取船体中横剖面和两柱中点的横剖面。它称为船舯或船中，而且该面所在的点的位置外，它的其它特性都不重要。其位置通常用特殊符号标记。船形，型线，型值和尺度是船舶工程理论涉及到的基本的内容，是那些被海水尺度的定义与下面所讲的相似，但相差壳板厚。那么船舯吃水就是平均吃水。如果没有特别说明，那么型深指的就是船舯型深值。顶部间的垂直距离。计算型宽是肋骨截面的最大水平宽度值。名词‚breadth‛和‚beam‛意思相同。处船底切线截船舯最大宽度线所得的点与龙骨间的距离。如图4.6。出趋势称为外张。如图4.6。物线形或圆弧形，用坐标轴x（英寸）y（英尺）表示。弦弧是纵剖面上甲板脱离水平线向上升起的趋势。倾斜是纵剖面图上偏离任何明显的型线的垂直面，上层建筑等等。（图4.7）.能用特殊的词语来表示整船平衡状态下的角运动。横剖面上的任何偏离垂直后面的章节中会注意到。能够通过型值画出两条曲线，这些型值通过面积而不是距离来定义船形，这这种高度与水平轴的每一坐标站上坐标站与LWP4.844号站面积曲线的高度与54.84LWL,11每一坐标站都能画出一条邦戎曲线，因此能绘制一套邦戎曲线。排水体积，▽，表示船舶排开水的总体积。最好将液体假想为蜡状物，将船积，例如龙骨层，abafttheAP,舵，舭龙骨，螺旋桨等等，减去了透光口和其它洞口。的的丰满或尖瘦提供指导。比值。该系数大约在0.70（对于首尾两端尖瘦的船）到0.90（对于有大量平行中体的船）。C =AWwp L B中站面系数，CM

WL，是中站面面积与矩形面积的比值，该矩形的长宽等于该中站面吃水深度和计算宽度。该系数值通常大于0.85，适用于通用船舶不包括帆船。AC=M MB方形系数，CB

，是排水体积与长方体体积的比值，其中该长方体的边长等于船舯计算宽度，平均吃水和两柱间长。CCB BTLPP大型油轮的方形系数平均值可能是0.88，航空母舰是0.60，帆船是0.50。纵向棱形系数，Cp

，或者仅仅棱形系数，是排水体积与棱柱体体积的比值，其中棱柱体的长度等于两柱间长，横截面面积等于中站面面积。一般希望该系数值大于0.55。C ▽p ALM PP垂向棱形系数，Cvp

，是排水体积与棱主体体积的比值，其中棱柱体的长度等于吃水深度，横截面面积等于水线面面积。C ▽vp ATw在暂时结束讨论这些系数之前，应该注意到了上述的定义使用的是排水量而该注意去核对所使用的定义。也应该注意，不同的系数值所使用的两柱位置。课外阅读课外阅读1不规则船型的特性是有用的，而且弄清楚怎样去计算它们。平面形状水线面，横剖面，平直龙骨，舱壁，面积曲线和曲线表面延伸，都是一些令Oxy即A= ydx其中所有以y为长度， x为宽度的长条沿着x范围求和。因为船型中y一个x的精确函数，因此必须用现在推断出来的近似方法来提出这个集合。 y表存在面积对坐标轴的一次距。对于图4.14中显示的图形，和1 1示长度，（x和y表示坐标。）Myyxydy

xydx和M1 xxx,y）（：11xydx和y xydyA A1 1对于那些以x轴为边界的图形的特殊情形112M ydx和y* 2y

xd的图形，例如水线面，M22A1 xx22A

xydy 0即面积1形心的距离，属于水线面特殊情形，y轴浮心（CF）由下面公式给出M xydxXX 1x课外阅读2一些工具

Aydx1没有职业没有工具就不能很好地发展，无论是园艺，造船还是宇航，都不能。而且随着书籍的换代，有必要去承认，所有类似科目中的知识也已经更新了。例如，细微差别的知识和微积分学知识的发展被认定为和本章节同时进行。而且，工具必须犀利；定义必须精确，而这些取自数学中的装置必须犀利，为的就是直接运用于船型和相关难题。作为一种检验这种科学的手段，这些仅是工具。采用专有名词或者特殊语言，速记这些所用到的装置，也是非常方便的。本稍微注意一下统计学和近似公式。引言

第五课船型及船型系数

翻译人员：为型线图‛。型线图是由三幅图组成，这三幅图展示了三组由三组相互正交的平面分别与外表面相交所获得的交线组成的船形剖面。首先，考虑一组垂直于船舶中线的平面。假想这些平面在船长方向的不同位置处横断船形。通过这种方式获得的剖面称为横剖面图，而且被画在所谓的正视图‛5.1称性的缘故。自船舯向后的横剖面（船体后半部分横剖面）画在中心线的一侧，而自船舯向前的横剖面（船体前半部分横剖面）画在中心线的另一侧。通常将两柱间长划分为一系列等间距的站（通常为10），这些站中每一站对应着一个横横剖面的标号从艉柱开始至艏柱结束——即如果分100101111因此将有站名为偶尔船长使用20站，其中船厂两端各有两更,1,8和9。2222小的分站，但是通常10站就足够精确地描绘出船型。今假想有一系列平行于基底的平面，而且与基底的间距也不同。这些由这些平面与船舶表面横切得到的剖面，称为水线面‛，有时也称为高度线‛。这些5.11m(3-4上部甲板轮廓线也包含在半宽图中。第三组剖面是由一系列平行于船舶中线的垂直平面与船舶外表面相交得到的。目标剖面显示在纵剖图‛上（5.1），船体后半部分剖面线称为后体纵剖线‛，且船体前半部分剖面线称为前体纵剖线‛或者通常简单称后体纵剖线‛。后体纵剖线如水线一样相互之间间距1m(3-4廓显示在纵剖图上，而且可以认为纵剖面与中线的距离为零。上述讨论的三套剖面明显不相互独立，一个剖面上的一次变更将某种程度上影响另外两剖面。因此，若横剖面的形状发生改变，那么这将影响水线面和纵剖面形状。设计船型时，这三套曲线应该‚平滑‛，且它们之间的相互依赖性在光顺过程中变得很重要，这是必需的。怎样构成一条光顺曲线，是值得公开讨论的，剖面图和水线图是必要。光顺过程通常在画图室中以1/411/50一种更加精确的船型光顺方法特别是对于生产目的明显必要，光顺常常在船厂全比例放样间进行。画图室的工作就是将已经在画图室内经过光顺处理的型线的型值送到放样间，在放样地板上进行全比例放样。船厂尺寸采用缩小的比例，而水的光顺处理过程，光顺过程通过使用截面积约为25mm2的木制支条来进行，该木制支条用钢钉钉在了放养地板上。为了节约空间，前后体水线图和纵剖面图在长度方向上相重叠。这种全比例光顺形式使得制出了横剖面图，水线图和纵剖面为后面的船舶计算做基础，将在后面章节见到。最近的一项进展介绍了能够在画图室中进行的1/10势将免除了全比例放样工作。也已经研发了几种船型数学光顺方法，并将之联系到了实际生产过程中。但是，这些论题的讨论不是我们工作的范围。画在型线图上代表船型的曲线称为型线‛，型线可能代表板内部结构。对方法是铆接时，壳板镶嵌在一系列内‛外‛列板上。在这种情形下，船舶外例如船舶两端或舭龙骨以下部位。多螺旋桨商船中，习惯于将侧轴包围在所谓的轴包套‛中。它是由电镀板往往单独广顺，安装到主船体中。将轴包套视作附体。平行中体而且丰满型船舶中平行中体的程度很大，而细长高速船中可能不存在。平行中体前面，船型剖面向船首逐渐减小，同理从平行中体末端往后船型剖面逐渐减小。船型的这些部分分别称为进流段和去流段中体相汇合的点指的是前肩‛和后肩‛。船型需求船型设计是用来满足特定的需求，而且首先要考虑的是能够提供做够的浮力来支撑多样的载荷，例如船舶本身V提供一定的排水量，直至载重水线处。称这个排水量为△，表示如下其中是船舶所在水域的密度，g是重力加速度，V是水下部分的体积。因此可以说设计师应该有目的地设计船型，以便能够获得一些水下部分体积V。水下部分的船型的另一个重要的要求就是，体积中心必须在首尾方向的特定位置处。它的重要性将在第五章见到。船型系数么水下部分体积将仅由如下给出V=LBd而，真实的体积很明显小于这个长方体体积，或者换句话说，船型假想为是从这个长方体中切出来的。所谓的‚方形系数‛就是真实船型水下部分体积与LBd体积的比值。用另一种方式表示为V方形系数CB

=（5-1）LBd当船舶设计师已经决定需要何种体积时，那么他就要考虑四个因素：船长，船宽，可能完全不存在，而且船舶两端水线范围也很陡。的棱形系数‛柱体中切割出来的，棱柱体长度等P积等于船舯浸没部分的面积的。因此处理船舶阻力时能用到这个特殊的系数。一个用来表示船舯剖面丰满度的系数是中站面系数。若将船舯剖面想象为从尺度等于船宽 吃水的矩形中切割出来的，那么中站面系数C

=

（5-3）mB d目前为止讨论的这三种系数是相互关联的，因为C= VV舯面积B LBdLBdC=C CB P m

（5-4）一般认为，方形系数越小，中站面系数也越小，棱形系数也一样。切矩形来表示。因此，水线面系数C W L B

（5-5）另外有一个系数偶尔用来定义船型。它是水下部分体积与截面积等于水线面另外有一个系数偶尔用来定义船型。它是水下部分体积与截面积等于水线面面积且长度等于吃水的棱柱体体积的比值，于是垂向棱形系数CPV水线面面积d（5-6）可以看出VV水线面面积L B d水线面面积 dL B或CC C或B PV W

(5-7)这些系数值能够给出有关船型的有用信息。方形系数值能够描述船型是丰满还是尖瘦，而且能说明首尾两端水线是否与中心线有很大的倾斜角度，这些问题都已U数值联系着V型横剖面。对于任意特定船舶，船形系数随着吃水的变化而变化，吃水变小系数值变小，相同吃水值。用来计算这些系数值的排水体积和剖面面积通常取自船舶型线，以至于必须使用型尺度，即两柱间长，型宽和型吃水。特殊情形中，可能会发现使用计算尺而且对于现代船舶，球鼻艏排水超出了艏柱。在这些特殊情形中，计算尺度应当用来计算这些系数值，即长度等于水线加上艏柱前面球鼻艏凸出距离，最大宽度和吃水要从龙骨底部算起。同理，与剖面面积有关的系数，水线面面积和船舯剖面面积可能取到壳板外侧。介绍

第六课船级社

翻译人员：两个对船舶设计，建造和安全有相当大影响的组织是船级社和政府当局。前者有很长的历史，而且已经通过生产规范建立了建造标准，生产规范已经做了大量工作来保障船舶安全。没有强迫船东按照某一船级社规范建造他的船，但是会发现绝大部分船是按照这样建造的。分级定义为按照价值由组织来分隔，而且准确的说这就是早期船级社所要干的事。这样做是为了船东，货主和保险商们的利益着想，为了确保为特定的船提供合理的担保。船级社的前身与劳埃德船级社这一名字有关，这是最老的船级社。政府当局关心船舶及船上随行人员的安全。在英国，相关政府当局是贸易部（前贸易厅），足由这样的政府当局制定的标准的话，那么它就不允许航行。某船按此船级社规范建造，那么政府当局就认为该船的强度符合要求。劳埃德船级社劳埃德采用的原始的船级体系是使用标志AEIOU，表示船体质量，且使G,MB（好，中等和差）来描述设备（锚，缆绳等等）状况。然而，随100100A100A1前面加了一个十字叉，因此船级社就变成了100A1。十字叉的意思是，船舶已按船级社验船师监造书建造。劳埃德在机械推进方式的发展之前就已经存在了。LMC也能在船名录中找到了。由于劳埃德规范覆盖的船型范围很广，因此船型就标在船级社符号后面。因此，船舶种类就能在船名录中找到，例如100A1，100A1矿砂船等。回顾早期船级社，一般做法是用船龄和建造地点来划分船型，英格兰北方造的船的船级比南方的低。船东对这种做法很满意，而且在十九世纪早期，他们就制定了他们自己的船名录（绿皮书），绿皮书确实与劳埃德船名录相互竞争过。然而，最终两个组织很明显不能单独存在，而且在1834始，现在所知道的劳埃德船名录就真正开始了。船级社不受政府控制，而是由代表工业的工业部组成的委员会来管理。100船，因此成为了非常有用的世界船舶目录。每季度发表世界造船业务数据。劳埃德船级社业务以前劳埃德船级社涉及船体及其设备的监督工作。但是，随着船舶的发展，使得船级社也有必要去处理其他事物。已经只出过，包括机械的监督。船级社处理的其他问题包括特殊船型，如油船，液化气船，挖泥船，（自动）还有抽水，防火，探火，灭火，锅炉及其他压力设备，电子设备，货物冷藏装置和建造材料。随着时间的流逝和船舶技术的不断发展，船级社指定的规范书由以前的非常简单变得极其复杂，甚至近年来，已经发生了相当大的变化。例如，在1939L (B D)和L D决定。随着发展，在1945年以后这种程序被证明以前，船舶结构单元的材积都是由船舶主尺度L,B,D决定。这些材积是由两个不准确，可以这样说，自那以后，更新了很多次，已经对船舶结构强度问题有了一个更加客观的认识。规范的更新原则上大部分是根据经验来的，而且已确定的材积就是那些已经合作。为了确保已按规范建造的船舶仍符合最高标准，在船舶生命周期内，要进行志。船舶生命周期中称为特殊检查的更综合性的检查每四年进行一次。这些范和钢制船船级建造规章中。这里简单介绍劳埃德船级社的起源及发展状况。在由Archer找到更加详细的信息，且也建议读者自己去学习规范，扩大学习许多这里已经讨论的问题。劳埃德船级社是最老的船级社，这里已经说过了，而全世界现存的其他船级社的发展遵循一种大体相同的模式。其中一部分船级社是BV（法国），DNV（威），ABS（美国），GL（德国），RIN（意大利），NKK（日本）。像这样的船级这样做是为了满足提高船舶结构性能的重要功能的同时帮助设计安全船舶。当多的有关岸基结构方面工作。政府当局那些涉及船舶登记注册的国家政府的责任就是制定有关船舶安全的法律。在英国，它源自于贸易厅，但现在是贸易部的事了。贸易部被授权制定大量商船法规已有100年了。贸易部雇佣验船师来检验船舶，核实这些船舶是否符合规范。贸易部所涉及到的一些事务是：载重线吨位客船水密分舱救生设备危险货物关规章。其中一些事务将稍微详细的介绍。载重线限制船舶载货深度的问题是上世纪的一个热点论题。十九世纪，劳埃德船级社制定了一些限制吃水的简单规范，但是政府没有强制执行。劳埃德船级社规定3in立法来认真看待这问题。大家都知道，载重线限制与SamuelPlimsoll关，他是国会成员，负责起草限制船舶载重吃水的议案。虽然现在在船舶上看到的熟悉的标志的正式名字为载重线标志，但是通常称为Plimsoll线。这里没有要求去谈论载重线限制的发展史，但是船舶水上部分很明显应当有最小体积值，其中有三个理由，这将在后面的章节中明显见到。这里充分介绍。第一点,为了给航行于波浪中的船提供储备浮力，需要最小干舷值。这很大程度上防止了甲板上浪，使船舶保持干燥。第二点，后面将会见到，船舶露出水面部分的体积越大，稳定性变化就越大。第三点，船舶需要储备浮力，以便船舶破损时能够保持漂浮状态，至少能够有足够长的时间来使那些船上的人员安全离船。去。干舷是从甲板向下开始测量的，次甲板称为干舷甲板。它被定义为暴露板是否在全船范围内纵向和横向是连续的。目前载重线公约中的最小干舷值用两个表格给出了，一个是针对A型船，一个是对B型船。这些最小干舷取决于船长。A型船是用来运输液体货物的船的，仅适用于散货船，且其货罐仅有很小的密封衬垫开口。若该类型船船长超过150m且有一些空舱，那么就进一步要求其任何舱室破舱进水时能够漂浮在水面上。B型船是指不具A型船舶特点的船。能够从表6.1中的表型干舷值中看出两种类型船的区别。吨位要求的近况今年来，有关船舶吨位要求进一步发生变化。1969年国际政府间海事质询Wilson1T已经尝试去简化现存的吨位规章，去削减总(-)1的计算公式。公式如下表述：2 N4d

净吨位净吨位（NT）=K

VK103103

N 1 2

(6-2)D其中V=船舶所有封闭空间的立方体积K=0.2+0.02logV1 10V=所有货物的立方体积cK =0.2+0.02logV2 10 cGT100003K 3D=船舯型深（m）d=船舯型吃水（m）N=不可超过8个铺位的客舱中乘客数量1N =其他乘客数2N+11

当其中N2 1

小于13，2和N 的值取02GT=船舶总吨位4d4d4d223D3D

V0.25GT。2 c这些公式中的所指代的体积都是计及壳板内部体积且包括附体体积。也包括暴露于水中的体积。位体系中，废除了前面所说的载重吨位标志。上面显示的决定船舶吨位的规则包含在新的国际吨位规章中。写作该文章时（1973），时，政府（英国由贸易部执行）就将立法规。可以评论，在此过程中，基本的评价吨位的理念已经丢失，或至少不明显。其他吨位运河吨位。类似，巴拿马运河通行收费一般依据巴拿马运河吨位。客船载运乘客的船必须严格遵守安全规章。出于载客目的，客船定义为载运超过12行的。虽然，1912因此英国贸易厅成立了船舶隔离舱壁委员会，来调查客船的强度和布置。船舶破损后的涉及进水的技术性问题将以后讨论。认为客船安全性是一个国际性的研究课题，因此泰坦尼克号事故后，1914在年开展了一次国际会议。虽然在第一次世界大战公布了一些研究的结果，但是战1929年前不久，主要海事国家签署了海上生命安全性国际公约。该章程已经声明与载重线和吨位有关系，为签署国所认可，且被没有参与其中合作的国家的研究结果导致的法律批准。后来194819601932验事实的基础上做了一定的修改。下一次会议可能在1976年召开，那时就希望整个评价船舶安全性的方法发生巨大变化。课外阅读投放手段，无线电报和无线电话，航行安全，谷物运输及危险货物，和有关核动读章。国际政府间海事组织1914进行研究，这些规范适用于所有签署不同规章的国家。1959年在联合国的基础上成立了一个永久组织，来处理未来所有这样的事务。它称为国际政府间海事质时常安排国际性会议，例如199619691960安个合约政府提出的修改方案。的结构使得更容易修改现存规章，而且这个组织将来肯定对国际船舶法律的发展起很大作用。第二章船舶基本原理引言

第七课平衡性和稳定性

翻译人员：以恒定不变速度运动。速和减速无关。定平衡状态。一个这种状态的例子是，一个处于开口朝上的碗中的圆球，如图7.1（a）所示。当受到外力作用时，圆球将总能回到静止位置。图7.1（b）用图说明了中性平衡状态。若球在水平面上运动，然后受到外力（包括摩擦力）用而静止，那么球将停在水平面上的任意位置。图7.1（c）用图说明了非稳定导致圆球从碗上滚落下来。至翻船或玩具掉入水中，此时船可能回复到平浮位置。船舶平衡原理那么力就一定是大小相等方向相反。向总是竖直向下。通过力的中心的浮力被认为作用于力的中心。这个力的作用方向总是竖直向如果，船舶受到外界倾斜力作用发生横倾，浮心偏离了船舶中线面时，重力了一个力偶，其大小等于其中任意一个力（即，排水量）7.2（a）正扶正力矩，而且，两个力的作用线间的距离称为正扶力臂（GZ）。假如将船舶重心向上移到能使发生船舶小角度横倾的位置，浮力作用线通过中，船舶处于中性平衡状态，其中正扶力矩和正扶力臂都等于零。若将重心再往上移高点，如图7.2（c），随着船舶小角度倾斜，两个力的作7.2（a）不同。这种情况下，力矩不是作用于使船回复平倾覆力矩，和反向正力臂（GZ）。对位置。稳心位置和平衡位置M，已经在第三章谈论过了，定义为通过倾斜物体或船舶的浮心的竖位置取决于船舶平浮时重心作用线，和浮力作用线。因此，很容易从前面的剖面中看出，稳心位置比重心高时，如图7.2（a），船舶倾斜时将产生正扶正力矩，使船处于稳定平衡状态。若稳心与中心重合，如图7.2（b），将没有力矩产生，船舶处于中性平衡状态。若稳心位置比重心低，如图7.2（c），将产生反向力矩或倾覆力矩，船舶处于非平衡状态。当讨论稳心与船舶平衡状态的关系时，有必要记住，稳心的定义仅适用于船舶倾斜角为0至o

或10o

。除此以外，浮心作用线与船舶垂直中心面的交点没意义了。因此，使用稳心和重心的相对位置作为评定稳定性的标准这种方法，仅限于小角度倾斜。稳定性明显不能仅限于如此限制范围。因此，我们应该区分任意倾斜角度的整体稳性和小角度（10o）倾斜的初稳性。稳性高：衡量初稳性竖直距离。图7.3GMG或G1要不然稳心和稳心高指代的是横稳心高度。若讨论纵稳心，那么相对应的稳心高就定义为GMM

,并称为纵稳心高。若M在G上面，那么稳心高度值就为正。若1低于G，那么GM的值就为负。GM用来衡量初稳性，或者说是衡量船舶抵抗从平衡位置开始横倾的能力。GM值为正时，船将处于正浮状态，且能初步抵抗倾斜力作用。船舶GM值GM变为负值，船变得不稳定了。由于船体水下部分的体积因倾斜角而发生变化，这样的船将向左倾或向右倾直至到达平衡点。情

总是位于距离船很高的位置（图7.4），可以这样说，通常L况下纵稳心半径值将不会变为负值。下一章讨论纵稳性。正扶力臂上面讨论的由浮力和重力形成的力偶的值，等于船舶重量与两个力的距离，的乘机。两个力的作用线间的垂直距离通常称为正扶力臂（GZ）或排水量不变时，我们可以使用GZ值来衡量船舶任意倾斜角上的静稳性。对于小角度倾斜（即，船舶倾斜时浮力作用线与垂直中线的交点为M）,而且正扶力臂GZ

GZGMinsRMGMsin（7-2）

(7-1)其中 指横倾角（图7.5），单位度。因此，GM值可能用作比较相同类型和尺寸船的初稳性。稳性范围置时是静力平衡的。决定性因素。课外阅读课外阅读初稳性：确定稳心半径的大小及稳心M的位置谈论纵稳性之前，先讨论初稳性，这是因为这逻辑上符合讨论平衡。稳心高度，即衡量初稳性，是浮力和稳性计算中的一个重要的工具，而总稳性（论）是完全衡量船舶抵抗倾斜力矩的稳性。为了确定横稳性高或纵稳心高的值，我们应该确定稳性位置和重心位置及一些固定的参考面，优先选择通过船舯平板龙骨的水平面。这些值一般分别记KM,KM 和KG。计算这些值的方法将在紧跟其后的讨论中给出。L图7.5给出了船舶横剖面及水线面形状。外力作用下，船舶横倾至很小角度，因此船舶漂浮在水线WLWLB移1 1至B。1=用弧度表示的小倾斜角度nLOL的重力（面积）中心1dxL微元=排水体积=水的密度假如，三角形LOL1顶点O

的面积近似为1/2rr 。对于小角度为 的倾斜，n的距离等于2/3rLOL1为 1(rr212

的面积关于纵向中线面的矩楔形（以三角形LOL1

(rr)r3dx为厚度）体积关于纵向中线面的矩为 12(rr)(r)dx或对全船，积分得到

23L120由于露出水面的楔形WOW1使

rrrdx23

LOL1

体积，由LOL1船增加的浮力等于由WOW1相对于中线面的同一方向上。因此，总的力矩为

使船减少的浮力。所以，有两个相等的力矩作用在2L120或， 23

rrrdxL230 rdx这个总力矩，或两个楔形矩的B1

，就是使船的浮心从B移至B1

的原因。以1为新的中心的水下部分的体积对原中心B的矩为BB1

。这一定等于两楔形矩的和。因此，

BB1

230 rdx3用几何表示， 3对于小角度倾斜，

BBBMsin1因此，而且

sinBB 1

BBBM

231 0 rdx3L2 3332于L3

BM

0 rdx3rdx是水线面关于纵向中心线I的惯性矩的表达式，所以30I（7-3）BM同理，可以表示为BML半径（7-4）BMI=水线面关于一条通过L

L的横向轴的惯性矩。针对估计新船早期的设计阶段初稳性的目的，方形系数CBLBT且水线面惯性系数 IT12IT/B3L和C12I /BLIL L 3可以用等式7-3和7-4来替换toyieldCBIT 3BM

L/12CBIT 2

（7-5a）CLBTCB

12TBCBLIL BML

/12CLIT

（7-5b）CLBTCB

12TB现在我们能够parametric估计KMKMKBBMWPC TCBWPKM

IT 2 （7-6）C CWP B

C12TB但是，注意C,CW B

及C本身是吃水的函数，除了矩形驳船和直舷船。为了用IT作说明目的，矩形驳船或箱型港驳船，有CC 1.0B WP和CC1.0IT IL用来简化计算，由于对于这种船型，KBT/2仅对这种船型，22KMKBBMT/2B/12TKMLKBBMLT/2L/12T22

（7-7）（7-8）引言

第八课阻力

翻译人员：停在静水中的船受到一般作用于没入水中的船体表面的静水压力作用。当处该合力等于作用于主船体上的重力，即等于船舶重量。如果将这些由静水压力产生的力沿着船舶纵向和横向分解，那么将会发现两个方向上的合力都为零。船以某一速度V这些力在横向上分解，那么合力就为零，这是由于船型两侧对称。者有时称为拖曳力‛。有时将总阻力分解成一些分力是很方便的，并且赋予它于上述讨论的两种类型力中任意一个，即作用于船体的主要力和次要力。实际上船在两种密度相差很大的流体中同时移动。船体较高的部分在空气中移动，而船体较低的部分在水中移动。如同水一样，空气也有粘性，因此船体水由此在静止空气中产生的阻力也非常小。但是，假如船舶逆风前行，那么空气阻力就远远大于船在静止空气中的阻力。因此，这种阻力在某种程度上取决于船舶航速，且很大程度上由风速决定。阻力类型些分力。由于前行运动引起的船体周围主压力的重新分布，导致自由面上升或下降直到它是恒压面。结果是水面上产生了波，波并随船传播。波具有能量，因此由船产生的波表示船舶系统损失的能量。用另一种方式来看，船必须对水做功来维持这些波。针对这种原因，由于船舶前移运动产生的阻碍船舶运动的阻力称为波阻力‛。由于船体没入水中较深，船舶运动引起的分布在船体表面的主压力的变化对自由面的影响非常小，因此这样的情况下，兴波阻力将很小或者可以忽略不计。由于水粘性产生的阻力适宜称为粘性力‛或常称为摩擦阻力‛。与船体没入水中部分的表面相接触的一层很薄的流体，随船一起移动，由于水的粘性作用产生了一个剪切力，该剪切力将向相邻的流体层传递一些速度。这层流体又依次向离船体更远的下一层流体传递速度，等等。这样就很清楚了，有大量的流体由于粘性作用将被拖着与船一起运动，而且由于这些液体一个力来运动，所以船体上将产生一个拉力，即摩擦阻力。从船侧向外，水前行的速度逐渐衰减。虽然理论上无限远处的水仍然有速度，但是船体附近的水的速度梯度最大，离船很近的一段距离处水的前行速度事实上可以忽略不计。船体相对较窄的流体层。这流体层成为‚边界层‛流体层的宽度在船首处较窄，。但是向船尾逐渐变厚，就像图8.1所示的那样，沿着船长方向的不同位置处速度相对于船V边界层的真实厚

是原来速度的0.99倍的地方就是边界层的外缘。是不确定的，但如果水没有摩擦力，那么前行速度减小至原来%

.中水船体表面曲率变化非常的大的地方，部分是由于流体粘性的作用，流体与船体表面发生分离，形成漩涡。这种分离意味着流体主压力没有恢复到原来的状态，由理论结果产生了一个称之为‚漩涡阻力‛的阻力。对比与由粘性力产生的摩擦阻力，这种阻力像兴波阻力一样是有船体周围主压力的重新分布造成的。摩擦阻力和漩涡阻力组成的。（摘自<BasicShipTheory>K.Kawson&E.Tupper,Vol.1,1998）船体形状是由很多相互矛盾的影响因素造成的。为了便于建造，船体应当为定推进功率的选择，通常要求造船师的极大关注。影响稳定前行的阻力由四个部分组成：（1）水与船体表面的摩擦力，（2）船体产生波系时耗散的能量，注入漩涡导致其与船体及其附体脱离的能量，（3）（例如，舵），和（4）空气对船体水上部分的阻力。摩擦阻力与，水的密度、船体与水的接触面积、水相对于船的速度的平方和摩擦系数，的乘积成正比。能够通过减小船体湿表面积来使摩擦阻力最小化，但是通常在为了维持船体尺寸和形状的要求下，这种情况是不可能实现的。使接触面光滑是减小摩擦力的最明显的因素，但是相对于造价而言，将原始油漆钢表面处理的更光滑所需的代价就很小了。摩擦系数主要是雷诺数（乘船长，除水的粘性）的函数；由于水的密度和粘性是不可改变的，船长和船速几乎是由其他一些因素决定的，因此设计师也无法改变什么。摩擦系数大量研究的主要课题，特别是在20兴波阻力和漩涡阻力的组分通常合称为‚剩余阻力‛，特别是当阻力测量是（速度(海里/时)，除以水线长（英尺）的平方根）1.3的航速，就会需要增加非常大的主机功率，来满足波系对能量的需求。小艇能够课外阅读通过合理布置来克服这种限制，但是需要改变主机功率的大小，对于传统船这就不切实际了。船行波的一个重要的特性就是，它们以与船相同的速度运动，而且它们的速度（通常如表面波一样）1.0都不能从坑中爬出去。船行波的另一个特性是它们由船体的不同部位产生的。船首波和船尾波总是分的球鼻。球鼻的作用是产生能抵消普通船首波的波。像舵和支撑螺旋桨轴的轴支架的附体产生的漩涡阻力，通常对阻止船舶前行的水流有小的攻角，从而产生最小漩涡阻力。与水动力学阻力相比而言，通常几乎不考虑空气动力足额阻力。大多数情况引起人注意。改变甲板室表面的曲度和坡度是设计空气阻力最小化船的唯一方法。引言往早于其通常受到人翻译人员：橹外，很明显基督以前的罗马人还使用明轮船（使用牛作为动力）来向西西里岛输送士兵。似乎东方人早在7世纪就使用了明轮，而且当然，莱昂纳多达芬奇设计了很多用来推进船的机械装置。1783148切地桨这艘船取名为Pyroscaphe。它的发明设计者，ClaudedeJouffroyD'Abbans，被普遍誉为船舶蒸汽动力推进应用的创始人。早在1785JohnFitchofPhiladelphia就建造并成功试验了蒸汽动力船，而且他被认为是建造了第一艘商业化蒸汽船。1790Experiment号，开始PhiladelphiaTrenton轮18鸭腿‛6081787，JamesRumseyofBerkleySpring，Virginia，制造出了以喷水（推进）管作为推进器的蒸汽船。制造该船的初衷是4.5节。的。在阿基米德的螺旋桨推进器分别被JohnEricsson成功地应用于美国海军及FrancisPetitSmith及1845Rattler拔河比赛AlectoRattler2分钟后Rattler号停止了后退并且成功地拖着Alecto号以2.8节速度返回（布1977）AlectoRattlerAlecto号的嚣张气焰熄灭了，舰艇推进器经常使用螺旋桨。Fitch基本的推进装置。推进装置1.螺旋桨推进器bcd)在隧道或套筒护罩中运转的螺旋桨（导管螺旋桨e)对转螺旋桨明轮，侧面或尾部装有固定或与水面平行的桨叶喷水推进器a)浸没式喷口喷水管b)水面式喷口喷水管螺旋桨4.直叶（摆线）推进器a器（从今以后就以螺旋桨作为用最常用的表达方式）是使用范围b广的推进器进理论。落将分别讨论以上这些类型的推进器。一般首先说明螺旋桨本身及其一些相关术语及定义，是非常有用的。一个螺9.1桨。当船向前航行时，右旋进桨指的就是从船尾（9.1）针旋转。船舶向前航行时，受力面是背面。桨叶面抽吸叶背是与受力面相反的面。叶稍是离桨轴最远的点。随边或尾边是与导边相反的边缘。直径是桨轴与叶稍垂直间距的两倍，或者说直径由叶稍来表示。螺旋面由一条与轴成一定角度的直线（母线）产生的面，该轴通过母线的一桨叶上任何点的螺距等于当通过该点的螺旋面的母线旋转3609.1C图FE旋桨是定螺距的，或是有相同螺距。可以从图9.2C有相同的螺距。由于它是定螺距螺旋桨，另一桨叶上的任一点都与点C有变螺距螺旋桨设计理论是一个、专门化的变化过程。为了简述这种设课外阅读这里详细说明（1）大的船，（2）当桨毂与叶稍方向上的螺距不同时，螺旋桨周围的尾已经提出了各种不同的理论来解释螺旋桨工作过程中所遇到的问题。环流理论能最好地解释这种现象1叶面以速度vr

沿着直线CDvr

是旋转速度2rn与轴向进速v 的A矢量FCD运转。当将像螺旋桨叶面一样的非对称物体置于平行流动流体中时，将会扰乱流动的对称性。环流理论表明，这种新的正比。由伯努利定律的应用可知，高速区意味着低压，反之亦然。很明显，桨叶背面或压力面的低速增加了其表面上及附近处的水压力，给予了（桨叶）TQ的力。压力面及抽吸叶背上从导边至随边方向上的压力分布不均匀。抽吸叶背上的叶背提供的。空泡螺旋桨以相对较高的速度运转时，若抽吸叶背上的绝对压力的最小值低于水第十课操纵性，运动及估计主机功率翻译人员：船舶操纵及方向控制中，那么船舶航向可能是稳定的。航向稳定性和不稳定性不可避免地都需要装置来维持预定路线或按照命令来改变航向。为零时，会产生推力。这个推力会产生一个绕船中某点的转矩。该匹配多个舵（一个舵对应一个桨）旋桨匹配一套倒车舵‛。这些倒车舵安装在螺旋桨的前面，轴的两侧。由于低速水流意味着舵产生的推力很小，因此船舶低速航行时的操纵性是一速船。由于这种原因，很多船都安装了一个艏侧推器‛，即螺旋桨固定在临近器安装的方位相反，那么甚至就能使船原地旋转了。船舶波浪中航行船舶操纵过程中，船舶会经历艏摇（绕某竖直轴旋转）和横荡（横向运动）（绕某纵向轴旋转（绕某横向轴旋转），垂荡（垂向运动）和纵荡（强加在稳定航行中的纵向运动）。除以从简化公式中找出。当主波谱的遭遇周期与横摇周期相等时，横摇最明显。很多船上都装有舭龙骨，为了抑制横摇。这些长且窄的鳍从船体底部与（10）而且绕着它们的轴不停地旋转来产生抑制横摇的力。这些鳍最大的特点之一就是船舶泊靠时这些鳍能够收回到船体中。模型试验决定推进功率Froude纲数，以公式VgL0.给出，其中V是速度，g是重力加速度，及L是水线长。的联系。这个数是以英国造船学家WilliamFroude来命名的，是一个无比率量实船与模型的波形产生的一般参考点是同一点，而且力是一样的。不同的是，Froude数等式与雷诺数等式的总数不相等，因此使得测量模型总阻力。池部分，得到剩余阻力。（415阻力船舶摩擦阻力。（6）将步骤（4）和（5）中的阻力部分相加得到总阻力。阻力实验

第十一课模型试验

翻译人员：Bouguer,Tiedemann,Newton,Chapman,EulerBeaufoy,但是直到威廉傅汝德那个年代，全尺度测量才开始变得实用起来。威廉傅汝德提出了将总阻力分割成剩余阻力和相当平板摩擦阻力的假设思线，那么通常阻力-速度曲线是相似的。他进一步发现，从总阻力中额外减去由平板理论决定的摩擦阻力成分后，就更加一致了。这就使得傅汝德对比定律可以这样陈述：（运动，那么它们每单位排水量的剩余阻力相等。特殊的船速：在对应的速度下，测量几何相似形的阻力。通过由平板实验得到的数据来估计表面摩擦阻力。从总阻力中减去表面摩擦阻力来得到剩余阻力。用实船与模型排水量的比率乘以模型剩余阻力来获得实船剩余阻力。实船剩余阻力加上估计得到的实船摩擦阻力，得到实船总阻力。应该注意估计模型和实船摩擦阻力的方法肯定存在误差。因此，估算方法的不同对实船和模型摩擦阻力的计算影响非常大。现在可能明白了为什么早期试图在实船与模型总阻力间建立联系的努力都失败了。若两模型的剩余阻力和摩擦阻力系数都相等，那么它们的阻力就相同，就表示两船有相同的阻力。通常情况下，除非两个模型的形状都是一样的，那么这种假设不成立。同时，若模型ABA阻B多造船业分支上频繁使用，（结果）可能也是无效的。阻力试验设备和技术有了海军部的资金援助，傅汝德于1971Torquay1879Froude18851887Haslar于建立了另一个实验水池。这就是海军部试验场（AEW）且始终保持着在该领域的世界领先权威。现代用于测量模型阻力的船舶水池基本上和傅汝德当初建的第一个水池相阻力的测力仪更精确了。典型实验中，倾，然后拖车减速。随着对船长和服务速度的要求逐渐增加，就需求越来越长的水池用以满足更长时间的加速和减速运动要求。Ref.6假设温度每上升10自于威廉傅汝德使用过的复杂而有条理方法。早在1880R.E.傅汝德就知oF5疑系水池中模型通过后留下的水流造成的及因温度变化导致摩擦阻力发生了o 化。后来，首先严格检查了这两个因素，使得海军试验场采用小型螺旋桨推进器型测起来。温度试验中，R.E.傅汝德使用了一个300ft，3700tonfHMSIris模型，作为标准模型，整年内做过多次试验。最终结果证明，即使纠正了水池水流IrisHaslarTorquayIrisIris‚风暴的特殊情况下，修正值能达到百分之十以上。现在，风暴造成这种现象的原因被认为是水中有长链原子的物质存在。标准模型观念自此用于其他船舶水池实验。模型试验确定影响船舶效率的元素必须使用带有螺旋桨的船来进行实验，正如图11.2所示。使用所研究船对应的模型以合适的速度来进行一系列螺旋桨且螺旋桨和 11.2中的推进器一样，来找出航点。然后，在螺旋桨敞水实验中，测量螺旋桨的推力和扭矩，其中进速近似为水流通过船体后面螺旋桨的速度，即为了补偿尾流。通过将这条曲线与在联合试验中得到的曲线相比较，能计算出敞水实验中螺旋桨的修正速度。联合实验中模型速度与敞水实验中螺旋桨的修正速度的差别在于尾流。相对旋转效率等于自航转速下敞水试验中螺旋桨的扭矩与联合试验中的扭矩的比值。得到如图11.3的阻力减额。估计它的外形，由于尺寸太小而不能直接使用推力和扭矩。取而代之，使用一系列合理的数据或具体的空炮管测量数据计算上述的船体效率单元来进行螺旋桨设计。螺旋桨敞水试验这种做法是很重要的。这些数据通过一系列合理的螺旋桨敞水试验获得的。这些而且这些实验使得在同一条件下比较不同螺旋桨的性能成为可能。算出

J螺T Q旋桨由箱子中的电机驱动。记录推力，扭矩，螺旋桨转速及箱子速度，由此能计空泡水筒试验11.4视觉效果的方法。实际上，通常在下面的条件下做这些实验：使水流速度尽可能高来保持雷诺数大，以防止摩擦阻力占的比例大；所选螺旋桨模型的直径能够与水筒尺寸相协调（必须避免筒壁效应）；以合适的J值来进行模型走车。这就固定了螺旋桨转数值。降低水筒中的压力以使桨轴处生成适量的空泡数。其他值来重复这整个过程。11.4螺旋桨模型的驱动轴位于螺旋桨盘面后面，而不是前面。大的空泡水筒，能够通过将制作的船体后半部分的模型置于水筒内及从船体模型内部驱动螺旋桨来克服这些不足。不同形式。速度试验求。这些试验也为帮助设计师进行随后的设计工作提供了有用的数据。11.5给出了一个典型的布置图。船依次垂直接近那些放置有测速标柱的线而且这些线海岸足够远以保证有测速标柱时已经停止了加速。课外阅读1在学习船舶动力过程中，必须将船体和推进装置放在一起讨论。推动船在给轴马力的基本要素已经建立起来了，并用图11.6简述。这在下一章介绍。总结评价这里已经给出了船舶阻力和推进的基本元素。仍然有很多进一步极大发展的更好地理解，使得导管螺旋桨变得更通用了。新的船模试验池设施包括抑制波的装置——及傅汝德数的影响——通过封果且能够依照规定的程序来控制。课外阅读2全尺度试验明有效马力的猜测是精确的，因为船舶推进系统的影响总是存在。威廉傅汝德这种情况，并且于1874HMSgreyhound号上进行了全尺度阻力测量试验。最近以来，使用LucyAshtonHMSPenelope号进行全尺度阻力试验。Greyhound3100Active（图11.5）来尽可能避免拖船与被Greyhound1且航速含盖在3-12节范围内。一些试验船有舭龙骨，但一些没有。一些试验航2行中松开了绳索，以记录船的减速。威廉傅汝德总结到，这些试验：…不断地验证我提出的比较定律，来确定实船阻力与模型阻力间的关系。英国船舶研究协会的试验通过在船体舷侧较高的地方安装四台喷气发动机，以避免喷流喷射在船体及紧邻船体的水上，来克服与拖曳一艘船有关的难题。能使用液压负荷测量舱来精确测量推力，四台发动机的总推力刚超过6吨。通过测量里程间隔来测量速度。使用裸船体以一系列的速度（节）来进行阻力试验，其中先在船体表面涂上一层红色氧化漆，然后涂上一层沥青铝漆。应对有敏感接缝的板重复进行试验并该模型带有双推进A轴支架和轴系，及船体表面已经暴露于水中一个月了。试验的主要目的在于比较各种测量模型与全尺度实船阻力方法。结果表明傅汝德的比较定律对于兴波阻力的成比例增加是成立的，但是对于相应的相同长度的平面和湿表面，模型与实船的摩擦阻力相同，这种一般的假设就不严格成立了。幸运的是，实际计算中，要。这些结果也表明，通过这一系列的模型试验，摩擦阻力和兴波阻力之间的相互影响不大。第十二课船舶结构单元的功能及设计翻译人员：定义或有些间接地通过使主单元保持原位以便它们能够有效运行。底板是主要的组成底部船体梁凸缘的纵向构件。它也是水密外壳的一部分，并且常常增加那里的板厚来提供必要的强度。的重物局部载荷作用，通常是放在舱室中的货物。住空间及它们形成边界或形成阻拦连续浸水（液体压力）的屏障。舷侧壳板为主船体提供了网格，是水密外壳的主要部分。它受到静水压力作的船舶施加于其上的载荷。舱壁是内部结构的一个主要部件。它们在船体梁中的功能取决于它们的位置程中必须考虑所有的所施加的载荷。加强以便有效的发挥它们的功能。也可能使用由波形材加强的波形舱壁。或其中一端剖面连接在它们所需加强的板上的板。垂直板与底部壳板及内底相连。而称那些纵向布置的就为中心桁或舷侧桁。结构构件间的联系加强构件当然不能脱离于它们所依附的板而独立作用。部分板充当了加强材的凸缘，而且必须反映这种使用像剖面模数和转动惯量来分析加强材强度的性质。应力，而且可能实质上参与船体桁的强度。甲板，舷侧壳板，内底板，底板及舱壁，相互联系来彼此提供边缘约束。例如，一块横舱壁最终是由舷侧壳板、甲板板及底板来支撑的。同时，舱壁为甲板板、舷侧甲板及底板的大型加强材提供边缘约束，其中底板跨在像舱壁这样的大型横向结构构件之间。这种联系使得在被加强板交叉的地方产生了复杂应力型式。近的作用。在电脑结构软件的帮助下通过三维数学有限元综合建模来分析的方法下很好地被模拟出来。基于工程计算来设计由于船级社规范没有具体含盖所有的设计方面，而且为了鼓励创新设计，大多数船级社经过特殊的考虑将复审任何由合力计算支撑的设计。这样的设计可能违背了现存的船级社规范，但是如果所支撑得工程分析证明其结构合理，那么也会被接受的。例如，依照ABS船级社规范（美国船舶局，一年一次），若‚它们能够通过…依据合理工程原理系统地分析，来满足规范中的总体安全性和强度标准，那么将考虑别的布置及装饰。这种情况下的设计程序结合了基于前人设计经验的直觉和旨在确定符合要求的结构响应的结构分析。当今，存在很多用于合理工程分析的电脑软件。这些软件的数量和性能不断稳定性。船舶工业遇到的工程难题的复杂性已经导致大量地使用且不断扩大使用计货罐内液体晃荡，底部抨击，及海水中的冰引起的载荷。这些技术。这些工程方法与船舶及其他海工结构的设计、建造及分析有关。与先前已经可能的条件相比，仍能更加严密地确定特殊载荷的结构响应。实际上，使用计算机能够减少简化全部难题的某一细节中假设的必要，因此提高了最终解决方案的精确度，即使仍必须承认存在一定程度的与所输入载荷的不确定性有关的不确定方面。使用计算方法进行优化设计供一种自动化的合理优化设计。船舶结构优化是一项复杂的任务，涉及到确定多载荷响应的结构分析和应用的优化技术，其技术结合了不同的船舶设计的结构分析方法。结构优化确定了设计中的可变因素，该因素将最小化（或最大化）一种具体而且约束是应力，排水量或其他响应特性。图12.1和12.2展示了一个油船的强肋骨优化设计的例子。强肋骨划分为很12.1而且这得取决于钢板的尺寸和可用性，便利性，便于建造，等等。结合双重迭代法、基于全应力设计的最优性原则被用来最小化强肋骨重量，由纵向强度要求和其他考虑决定的。主要的结论是，能够最小化强肋骨重量，重量的减少量取决于最小允许板厚，而不是强肋骨的许用应力。使用三种不同的厚度要求，而且图12.2中展示了适当的重量减少量。剪切性屈曲和震动。课外阅读船级社规范虽然直接的工程设计可能是可选的，但是商船结构构件的设计极大地受船级社规范影响；实际上，大多数商船构件的主要尺寸直接依