第一节船舶的发展-分类与舱室布置

第一章船舶适航性控制第一节船舶的发展、分类和舱室布置一、船舶发展概况1．以造船材料的发展划分1)木船时代19世纪以前，船舶几乎都是木材建造的。2)铁船时代19世纪50年代开始进入铁船全盛时期，时间较短，仅二三十年时间。3)钢船时代19世纪80年代开始，绝大部分船舶均采用钢材建造。20世纪40年代以前都采用铆接结构，以后部分船舶采用焊接结构，50年代以后基本上都采用焊接结构。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置22．以推进装置的发展划分1)舟筏时代独木舟起源于石器时代，后被木筏、竹筏、兽皮做成的皮筏所取代。进入青铜器时代以后，出现了木板船。舟筏时代所用的推进工具是木制的桨、橹，或竹制的篙。2)帆船时代远在公元前4000年就出现了帆船，15世纪到19世纪中叶为帆船的鼎盛时期，直到19世纪70年代以后逐渐被蒸汽机船所取代。3)蒸汽机船时代蒸汽机船包括往复式蒸汽机船和回转式汽轮机船两种类型。1807年，世界上第一艘往复式蒸汽机船在美国建成并试航成功。1894—1896年世界上第一艘回转式蒸汽轮机船建成。20世纪50年代，往复式蒸汽机船逐渐被淘汰。4)柴油机船时代20世纪初柴油机开始应用于船舶。40年代末，柴油机船的吨位就已超过蒸汽机船，目前世界船队中柴油机船占绝对优势。近五十年来，船舶发展的突出特点是：专业化、大型化、自动化。最早的专业化运输船舶，主要是运输散装石油的油船。50年代以后，商船向大型化发展非常迅速，特别表现在远洋船舶中的大型油船。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置3二、船舶分类船舶分类方法很多，通常可按船舶用途、航区、推进动力的形式、推进器的形式、机舱位置、造船材料、航行状态以及上层建筑的结构形式等进行分类。其中，多数船舶是按船舶用途来分类称呼的。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置41．按船舶用途分类1)军用船用于从事作战或辅助作战的各种舰艇。2)民用船包括运输船、工程作业船、渔业船、工作船舶等。(1)运输船：运输船又称商船，是指从事水上客货运输的船舶。大致可分为8种类型：①客船、客货船、渡船；②普通货船(即杂货船)；③集装箱船、滚装船、载驳船；④散粮船、运煤船、矿砂船；⑤油船、液化气体船、液体化学品船；⑥多用途散货船，包括矿砂／油两用船、矿砂／散货／油三用船；⑦特种货船，指运木船、冷藏船、汽车运输船等；⑧驳船，有拖船拖带和顶推船顶推两种运输方式。(2)工程作业船：是指在港口、航道等水域从事各种工程作业的船舶。主要有挖泥船、打捞船、测量船，起重船、打桩船、钻探船等。(3)工作船舶：工作船舶又称为特殊用途船，是指为航行进行服务工作或其他专业工作的船舶，诸如破冰船、引航船、供应船、消防船、航标船、科学调查船、航道测量船等。(4)渔业船：是指从事捕鱼和渔业加工的船舶。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置52．按航区分类1)远洋船舶能在环球航线上航行的船舶，即通常所指的能航行于无限航区的船舶。2)近海船舶指航行于距岸不超过200nmile海域(个别海区不超过120nmile或50nmile)的船舶，即航行于近海航区的船舶，可以来往于邻近国际间港口。3)沿海船舶指航行于距岸不超过20nmile海域(个别海区不超过10nmile)的船舶，即沿海岸航行的船舶。4)内河船舶在内陆江河中航行的船舶。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置63．按推进动力的形式分类1)蒸汽机船以往复式蒸汽机作为主机的船舶。2)汽轮机船以回转式蒸汽轮机作为主机的船舶。3)柴油机船以柴油机作为主机的船舶。4)燃气轮机船以燃气轮机作为主机的船舶。5)电力推进船由主机带动主发电机发电，再通过推进电动机驱动螺旋桨的船舶。6)核动力船利用核燃料在反应堆中发生裂变反应放出的巨大热能，再加热水产生蒸汽供汽轮机驱动螺旋桨工作的船舶。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置74．按推进器形式分类1)螺旋桨船以螺旋桨为推进器的船舶，常见的有定距桨船和调距桨船两种。2)平旋推进器船以平旋轮为推进器(又称为直翼推进器)的船舶。3)明轮船以安装在船舶两舷或船尾的明轮为推进器的船舶。4)喷水推进船利用船内水泵自船底吸水，将水流从喷管向后喷出所获得的反作用力作为推进动力的船舶。5)喷气推进船将航空用的喷气式发动机装在船上以供推进用的船舶。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置8二、船舶分类船舶分类方法很多，通常可按船舶用途、航区、推进动力的形式、推进器的形式、机舱位置、造船材料、航行状态以及上层建筑的结构形式等进行分类。其中，多数船舶是按船舶用途来分类称呼的。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置92019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置105．按机舱位置分类1)中机型船机舱位于其中部的船舶。2)尾机型船机舱位于其尾部的船舶。3)中尾机型船机舱位于船舶中部偏后的，又称为中后机型船。例如有4个货舱的船舶，机舱的前部布置3个货舱，机舱的后部布置1个货舱，通常称为“前三后一”。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置116．按造船材料分类1)钢船以钢板及各种型钢为主要材料的船舶。2)木船以木材为主要材料，仅在板材连接处采用金属材料的船舶。3)钢木结构船船体骨架用钢材，船壳用木材建造的船舶。4)铝合金船以铝合金为主要材料的船舶。5)水泥船以钢筋为骨架，涂以抗压水泥而成的船舶。6)玻璃钢船以玻璃钢为主要材料的船舶。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置127．按航行状态分类1)排水型船靠船体排开水面获得浮力，从而漂浮于水面上航行的船舶。2)潜水型船潜入水下航行的船舶，如潜水艇等。3)腾空型船靠船舶高速航行时所产生的水升力或靠船底向外压出空气，在船底与水面之间形成气垫，从而脱离水面而在水上滑行或腾空航行的船舶，如水翼艇、滑行艇、气垫船等。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置138．按上层建筑结构形式分类1)平甲板型船上甲板上无船楼的船舶。2)首楼型船上甲板上只设有首楼的船舶。3)首楼和尾楼型船甲板上设有首楼和尾楼的船舶。4)首楼和桥楼型船上甲板上设有首楼和桥楼的船舶。5)三岛型船上甲板上设有首楼、桥楼和尾楼的船舶。三、船舶主要部位和舱室布置1．主船体与上层建筑1)甲板与平台上甲板：为船体的最高一层全通甲板，又称上层连续甲板。其它各层甲板统称为下甲板。平台甲板：为沿船长方向布置并不计入船体总纵强度的不连续甲板，如舵机间甲板、锅炉平台、发电机平台、起货机平台等。即为平台甲板。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置162)主船体与上层建筑船舶上甲板以下的部分称为主船体，或称为船舶主体；而在上甲板及以上的所有围蔽建筑物统称为上层建筑。上层建筑根据其宽度不同又分为船楼和甲板室两种，如图1-2所示。宽度与上甲板宽度一样，或其侧壁板距舷边的距离小于4％船宽的上层建筑称为船楼，船楼又分为首楼、桥楼和尾楼。(1)首楼：位于船首部的船楼，称为首楼。首楼一般只设一层，首楼的作用是减少船舶首部甲板上浪；并可减少纵摇，改善船舶航行条件；首楼内的舱室可作为储藏室，长首楼内的舱室可用来装货。(2)桥楼：位于船中部的船楼，称为桥楼。桥楼主要用来布置驾驶室和船员居住处所并保护机舱。现代船舶基本都为尾机型或中尾机型船，桥楼直接设在近船尾处，故无尾楼。(3)尾楼：位于船尾部的船楼，称为尾楼。尾楼的作用是减少船尾甲板上浪和保护机舱；并可布置甲板室、船员居住处所和其他用途的舱室。宽度小于上甲板宽度、两侧有走道的上层建筑称为甲板室。甲板室多见于大型船舶。船舶首部不能设甲板室。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置173）上层建筑各层甲板(1)罗经甲板(2)驾驶甲板(3)艇甲板(4)起居甲板(5)上层建筑内的上甲板(6)游步甲板2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置192．主船体的主要部位1)首尖舱首尖舱是位于船首部防撞舱壁之前、舱壁甲板之下的船舱。首尖舱主要用作压载水舱，所以它对调整船舶纵倾的效果较好。必要时首尖舱可储存淡水。SOLAS公约规定首尖舱内不得装载燃油、滑油和其他易燃油类。2)货舱一般货船，在双层底内底板之上和上甲板之下、首尖舱舱壁与尾尖舱舱壁之间，除了布置机舱和深舱之外，基本上都用于布置货舱。货舱之间有水密横舱壁隔开。3)深舱有的船舶因燃油储存量较大。在机舱前舱壁与货舱之间设有深油舱。有的船舶，特别是尾机型船，由于船舶浮态调整的需要，或因压载水量要求大，在货舱与货舱之间设有l～2个压载深舱。深舱由船舶中纵剖面处设置的纵舱壁或制荡舱壁分隔为左右对称的舱室，以减小自由液面的影响。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置204)机舱一般货船设一个机舱，个别大型客船设有主、副机舱。机舱的位置直接关系到船舶上层建筑的形式、货舱布置、纵倾调整、船体结构与强度以及驾驶视线等问题。目前常见的机舱位置有设于船舶中部、尾部和中部偏后3种，相应的建筑形式即称之谓“中机型”、“尾机型”和“中后机型”，如图1-3所示。(1)中机型机舱中机型机舱的优点有：①船体中部较肥大，因此机舱宽敞、机舱布置方便、机舱长度较短；②装卸货后船舶纵倾较小，容易调整纵倾；③生活舱室及管路布置方便。缺点是：①轴系较长，增加了轴系传动损失；②需要有较长的轴隧，损失部分货舱容积；③装卸货物不方便；④船体结构不连续，对总纵强度不利。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置21(2)尾机型机舱尾机型机舱的优点有：①轴系长度缩短，减少了轴系传动损失；②船舶中部用于装货，且无轴隧，所以货舱容积大、理货方便、易于清舱；③货舱连续布置，装卸货物效率提高；④船体结构连续，对总纵强度有利。其缺点是：①船尾较瘦，机舱狭窄，特别是高速船，机舱布置较困难；②机舱过长，不易满足一舱不沉的要求；③不论船舶满载还是空载，纵倾调整都较困难；①驾驶室位于机舱上面，驾驶视线较差。(3)中后机型机舱中后机型机舱克服了尾机型机舱过长、生活舱室布置困难、纵倾调整困难等缺点，改善了船舶航行条件，船员房间也较宽敞。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置22根据船舶大小和用途不同，各类专用运输船舶的机舱位置也不尽相同。(1)客船——多采用中机型机舱。(2)在普通货船(杂货船)中：对于沿海小型普通货船（一般为不定期低速船），一般都采用尾机型机舱。对于高速定期或大型普通货船则以采用中后机型机舱较为适宜。这样，既能使机舱和货舱布置合理，又能使船舶纵倾调整得以改善。(3)油船、散货船、矿砂船等一般均为低速船，船舶尺度大而主机功率相对较小，因此几乎无例外地采用尾机型机舱。(4)集装箱船一般都采用尾机型或中后机型机舱。对于高速集装箱船，由于主机功率大，为利于机舱布置，多采用中后机型机舱。5)尾尖舱尾尖舱是位于船舶尾部最后一道水密横舱壁之后、舱壁甲板或平台甲板之下的船舱。尾尖舱主要作为压载水舱或淡水舱，以调整船舶浮态。2019/12/13第一节船舶的发展分类与舱室布置233．船舶工作舱室的布置船舶工作舱室可分为驾驶、轮机、甲板三个部门的工作舱室。1)驾驶部工作舱室(1)驾驶室：(2)海图室：(3)报务室：2)轮机部主要工作舱室(1)机舱：机舱是集中放置船舶动力装置中绝大部分机电设备的船舱。机舱必须与货舱分开，因此机舱前后端都设有水密横舱壁。为了使主机轴线与螺旋桨轴线配合不使主机底座太高，以避免引起振动，机舱双层底比货舱双层底要高。另外，双层底高还可以增加燃油舱和淡水舱的容积。(2)应急发电机室：该室是放置应急发电机组及其配电板的舱室。按SOLAS公约要求，应急发电机室应置于最高一层连续甲板以上且易于从露天甲板到达之处，一般位于艇甲板，不能与机炉舱相通，门开向露天甲板。(3)蓄电池室：按SOLAS公约规定，蓄电池组不应与应急配电板装设在同一处所，所以蓄电池室应是独立的舱室，一般也位于艇甲板。因蓄电池常有易爆性气体和电解液逸出，所以蓄电池室应有适当的构造和有效的通风，室内要铺设防腐蚀垫层，