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杂货船-“TIMBUS”轮1、什么是船舶的耐波性？答：是指船舶在风浪中遭受外力干扰产生各种摇摆运动以及砰击、上浪、失速等情况下，仍能维持一定航速在水面上航行的性能。2、什么叫最小干舷船、结构吃水？答：最小干舷船：按“载重线”法规所要求的最小干舷来确定型深的船舶，称为最小干舷船。对于富裕干舷船，在设计时保证最小干舷所求得最大装载吃水Tmax，并使船体结构设计符合Tmax的要求，则此Tmax称为结构吃水。课题五、船舶主尺度确定一、船舶尺度船舶尺度，主要表示船体外形大小的尺度，即船的长、宽、深和吃水等。它是根据各种船舶规范和船舶在营运中使用上的要求定义的。按照不同的用途，主要可分为三种：船型尺度、登记尺度和船舶最大尺度。1、在船舶入级与建造规范中定义的船舶尺度-------船型尺度它主要是从船体型表面上量取尺度，在船舶的许多性能的理论计算中和一些主要的船舶图纸上，均使用这种尺度。它也成为理论尺度和计算尺度。1)船长LBP沿设计夏季载重水线，有船首柱前缘量至舵后缘的长度。2)型宽B在船体的最宽处，有一舷的肋骨外缘量至另一舷的肋骨外缘之间的水平距离。3)型深D在船中点处，有平板龙骨上缘量至干舷甲板横梁上缘的垂直距离；对甲板转角为圆弧形的船舶，则由平板龙骨上缘量至甲板型线与船舷型线与船舷型线的交点。4)型吃水d在船长中点处，由平板龙骨上缘量至夏季载重水线的垂直距离。通常用垂线间长、型宽、型深表示船体外形的大小。这三个尺度称为船舶主尺度，一般写成下面的形式：主尺度=垂线间长LBP×型宽B×型深D2、海船吨位规范中定义的船舶尺度---登记尺度主要是用于登记船舶、丈量与计算船舶吨位的，故称登记尺度。1）登长LR指量自龙骨板上缘量到最小型深85%的吃水线，其长度的95%，或沿该水线从船首柱前缘量至舵中心的长度，取两者中较大者。2）登深D登深是指在船长LR中点船舷处从平板龙骨上表面量至上甲板下表面的垂直距离。3）登宽B是指船长LR中点处的最大宽度。3、船体最大尺度船舶在停靠码头、进坞及过船闸、桥梁、架空电线和狭窄航道、船舶避碰操纵等要用到船体最大尺度。1)总长LOA包括两端上层建筑在内的船体型表面最前端与最后端的水平距离。2)最大船长Lmax船舶最前端与最后端之间包括外板和两端永久性固定突出物（如顶推装置等）在内的水平距离。3)最大船宽Bmax包括外板和永久性固定突出物（如护舷材、水翼等）在内的垂直于中线面的船舶最大水平距离。4）最大高度是从船舶的空载水线面垂直量至船舶固定建筑物，包括固定的桅、烟囱等在内的任何构件最高点的距离。净空高度等于最大高度减去吃水。4.船舶设计中使用的船体主尺度1）总长Loa、设计水线长Lwl、垂线间长Lpp2）型宽B：3）型深D：【与干舷Ｆ有关】4）吃水T：5）方形系数Cb船舶初始设计阶段，必须选取的主要要素是船长L,船宽B、型深D、设计吃水T和方形系数Cb，该五要素通常习惯上统称为主尺度。二、船舶主尺度比船舶主尺度比是表示船体几何形状特征的重要参数，与船舶的航海性能有密切关系。常有的有：L/B、L/D、L/T、B/T、D/T、B/D、DW/△t/kW、kg/kt.km、t.km/kW.h等1.长宽比（L/B）该值越大，船体越瘦长；其快速性和航向稳定性越好；但回转半径也增大；受到航道和港口的限制，现有标准船型L/B值在5—6之间。2.长度型深比（L/D）该比值越大，船体纵向强度弱，稳性差；规范限制自航船A级航区，L/D≤25；现有标准船型L/D值在15—20之间。3.长度吃水比（L/T）该比值大，船舶回转性能差；京杭运河标准船型L/T值在15—20；长江及三峡库区标准船型L/T值在20—30之间。4.型宽吃水比（B/T）该比值大，反映船体较宽，船舶稳性较好，但船舶阻力增加，横摇周期小，耐波性变差。现有标准船型B/T值在3.5—4.5之间。5.型深吃水比（D/T）该比值大，干舷高，抗沉性好；但船舱容积增大，重心提高，稳性受到影响。现有标准船型D/T值在1.1—1.5之间。6.型宽型深比（B/D）该比值对稳性、横摇和强度都有较大影响；规范限制自航船A级航区，B/D值≤4。现有标准船型B/D值在2.5—3.5之间。7.载货量系数（DW/△）即船舶载货量与船舶排水量之比。在同一排水量下，载货量系数越高，船舶装载能力就越大，船舶经济效益将越好。京杭运河标准船型DW/△值在0.75—0.8之间；川江及三峡库区标准船型DW/△值在0.6—0.7之间。8.单位功率载量（t/kW）在相同航道条件下，单位功率载量越大，反映船舶阻力越小，船舶性能越优良。京杭运河标准船型t/kW值在2—3之间。9.船舶耗能（kg/kt.km）是反映船舶的经济性指标；即船舶载重*里程的耗油量船舶耗能与主机油耗、功率、船舶航速及载量等因素有关，直接反映船舶性能和成本的高低。10.船舶效率指标（t.km/kW.h）它反映船舶运输效率的高低。京杭运河标准船型的该值在25—40之间。內河船舶：一般內河客船L/B＝4.5～6內河油船L/B＝5～7內河驳船L/B＝4.0～4.8长江拖轮L/B＝4.0～4.5内河小拖船L/B＝3.5～4.5内河浅水拖轮L/B＝4.0～5.3三、确定船舶主要要素应满足的基本要求(1)满足浮力要求，即新船设计吃水时的浮力应等于设计排水量(LW+DW);(2)满足容量要求，即满足新船所需的舱容和甲板面积;（3）满足新船的各项技术性能：包括快速性、稳性、操纵性、耐波性和强度等;(4)满足用船部门(船东)对新船的使用要求;(5)满足客观条件(航区航线、港口、建造厂等)对新船主要要素的限制;（6）新船的经济性要求：努力提高新船的经济性。四、确定船舶主要要素的特点确定船舶主要要素有三个显著特点:1.问题复杂、综合性强；2.求解方法灵活多样，并且多解性，存在一定目标下的最优解；3.求解过程需逐步近似。四、确定主要要素的一般步骤尽管确定船舶主要要素的方法因船舶种类的不同而异，但其基本思路和一般步骤是共同的，大体可归纳如下。（1）任务书分析：船舶设计任务书集中地反映了新船的使用任务特点和船东要求，是新船设计工作的依据。设计者必须首先吃透任务书的精神，切实把握船东对新船各项指标的要求，并仔细分析判断任务书的合理性例如，哪些要求过高难以实现，哪些要求又偏低可能影响设计船的总体效果，发现问题并及时.与船东协商修订任务书。（2）调查研究调查研究是搞好设计的重要环节。从设计开始以至整个设计过程中都要进行调查研究，当然主要而大量的调研工作是在设计之初。调研的内容包括:1.查阅文献资料，调查航线、港口情况；2.现有同类实船的调研；3.调查船厂的生产能力等情况。通过调研掌握新船主尺度限制，形成母型船要素一览表，获得新船设计的思想、方法及各种有用的数据资料。（3）确立设计指导思想在任务书分析与调研的基础上确立新船设计指导思想：明确新船设计中哪些性能是要争取最优的，哪些指标是必须确保达到的，哪些要求是只要适当兼顾的，而哪些是可以放弃的，等等。只有明确了这些基本思想，才能对设计中碰到的各种问题有清晰的处理原则，可望求得成功的有特色的设计方案。（4）估取第一次近似值根据新船设计指导思想，参考母型船主尺度数据，估取设计船主要要素第一近似值。（5）性能校验按照主要要素第一近似值，校验相应的新船性能【估算】。诸如:浮力与载重量；货舱容积与甲板面积；初稳性与横摇周期；干舷与航速等等如果新船某项或某几项性能不满足要求，则要根据新船设计指导思想，按照抓主要矛盾、统筹兼顾的原则，调整主尺度，然后再次进行性能校验，直到求得满足任务书各项要求的主尺度方案。(6)绘图、核算1.绘制总布置图、型线草图、中横剖面结构图【如任务书未规定主机型号时须选定】2.然后对新船性能再作进一步、相对详细的核算，并根据核算结果调整主要要素。该过程绘图及核算的深广度，以能肯定方案的可靠性为目的。（7）主尺度选优根据新船的特点，确定合适的选优衡准，灵活选用合适的优化方法，进行多方案计算比较，选取最佳方案。上述七个步骤是对一般情况而言的，在具体确定新船主要要素时，不要机械地搬用，一定要灵活掌握。比如：1.对一些小型货船，常常只需走完前五步就可确定出主要要素。【不进行优选】2.对一些常规船，如油船、散货船等，省去第六步，直接优化，就可得出新船的主要要素。【成熟、规律性强，现有设计软件】3.对于特殊船型和布置地位型船，第六步则一般不可省略。【一般需进行优选】五选取主要要素的综合分析船舶主要要素受到一系列因素的制约，而且船舶各项技术性能、使用要求和经济性对主要要素的选择有很大影响，因此，选取新船主要要素时必须对影响其选择的各种因素进行综合分析。(一）共性:1、选取LBT时考虑主尺度限制和快速性2、选取LBD时考虑总布置的影响(二）综合分析:1、选取L时应考虑的因素（1）主尺度的限制：航线上船闸长度、停靠港的码头泊位长度；建造厂船台长度；修理厂船坞长度；内河弯曲航道：我国内河通航标准规定船长一般不大于航道曲率半径的1/3~1/4;内河、港口水域宽度对船舶调头的限制。(2)浮力：改变L可调整船的浮力，但其影响面较广。(3)快速性L对船舶阻力影响较大：由于在不同的Fr【航速】下，摩擦阻力Rf、剩余阻力Rr占总阻力的百分数是不同。1.对Fr≥0.3~0.4的中高速船，加大L有利于减小阻力；2.对Fr＜0.18~0.2的低速船，则一般是减小L有利于减小阻力。(4)总布置它包括满足舱容和甲板面积两方面的要求，应根据货舱、机舱、舱室和甲板等布置，确定最小的船长。满足总布置要求的船长L可作为设计船L的下限。（5）经济性L增加将导致Wh和LW的较大增加，船价及与船价相关的营运费用亦增加;但增加L有时可能取得快速性的改善(如对中高速船)，从而提高船速、节省燃料开支;综合L对船价及燃料开支的不同影响，民用运输船从船舶经济性角度常选取一个最有利的L，称为“经济船长”。显然，经济船长应大于阻力激剧增加的临界船长，也不对应于总阻力最低的阻力最佳船长。(6)耐波性L增加可使船舶在海上的纵摇升沉运动减缓，当L＞1.3λ时，纵摇幅值与运动加速度均较小;且L增加后，可改善船舶在海上的失速。（7）操纵性：L增加，船舶船向稳定性改善，但回转性变差;1.内河船尤其是港作拖轮宜缩短L，以改善回转性和机动性；2.海船与军舰则宜加大L以改善航向稳定性、耐波性与快速性。(8)抗沉性L增加，船舶可浸长度增加，海损稳性损失下降，有利于改善抗沉性，但影响不太大。注意1.一般着重考虑浮力、快速性、总布置和经济性实船设计选取L时，除主尺度限制条件必须满足外，往往着重考虑浮力、快速性、总布置和经济性。2.对于不同类型的船舶，由于使用任务特点不同，选取L的侧重点也有所不同。1.载重型船主要考虑浮力、总布置与经济性;2.布置地位型船主要考虑总布置与快速性;3.海船注意耐波性;4.内河船注意操纵性。5.此外，对于国际航行的船舶，适当减小L有利于降低有关营运开支。2、选取B时应考虑的因素船宽关系到船舶的稳性、阻力、总布置等因素。（1）主尺度限制船宽B的选取受到航道、航线上船闸闸门宽、桥孔宽以及船台、船坞宽度的限制。船宽常取限制船宽，以提高船舶经济性。（2）性能影响1.当船宽增加时，初稳性也增大，对船舶稳性有利；2.船宽增加对布置有利。3.从保证浮力、降低船价考虑，以减小L适当加大B为有利。缺点：1.但船宽增加，横摇加剧，横摇角速度、角加速度增大。2.船宽增加，湿表面积相应也增加，摩擦阻力增大；由于长宽比减小，兴波阻力明显加大在选择船宽时，首先应满足稳性、船闸、航道的要求，根据不同的船型，考虑船宽对阻力的影响。1.通常。选取B时除必须满足主尺度限制条件外，要着重考虑初稳性、总布置与浮力。2.最小船宽常由初稳性下限和总布置要求所决定，尤其是小型客船、拖船及多桨船。3.在吃水受限制的情况下，为增大船舶装载量提高经