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June20,2011船舶与海洋工程概论IntroductiontoShip&OceanEngineeringSlide1第7章船舶设备、系统与航海仪器主要用于控制船舶的运动、可靠停泊、物资装卸和保证航行安全，并满足船上人员的生活、工作需要。船舶设备分为通用设备和专用设备两大类。通用设备是指各种用途的船舶都必须具有的设备，如舵设备、锚设备、系泊设备、装卸设备、救生设备、桅樯信号以及关闭设备等。专用设备则只为某些船舶专门配备，如钻井平台的钻探设备，科学考察船的各种取样及探测的设备、渔船的渔捞设备、拖船的拖曳设备，补给船的补给设备等。本章只介绍通用设备。Slide2第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备一、舵设备的组成舵设备为应用最广泛的操纵设备，由操纵装置、传动机构、舵机、转舵机构和舵组成，见图7-1.Slide3第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备操纵装置设置于船舶驾驶室，它包括舵轮和舵角指示器。传动机构的作用是控制舵机的运转，介于操纵装置和舵机之间。舵机提供原动力。转舵机构是将舵机的原动力转化为作用在舵柄上的转舵力矩。舵是依靠转舵后，其上产生的水压力使船回转。舵设备中还包括：自停装置、限角装置——舵角限制器以及太平舵装置等。传动机构有机械式、液压式和电动式多种。机械式已基本淘汰，液压式和电动式使用方便尤其是后者，为大多数船舶采用。目前，在新型远洋船舶上已经广泛应用自动操舵装置。它是将操纵机构与陀螺罗京联系起来，使其能自动纠正航行中出现的航向偏差。Slide4第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备二、舵的形式按舵杆轴线分按舵支承形式分按舵叶剖面形状分非平衡舵平衡舵半平衡舵Slide5第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备1.按舵杆轴线分（1）非平衡舵多叶面积全部分布在舵杆轴线后方，见图7-2（a），舵杆强度易于保证，水压力中心点离转动轴线较远，需提供较大转矩。（2）平衡舵部分舵叶面积在舵杆轴线的前方，沿着整个舵的高度分布，见图7-2（b）、（c），水压力中心点离轴线近，节省力矩。（3）半平衡躲分布在舵杆轴线的前方的舵叶面积不占全部高度，特点介于上述二者之间，见图7-2（d）。所以，舵杆轴线位置影响转舵力矩大小。Slide6第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备二、舵的形式按舵杆轴线分按舵支承形式分按舵叶剖面形状分支承舵悬柱舵半悬柱舵Slide7第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备2.按舵的支承形式分（1）支承舵尾柱上有舵的上下支承点，如图中（a）、（b）。（2）悬柱舵舵只有上端支承而船外无支承点，如同一悬臂梁，如图（c）。（3）半悬柱舵船体提供中间支承点，如图（d）。所以，舵的支承形式主要影响舵杆在水压力下受弯矩的大小。所受弯矩和扭矩对直径有影响。Slide8第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备二、舵的形式按舵杆轴线分按舵支承形式分按舵叶剖面形状分平板舵流线型舵Slide9第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备3.按舵叶剖面形状分（1）平板舵舵的主要结构为一块平板，结构简单，容易制造。如图7-3（a），一般只用于小船。（2）流线型舵舵的水平面呈流线型，见图7-3（b）。其结构较平板舵复杂，但是水动力性能好，航行中水的阻力较小。相同舵角时水压力比平板舵大，舵效高，应用广泛。所以，舵剖面形状主要影响舵上水压力和舵的结构强度。Slide10第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备三、特殊形式的流线型舵Slide11第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备四、潜艇舵设备潜艇的操纵设备比水面船舶复杂，既要在水面或某一平面内运动，还要在垂直面内上浮、下潜，或两种运动同时进行。操纵设备或操纵面如下图所示：Slide12第7章船舶设备、系统与航海仪器舵设备Slide13一、锚泊设备的组成它由锚、锚链、锚链筒、制链器、锚机、锚链管和锚链舱组成。第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备Slide14第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备船舶抛锚停泊的方式有多种，如图7-7所示。Slide15二、锚的形式有杆锚无杆锚大抓力锚第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备Slide16第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备锚是锚泊设备中主要部件。应满足抓力大，入土性能好，能适用于多种土质以及便于收藏的要求，常用形式如图：Slide17第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备（1）有杆锚最具代表性的是（a）中所示海军锚。特点是锚柄上装有稳定横杆，能抓住各种土底，适应性好。缺点是横杆造成收藏不便，现代海船已很少使用。（2）无杆锚没哟稳定横杆，都是两个锚爪，锚爪和锚柄用销轴连接。可转动一定角度。（c）和（f）都属于这种类型。抓力低于海军锚，但是无锚杆，便于收藏，应用广泛。（3）大抓力锚抓重比大，啮土面积大，入土深，能产生较大的抓力。有的大抓力锚只适用沙土等较松软的底质，经常在坚硬底质抛锚的船舶不宜采用。Slide18霍尔锚日本无杆锚波尔锚马氏锚海军锚斯贝克锚大抓力无杆锚丹福尔锚第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备Slide19第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备三、锚链锚链是连接锚和船体，具有足够长度和强度的链条。它由链环、转环、卸扣和连接链环等组成，主要作用是传递锚的抓力以平衡船舶停泊时所受的外力。锚链的大小以链环的断面直径即锚链口直径来表示。链环按结构分有档和无档两种。有档链环强度高、刚度大，使用中不易被拉长或发生扭结。Slide20锚链：有档锚链和无档锚链第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备Slide21第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备四、锚链筒锚链筒是贯穿外板和甲板的锚链导向孔道，也是无杆锚的收藏处所，一般设在船首两舷。有尾锚时，也设置尾锚链筒。内径约为锚链口经的9.5-10倍。五、止链器设置于锚机与锚链筒之间，用来固定锚链的设备，也是抛锚时船体上的受力点。止链器牢固连接于甲板上以传递船舶停泊时所受的外力。Slide22第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备止链器的形式有多种，一般常见的有螺旋式和闸刀式，如图7-10所示。Slide23止链器第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备Slide24第7章船舶设备、系统与航海仪器锚泊设备六、锚链管、锚链舱、弃链器锚链管设于甲板上锚机处，引导锚链进出锚链舱。锚链舱是存放锚链的专用舱。位置应尽量低，以降低锚链存放时的重心。锚链的末端固定于弃链器，以便在特殊危机的情况下迅速锚和锚链而起航。七、起锚机械是收放锚和绞缆的动力机械，有卧式绞缆机和立式绞盘两类。按动力分为蒸汽、电动和液压等多种。Slide25第7章船舶设备、系统与航海仪器系泊设备一、系泊设备的组成包括系船索、带缆桩、导缆装置、缆索卷车和绞缆机械。图7-11为大型船舶的首部锚及系泊设备的布置情况。Slide26第7章船舶设备、系统与航海仪器系泊设备二、系船索系船索将船舶可靠地系结于码头、浮筒、船坞或相邻的船舶。它的强度、单位长度重量、粗细、柔性和耐腐蚀性都影响其使用性能，要根据船舶类型和大小合理选用。常用的有钢丝索、植物纤维索和化学纤维索三种。三、带缆桩装在甲板上用于系结缆索的桩柱，多沿舷边布置。分为以下几种形式：直式斜式单十字形双十字形羊角形Slide27第7章船舶设备、系统与航海仪器系泊设备四、导缆装置作用是引导缆索，改变缆索的方向，减少摩擦和限制缆索的活动范围。主要有：（1）导缆孔由铸铁或铸钢制成，安装在舷墙上，引导缆索穿过船体，并防止缆索损坏船体。有圆形和椭圆形两种。（2）导缆钳装置在舷墙顶上或甲板舷侧。分为有滚轮和无滚轮两种，滚轮可以减少缆索通过时的摩擦。Slide28第7章船舶设备、系统与航海仪器系泊设备五、绞缆机械用以收绞缆索的动力机械，通常由锚机和起货绞车兼用。某些大型船舶或专业船舶于船尾部或者其他部位设置专用绞缆机械。六、缆索卷车用以收卷和存放缆索，有人力和电动两种，设与甲板的适当位置，俗称绳车。Slide29第7章船舶设备、系统与航海仪器装卸设备一、装卸设备各类船舶的甲板上配置装卸设备以满足货物和各种物品装卸的需要。类型主要取决于所运载的货物或货物的装运单元，一般有以下几种：1.吊杆式起货设备普通货船上起货吊杆的布置如图7-12所示。轻型吊杆一般装在起重柱或桅上，它在钢索的牵引下可以改变吊杆的仰角，也可以在水平方向回转。货物则由起货绞车通过吊货索作升降运动。双杆操作装卸速度快，经常采用，如图7-13。Slide30第7章船舶设备、系统与航海仪器装卸设备Slide31第7章船舶设备、系统与航海仪器装卸设备Slide32第7章船舶设备、系统与航海仪器装卸设备2.甲板起重机现代船舶上广泛使用回转式甲板起重机，一般都为电动液压式，布置在舱口两端。图7-14为回转式甲板起重机。Slide33第7章船舶设备、系统与航海仪器装卸设备3.滚装船的通道系统滚装船常用于运输轿车、装有集装箱的拖车和各种工程车辆。属于水平装卸，通道系统包括：以各种方式打开和关闭的首门、尾门和侧门。图7-15为典型货物滚装运输系统。Slide34第7章船舶设备、系统与航海仪器装卸设备二、舱口盖加大舱口盖的尺寸有利于提高货物的装卸速度，所以现代货船甲板上多开有较大的舱口。属于船舶的关闭设备。不仅应保证波浪、雨水不会漫入货舱，具有良好的密封性，同时还应开闭迅速，操作简便确保航行安全，尽可能缩短船舶停港时间。1.舱口盖的形式舱口盖的形式有多种。机械化的舱口盖有滚翻式、滚移式、滚卷式和铰链式等几种。图7-16为散装货船上的滚移式舱口盖。Slide35第7章船舶设备、系统与航海仪器装卸设备Slide36第7章船舶设备、系统与航海仪器装卸设备2．液压舱口盖目前世界上出现了多种新型的液压舱口盖，其设计合理、结构紧凑、操作方便，使用可靠，进一步提高了装卸作业的自动化程度。液压启闭舱口盖按结构形式有动力油缸外置式、动力油缸内置式、液压绞链式和液压马达式四种，其各有不同特点。图7-17所示为动力油缸外置式舱口盖打开四页活页式盖板的过程。四个油缸分布在舱口的四个角上，这样，开启时舱口盖就分别向首和尾两个方向收起。图中为一个油缸的工作过程。Slide37第7章船舶设备、系统与航海仪器装卸设备Slide38第7章船舶设备、系统与航海仪器救生设备一、对救生设备的要求救生设备是保障船上乘员生命安全的重要设备。它供救助落水人员或本船遇难时乘贯自救使用。当发生海难事故时，除依靠通信设施及时呼救外，船上应配备足够数量的、能单独在海上漂浮或行驶的各种救生工具，使乘员及时脱离遇难船舶。常用的救生设备有救生艇、救助艇、救生筏、救生浮、个人救生用具以及救生辅助设备。“国际海上人命安全公约”对救生设备早有明确规定。该公约的“1983年修正案”对救生设备又提出了若干新的要求，主要有：Slide39第7章船舶设备、系统与航海仪器救生设备(1)对国际航行的客船，要求配备能自动扶正的部分封闭救生艇或全封闭救生艇。(2)对运载易燃货物的油船、化学品货船，要求配备能防火至少8分钟的耐火救生艇(3)对2万总吨以上的大型货船，要求救生艇能在船舶以5kn航速航行时降落水面(4)要求救生艇、救生筏在船舶横倾200时能安全降落水面。(5)要求救生衣能保温。(6)要求救生圈配备自亮灯和自发烟雾信号。Slide40第7章船舶设备、系统与航海仪器救生设备二、救生艇与救助艇1．救生艇当船舶发生海难事故时，载满乘员的救生艇能迅速、安全地降落到海面，等待救援或驶向附近海岸。救生艇应有足够的强度，干舷和良好的稳性。艇内设有水密的空气箱或泡沫塑料浮体，提供一定的贮备浮力，以保证艇在载满额定乘员、属具并灌满水时也不会沉没。艇内备有一定量的干粮、淡水、药品和帆、桨等物品。救生艇艇体材料主要为钢质或玻璃钢。玻璃钢救生艇重量轻、强度高、耐腐蚀且便于维修，应用十分广泛。按推进方式分为机动艇和非机动艇两类。按结构型式分为敞开式和封闭式。图7-18为全封闭玻璃钢救生艇及其放艇装置。Slide41第7章船舶设备、系统与航海仪器救生设备Slide42第7章船舶设备、系统与航海仪器救生设备图7-19为封闭式耐火救生艇的结构与部分设备。救生艇放置在离水面较高的艇甲板两舷，但艇体不