培训船舶种类与船体结构

船舶结构与设备课程设置的目的•本课程是航海技术专业的必修课之一。也是根据STCW78/95公约获得船员适任证书的一门考试科目。其内容既有一定的理论深度，又有很强的实践性。通过本课程的学习使学生了解并掌握船体结构和船舶甲板设备的理论知识及使用方法、养护要点，提高从事船舶驾驶、船舶管理及船舶检修人员的业务素质。本课程具体特点•1.实用性强•2.实践性强•3.船舶相关的基础知识多•4.所涉及航海领域范围广•5.部分内容相对枯燥授课方法•1.课堂授课•多媒体，大量运用实图进行讲解•2.实验教学•运用实验教具，模型课程设置一、船舶结构二、船舶甲板设备序号内容总学时数56理论课实验习题课其他1船舶常识422船体结构623锚设备424系泊设备65舵设备726装卸设备727船体保养48船舶堵漏29船舶入级及检验210船舶修理211考试2合计4610一、船舶结构•重点介绍了船舶种类、船舶主要尺度、船舶标志的相关知识；船体强度、船体骨架形式、各部位结构及其特点、船舶管系、船图识读等。二、船舶甲板设备•介绍锚、舵、系泊以及起货设备的种类、使用、检查与保养要点；了解船体保养的常识性知识；船舶入级及检验以及船舶修理相关知识。具体授课实例•以下结合具体各章节授课难点及讲解重点介绍授课方法。第一章船舶常识•本章重点是使学生了解各类船舶的结构及运营特点；掌握船舶主尺度的定义及作用；能够熟练的识别船舶的主要标志。第一节船舶种类•结合具体船舶图片介绍每种船舶的外形，典型特点。•1客船（passengership）是运送旅客的船舶。兼运货物的客船也称客货船（cargo/passengership）；兼运汽车及其所载货物的客船称为客滚船（Ro-Ropassengership）；往返于海峡两岸的短途客船称为渡船（ferry）。客船多为定期定线航行，故也称为客班船。•“国际海上人命安全公约”（SOLAS公约）规定，载客超过12人的为客船。该公约对所定义的客船的结构、设备、稳性等很多方面都作了明确规定。特点：•具有良好的航海性能（操纵性、抗沉性好）•安全设备与生活设施齐全（消防、救生设备）•上层建筑高大（载客特点）•航速较高（多数在20节左右）世界上最大的邮轮排水量15.8万吨，339米长泰坦尼克号第二节杂货船•运送成包、成箱、成捆、成扎等件杂货物的船舶称为杂货船。•这是一种非常麻烦的堆码、保管货物的装载方式。并且这些船舶沿着航线经常靠泊多个港口，航程也都比较长，导致经常延期。货舱内的情形特点：•货舱为上下两层或多层（防止底部货物被压损）•舱口附近通常设有起货设备（SWL为3~5吨，个别舱口还设有大型起货设备）•对货物种类与码头条件的适应性较强•装卸效率不高3、散货船（BULKCARRIER）•定义：专门用于装运谷物、煤炭、矿砂等大宗散货的船舶。世界最大吨位散货船“博格斯坦”轮特点：•多为尾机型单甲板船•舱口较大•多不配起货设备根据货种和结构形式的不同，散货船可分为：1）通用型散货船•定义：指装运谷物、煤炭等普通散货船舶。•散粮船；（BULKGRAINCARRIER）专运散装谷物的船舶。•运煤船；（COALCARRIER）专运煤炭的船舶。通用型散货船货舱典型特征特点：•有较多的压载舱（单程运输）2）矿砂船（ORECARRIER）•定义：指装运矿砂的散货船。矿砂船货舱典型特征特点：•双层底设置得较高（矿砂比重大，所需舱容小，为提高船舶重心以减小横摇频率）特点：•货舱底部呈W形，尖顶部位有开口，可将货物漏到下面的纵向传动皮带上。（经垂直提升机和悬臂运输皮带送到码头上）4、木材船（TIMBERCARRIER）•定义：运送木材的船舶。特点：•与散货船船型相近•在甲板两侧设有支柱（体积大，有一部分木材装在甲板上）5.集装箱船（CONTAINERSHIP)•定义：以装运集装箱为主的船舶。•标准箱：（TEU）TWENTY—FOOTEQUIVALENTUNIT既；20英尺8英尺8英尺全集装箱船的特点：（货舱和甲板均装集装箱）•装卸效率高,能减少货损货差•舱口大，单层甲板，采用双层船壳（为保证船体强度）•甲板和货舱盖平直（有利于装载集装箱）•货舱内设有格栅式货架（固定货物）•船上通常不设起货设备•航速较高，一般为20节以上6.滚装船（ROLLON/ROLLOFFSHIP)•定义：主要装运车辆和集装箱的船舶。(开上开下船或滚上滚下船)•装卸方法：在船尾、舷侧或船首部设有跳板并放到码头上，利用汽车或拖车通过跳板进行货物装卸。滚装船特点：•采用水平装卸方式装卸货物•货舱内设多层纵通甲板，舱容利用率低•上层建筑高大•最上层的露天甲板平坦•装卸效率高，船速较快•无起货设备9.油船（OILTANKER)•定义:运输原油或成品油的船舶。“SeawiseGiant”号油船（1980年建成）（二）油船特点•（1）单甲板、尾机型船；•（2）双船壳结构，即货油舱为双层底、双层舷侧结构（旧船中有的仍为单底、单舷侧结构）；•（3）货舱内设纵向舱壁；•（4）货油舱在甲板上无大的开口，只有小的开口，称为膨胀井，井口上有盖板；•（5）上甲板上布设很多油管和阀门，货油装卸通过管路、阀门完成，由设在泵舱内的货油泵来驱动；•（6）上甲板设置的起重机作吊放输油软管之用；•（7）防火防爆设施完备，防火防爆要求高；•（8）航速一般在15kn左右。如图1－1－14所示为油船货舱中纵向舱壁特点:•单层甲板•圆筒形油气膨胀舱口（利用管路进行装卸）•在首楼和尾楼之间设人行步桥（干舷低，甲板上有管系和阀门）•货舱内设纵向舱壁（减少自由液面对稳性的影响，又能增加总纵强度）见图1-1-14中图（老式单底船）•新建油船必须设双层船壳和专用压载舱（防污染）见图1-1-14两侧图•多为尾机型船，甲板上无起货设备拖轮（TUGBOAT)特点：•尺寸较小•功率大•强度高•稳性好•操作灵活•用途：用于破开航道上冰层和救助冰困船舶的工作船。3、破冰船（ICEBREAKER)如图1－1－22为破冰船•结构特点：船首前倾并加强，首尾的左右舷均设有大的压载舱。•破冰方法：破冰时使船首冲上冰层，再将尾压载水打到首压载舱，靠重力或船身左右晃动将冰压碎。第二节船舶各部位名称•首柱：位于船首轮廓线向前倾斜的构件•尾柱：位于船尾轮廓线的构件•上甲板：最上一层首尾统长甲板•下甲板：上甲板以下的甲板•二层甲板、三层甲板：从上甲板起算，自上而下的甲板•船底：位于船体最下层的部分•单底：只有一层船底板•双层底：有二层船底板•横舱壁：沿船长方向将船内空间分割成若干舱室的竖壁•防撞舱壁：最前端的水密横舱壁•舷侧：两侧直立部分•平板龙骨：位于船底中心线的船底板•舭部：舷侧与船底交汇处的圆弧•舷弧：上甲板自船中向首尾逐渐翘起的垂直高度梁拱•梁拱：甲板在中间拱起的高度第三节船舶尺度、吨位与标志一、船舶尺度前言：船舶尺度，主要是指表示船体外形大小的尺度，即船舶的长度、宽度、深度、吃水、干舷高度等方面的尺度。它是根据《船舶丈量规范》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：最大尺度、登记尺度、船型尺度。1、最大尺度1）定义：•全长（最大长度）：指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在内）的水平距离。•全宽（最大宽度）：包括船舶外板和永久性固定突出物在内的垂直于中线面的最大水平距离。•最大高度：自龙骨下边至船舶最高点之间的垂直距离。2）作用：决定停靠码头泊位的长度，是否可以从桥下通过，能否进入某一船闸或船坞以及船舶在狭水道、港内的安全移动和避让的依据。2、登记尺度1）定义：•登记长度：在上甲板的上表面上，自首柱前缘到尾柱后缘的水平距离。无尾柱时，则量至舵杆中心。•登记宽度：在船舶最大宽度处，两舷外板外表面之间的水平距离。•登记深度：在船舶纵中剖面的登记长度的中点处，从上甲板下表面往下至内底板上表面的垂直距离。2）作用：是主管机关登记船舶及计算船舶总吨位、净吨位时所使用的尺度。3、船型尺度1）定义：•船长（垂线间长）：沿夏季载重水线，自首柱前缘量至尾柱后缘的水平距离。•型宽：船体最宽处，两舷肋骨外缘之间的水平距离。•型深：在船长中点处，自平板龙骨上缘量至干舷甲板横梁舷端上缘的垂直距离。2）作用：船舶设计时所规定的尺寸，在船体制造、稳性、吃水差、干舷高度和水阻力的计算时所使用的尺度。二、船舶吨位1、重量吨用途：表示船舶重量，也可以表明船舶的载运能力。•排水量定义：指船舶在水中所排开的同体积水的重量。（如满载排水量和空载排水量）•载重量•用途：表示船舶所具有的载重能力。（如总载重量和净载重量）2、容积吨位•定义：丈量船舶容积后经换算而得出的吨位。•作用：表示船舶所具有空间的大小。•换算方法：1容积吨位=2.83立方米=100立方英尺（总吨位、净吨位属于容积吨位）三、船舶标志船体外表面有各种标志，主要包括：1、吃水标志（水尺）（DRAFTMARK)•用途：通过查看水尺，可以了解船体在水下的深度。•标志位置：船首、尾及船中两侧船壳上。（俗称六面水尺）1）标记方法：•公制；用阿拉伯数字标绘（字高10公分、两字间距10公分）•英制；采用阿拉伯数字或罗马数字标绘（字高6英寸、两字间距6英寸）2）读取方法：是以水面与水尺标志相切处按比例读取吃水。当水面与数字下面相切时，该数字即表示此时该船的吃水。如图1－3－1所示(两种制式的吃水标志对比图)2、载重线标志前言：船舶装货越多，船舶的吃水就会增加，而干舷就会减少。当装载货物超过一定限度时，就会影响船舶的航行安全，为了确保船舶的航行安全，船检机构在船中两舷外侧勘划有载重线标志。其式样为；图1－3－2(典型载重线标志)•干舷高度：水面至干舷甲板线上缘的垂直距离•载重线圆盘：在载重线标志中的圆盘•CS：由中国船级社检验•最大吃水限制线：在载重线标志中位于船首方向的线段•TF：热带淡水载重线•F：夏季淡水载重线•T：热带载重线•S：夏季载重线•W：冬季载重线•WNA：北大西洋冬季载重线•度量标准：度量时以该载重线的上边缘为准3、其它标志•船名和船藉港标志•烟囱标志•球鼻首标志•侧推器标志如图1－3－3所示。图1－3－3图1-3-3•分舱标志•顶推位置标志如图1－3－4所示图1-3-4第二章船体结构•了解船体受力的一般知识；掌握船舶骨架形式；了解船体结构中船底、舷侧、甲板、舱壁和艏艉结构、作用及其养护要点；掌握防火结构的相应要求；了解船舶管系的种类及布置要求和作用第一节船体受力与船体强度一、作用在船体上的力产生力的原因：船舶在航行或停泊中都要受到各种外力，如；货物重力、水的浮力、波浪的冲击力、机器的振动力等。根据力对船体的作用效果大体上可分为：1、总纵弯曲力矩（总纵弯矩）1）定义；是指作用于船体之上，使其沿船长方向发生弯曲的力矩。2）组成；（1）静水总纵弯矩•产生原因图（a)船舶的总重力等于船舶产生的总浮力图(b)船体某一分段上的局部重力不等于局部浮力，既产生剪力和总纵弯矩。图（c）沿船长方向的弯矩曲线*总纵弯曲力矩的最大值在船体中部（2）波浪总纵弯矩•定义；波浪使浮力沿船长方向发生变化，从而产生的总纵弯矩。*波长与船长相等或接近时，波浪总纵弯矩最为显著。2、纵向扭矩（纵向扭曲力矩）产生原因•重力；船舶首、尾货物的装载对于船体中心线的两侧不对称。•浮力；船舶在斜浪中航行。3、横向作用力•静水中的横向作用力（如图1-2-4(a)）•波浪中横摇由于惯性力的作用产生的肋骨歪斜（如图1-2-4(b)）4、局部作用力包括；•坞墩的反作用力•机器、设备的重力•波浪对船首底部的拍击力二、船体强度•定义：船体抵抗各种外力作用的能力统称为船体强度•种类：1）总纵强度；船体抵抗总纵弯矩和剪力作用的能力。2）横向强度；船体抵抗横向作用力的能力。3）局部强度；船体抵抗局部作用力的能力。第三节船体结构的形式•介绍船舶骨架形式及各种骨架形式船舶的具体特点一、横骨架式船体结构横骨架式船体结构示意图1、特点•主船体内横向构件排列密，且构件尺寸小•主船体内纵向构件排列间距大，且构件尺寸也大•横向强度和局部强度好•结构简单、容易建造、舱容损失少（肋骨、横