船舶的主要量度和航海性能.ppt

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1、2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,1,第二节 船舶的主要量度和航海性能一、船舶的主要量度1船舶量度的基准和型线图1）船体型表面 船体型表面是指不包括船舶附体在内的船体外形的设计表面。船舶附体是指水线以下突出于船体型表面以外的物体，包括舵、螺旋桨，舭龙骨、减摇鳍、尾轴架、轴包套等。对于金属船体，型表面是指船壳外板和上甲板的内表面，即船体骨架外缘的表面。对于木质船、水泥船、玻璃钢船体，则为船壳外板和上甲板的外表面。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,2,2）基准面 基准面也称为主坐标平面，有三个：如图l5所示。中线面 是通过船宽中央的纵向垂直平面，它把船体分为左右舷对称的两

2、部分，是量度船体横向尺度的基准面。中站面 是通过船长中点的横向垂直平面，它把船体分为前体和后体两部分，是量度船舶首尾方向尺度的基准面。基平面 是通过中站面与龙骨线的交点或船体型表面的最低点处(如为弧形龙骨时)，且平行于设计水线面的平面。它是量度船体垂直方向尺度的基准面。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,3,3）基线、直角坐标 基线 中站面或中线面与基平面的交线称为基线。分别为横向基线和纵向基线。直角坐标：将中线面、中站面和基平面的交点作为坐标原点O，中线面与基平面的交线为X轴，规定向首方向为正值，向尾方向为负值。中站面与基平面的交线为Y轴，规定向右舷为正值，向左舷为负值。中线面与

3、中站面的交线为Z轴，规定向上为正值。船舶重心、浮心、漂心和稳心的位置可用直角坐标来表示。4）船体的三个主要剖面 中横剖面 是中站面与船体相截所得到的船体剖面，其形状对船舶阻力、横摇、舱容的大小、舱底水的排泄等有重要的影响。中纵剖面 是中线面与船体相截所得到的船体剖面，其形状对船舶操纵性、快速性、耐波性等有一定的影响。设计水线面 是设计夏季载重线处的水平面与船体相截所得到的船体剖面，其形状 对船舶阻力、稳性、船舶布置等有重要的影响。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,4,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,5,5)首垂线、尾垂线和垂线间长 首垂线是通过首柱的前缘和设计夏季载

4、重水线的交点所作的垂线，如图1-6所示。尾垂线是沿舵柱后缘所作的垂线，对无舵柱的船舶，是沿舵杆中心线所作的垂线，如图1-6所示。垂线间长是船舶首尾垂线之间的水平距离，通常用符号“LBP”表示。垂线间长又称为两柱间长，一般用来代表船长(见图16)。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,6,6)船体型线图 表示船体几何形状和尺寸的图形称为船体型线图。它由横剖线图、纵剖线图、半宽水线图和型值表组成，如图1-7所示。型线图是船舶设计、计算和建造放样的重要依据。横剖线、纵剖线和水线 横剖线 将垂线间长分成10或20等分，得到11或21个平行于中站面的横剖面，横剖面与船体型表面的交线称为横剖线。

5、纵剖线 将船宽分成若干等分，过各等分点作平行于中线面的纵剖面，纵剖面与船体型表面的交线称为纵剖线。水线 将船舶设计吃水分成若干等分，过各等分点作平行于基平面的水线面，水线面与船体型表面的交线称为水线。横剖线图、纵剖线图和半宽水线图 横刮线、纵剖线、水线以及甲板边线和舷墙顶线等在中站面上的投影构成横剖线圈；在中线面上的投影构成纵剖线图；在基平面上的投影构成半宽水线图。(3)型值表 从型表面量取的尺寸称为型值，由型值编成的表称为型值表，型值表也列在型线图中，用于船舶性能计算和建造放样。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,7,中线面（中纵剖面）将船体分为左右对称两部分的纵向垂直平面。设计

6、水线水平面通过设计吃水，将船体分为水上和水下两部分的水平面。中站面（中横剖面）通过船舶垂线间长中点，将船体分为前体和后体两部分的横向垂直平面。中线面、设计水线水平面和中站面是三个互相垂直的平面，它们在船体图中的作用，相当于机械图中的正投影面、水平投影面和侧投影面。船体型线图就是投影在这三个基本投影面上的三组平行剖切面图。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,8,图示为船体型线的示意图，仅取首部一般船体加以说明。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,9,船体型线图,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,10,2、船舶尺度 船舶尺度根据用途的不同，可分为最大尺度、船型尺

7、度和登记尺度三种。1)最大尺度 最大尺度又称全部尺度或周界尺度，是船舶靠离码头、系离浮筒、进出港、过桥梁或架空电缆、进出船闸或船坞以及狭水道航行时安全操纵或避让的依据。最大尺度包括：(1)最大长度 最大长度又称全长或总长，是指从船首最前端至船尾最后端(包括外板和两端永久性固定突出物)之间的水平距离。(2)最大宽度 最大宽度又叫全宽，是指包括船舶外板和永久性固定突出物在内并垂直于纵中线面的最大横向水平距离。(3)最大高度 是指自平板龙骨下缘至船舶最高桅顶间的垂直距离。最大高度减去吃水即得到船舶在水面以上的高度，称净空高度。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,11,2)船型尺度 船型尺

8、度是钢质海规中定义的尺度，又称型尺度或主尺度，它是从船体型表面上度量的尺度。在一些主要的船舶图纸上均标注这种尺度，且用于计算船舶稳性、吃水差、干舷高度、水对船舶的阻力和船体系数等，故又称为计算尺度、理论尺度。(1)船长L 指沿夏季载重线，由首柱前缘量至舵柱后缘的长度，对无舵柱的船舶，则由首柱前缘量至舵杆中心线的长度，但均不得小于夏季载重线总长的96%，且不必大于97%。船长又称垂线间长，L=LBP。(2)船宽B 指在船舶的最宽处，由一舷的肋骨外缘量至另一舷的肋骨外缘之间的横向水平距离。型宽又称船宽。(3)型深D 指在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板(上甲板)横梁上缘（即下表面）

9、的垂直距离。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,12,(4)吃水d：吃水是指船舶在水面以下的深度。在船长中点处，由平板龙骨上缘量至夏季载重线的垂直距离称为吃水，也称型吃水（见图1-8）。在船舶设计中，各种船舶性能的计算均用型吃水。外形吃水或称实际吃水，是从船舶外形的最低点(包括附体或水下突出物在内)量至某一水线面的吃水。设计吃水，通常均指满载吃水，是船舶处于满载排水量状态时的吃水及船舶在正常航行状态下的最大吃水。空船吃水，是船舶处于空船排水量状态的吃水。空船吃水主要用于设计计算。压载吃水，是船舶处于压载排水量状态时的吃水。首吃水，是首垂线处的吃水，用符号“dF”表示。尾吃水，是尾垂

10、线处的吃水，以符号“dA”表示。平均吃水，是首吃水与尾吃水的平均值，当船舶有横倾又有纵倾时，平均吃水是左右舷相应的首尾位置测得的吃水平均值。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,13,型尺度除主尺度L x B x D x d以外还有总长LOA、设计水线长LWL。(5)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之间的水平距离称为总长，用符号“LOA”表示，单位为米(m)(见图16)。(6)设计水线长LWL：设计夏季载重水线处的水平面与船体型表面首尾端交点之间的水平距离称为设计水线长，用符号“LWL”表示，(见图1-6)。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,1

11、4,3)登记尺度 登记尺度为1969年国际船舶吨位丈量公约中定义的尺度。是主管机关登记船舶、丈量和计算船舶总吨位及净吨位时所用的尺度，载于船舶的吨位证书中。(1)登记长度 指量自龙骨板上缘的最小型深85处水线总长的96，或沿该水线从首柱前缘量至上舵杆中心线的长度，两者取大值。(2)登记宽度 对金属壳板船，其宽度是在船长中点处量到两舷的肋骨型线，对其他材料壳板船，其宽度在船长中点处量到船体外面。(3)登记深度 系指从龙骨上缘量至船舷处上甲板下缘的垂直距离。对具有圆弧形舷边的船舶，则是量至甲板型线与船舷外板型线之交点。对阶梯形上甲板，则应量至平行于甲板升高部分的甲板较低部分的引伸虚线。,2023/

12、10/18,第二节 船舶的主有量度,15,3.船舶主尺度比 船舶主尺度表示船体的大小，主尺度比是船体几何形状特征的重要参数。1)船长型宽比L/B 为垂线间长与型宽的比值，其大小与快速性和航向稳定性有关。比值越大，船体越瘦长，其快速性和航向稳定性越好，但港内操纵不灵活，反之亦然。2)船长型深比L/D 为垂线间长与型深的比值，其大小主要与船体强度有关。比值大对船体强度不利。3)船长型吃水比L/d 为垂线间长与型吃水的比值，主要与船舶的操纵性有关。比值大，船舶的操纵回转性能变差。4)型宽型吃水比B/d 该比值的大小与稳性、横摇周期、耐波性、快速性等因素有关。比值大，船体宽度大，稳性好，但横摇周期小，

13、耐波性变差，航行阻力增加。5)型深型吃水比D/d 该比值的大小主要与稳性、抗沉性等因素有关。比值大，干舷高，储备浮力大，抗沉性好，但船舱容积增大，重心升高。6)宽深比BD 一般指型宽与型深的比值。宽深比对船体结构强度有较大影响，该比值越大，则船舶的中横剖面越扁，对船体纵横向强度越不利。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,16,4船型系数 船型系数是表示水线下船体肥瘦程度的各种无因次系数的统称。1）水线面系数Cw-Cw=Aw LB 是平行于基平面的任一水线面面积Aw与对应的水线长L和水线宽B的乘积之比。水线面系数是表征船体水平剖面的肥瘦程度。其值的大小对船舶的快速性、稳性和甲板面积等

14、都有影响。2）中横剖面系数CM-CM=AM Bd 是中横剖面的浸水面积AM与对应的水线宽B和型吃水d的乘积之比。中横剖面系数是表征船舶中横剖面的肥瘦程度，其值的大小对船舶的快速性和耐波性等有影响。3)方形系数CB-CB=VLBd 是在与基线平行的任一水线下，型排水体积V与对应的水线长L、中横剖面处的水线宽B和型吃水d三者乘积之比。方形系数是表征船体的肥瘦程度，方形系数的大小对船舶的排水量、舱室容积、快速性和耐波性等均有影响。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,17,4）棱形系数CP_-CP=CBCM 是在与基线平行的任一水线下，型排水体积V与对应的水线长L、中横剖面的浸水面积AM两

15、者乘积之比。棱形系数是表征排水体积沿船长方向的分布，其大小对船舶快速性和耐波性等有影响。5)垂向棱形系数CVP-CP=CBCM 是与基线平行的任水线下，型排水体积V与对应的水线面面积Aw、中横剖面处的型吃水d二者乘积之比。垂向棱形系数是表征排水体积沿着船舶垂向的分布。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,18,结论：不同的船型系数以及船型系数的大小，对航海性能和使用性 能有着不同的影响。(2)船型系数值C w、CM、CB、CP、CVP是随着船舶吃水变化 的，可画在船舶静水力曲线图中。(3)通常所称的某船的船型系数值C w、CM、CB、CP、CVP是指 在设计吃水时的各个船型系数值。(

16、4)在5个船型系数值中，C w、CM、CB、这3个值是独立的，而 CP、CVP是导出的。它们之间的关系为：CP=CBCM和 CVP=CBC w。(5)对于同一条船舶，中横剖面系数CM值较大，而方形系数CB 值最小。(6)利用船舶的主尺度比和船型系数，可以计算在某一吃水下船 舶的排水体积和其他的尺度和参数。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,19,5、船舶吨位船舶吨位的度量方法有重量吨和容积吨两种。（1）.重量吨：表示船舶重量。重量吨分排水量和载重量两种。1)排水量：指船舶在静水中自由漂浮并保持静态平衡后所排开同体积水的重量，也等于该吃水时船舶的总重量。可分为满载排水量、空船排水量及

17、空载排水量三种。满载排水量：是指船舶在设计夏季载重水线下的排水量，它等于空船排水量加上总载重量时的排水量，是反映船舶大小的重要量度。满载排水量是船舶总重量。空船排水量：即空船重量（包括船体、机器设备、备件、固定压载以及液舱、设备和管系中不能吸出的液体等的重量；但不包括货物、旅客、船员、燃料、滑油、淡水、粮食和供应品等重量）。空载排水量：是指船舶在无载货载客时的排水量，即船舶满载排水量减去净载重量时的排水量。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,20,2)载重量：指船舶在营运中所具有的载重能力，分总载重量和净载重量：总载重量(DW)：它是船舶允许装载的最大重量，表示船舶运输中的总的载重

18、能力。包括货物、旅客、船员、燃料、滑油、淡水、粮食和供应品等重量。净载重量(NDW)：净载重量是指船舶可装载的能够盈利的货物和旅客，以及旅客行李和随身携带的物品等的最大重量。净载重量的大小反映了船舶的运输能力，直接影响到船舶运输的经济效益。实际应用中，当用重量来表示船舶大小时，通常都是指载重量，而不是排水量。例如万吨级船舶，指的是总载重量为1万吨左右，而不是说排水量为1万吨左右。船舶排水量是在船舶性能和强度计算时使用。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,21,（2）.容积吨：指依据船舶登记尺度丈量出船舶容积后经计算而得出的吨位，它表示船舶所具有空间的大小，又称登记吨。容积吨可分为总

19、吨位、净吨位及运河吨位三种。1)总吨位(GT)：总吨位简称总吨，是根据1969年国际船舶吨位丈量公约的各项规定丈量测定出船舶总容积后，再计算得出。总吨位的主要用途有：统计船队规模和比较船舶大小；是划分船舶等级、技术管理和设备要求的依据；是船舶登记、检验和丈量等收费的依据；是估算造船、买卖及租赁船舶所需费用的依据；是计算船舶保险费用及海损事故赔偿费的依据；是船舶配员要求的依据；是计算船舶净吨位的依据。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,22,2)净吨位(NT)：净吨位本质上是从总容积中扣除不能用于载货或载客的容积，如机舱、物料间、船员居住舱室等。是船舶的有效容积。净吨位是港口向船舶收

20、取各种港口使费(如港务费、引航费、灯塔费、拖轮费、靠泊与进坞费等)和税金(如吨税)的依据。3)运河吨位(CT)：是指按巴拿马和苏伊士运河管理当局所规定的丈量规范核定的船舶总吨位和净吨位。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,23,6、船舶的主要标志 船体外壳板上、烟囱及罗经甲板两侧均勘划着各种标志。1）.球鼻首和首侧推器标志 球鼻首标志用以表明在船舶设计水线以下首部前端有球鼻型突出体，并勘划于船首左右两舷重载水线以上的首部处。对首部装设有首侧推装置的船舶，均需用首侧推器标志来加以表明，该标志勘划于船首左右两舷重载水线以上的首部处，并位于球鼻首标志的后面。球鼻首和首侧推器标志见下图所示

21、。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,27,2）.吃水标志 当水面与数字的下端相切时，该数字即表示此时该船的吃水。它是用线段和数字勘划在船首、船中和船尾两舷的船壳板上，共有6处，分别标明相当于首垂线、船中和尾垂线处的实际吃水值。有国际单位制和英制两种。我国用国际单位制，用阿拉伯数字标绘，单位为米(m)或厘米(cm)。每个数字高10cm，字与字的间隔也为10 cm，每个数字的下缘与水尺线段下缘为同一水平面，是表示该数字所指的吃水值，如图1-13所示。英制用罗马数字标绘，单位为英寸，每个数字高为6 in，字与字的间隔也为6 in。（1英尺=12英寸）,2023/10/18,第二节 船舶

22、的主有量度,28,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,29,3)储备浮力和最小干舷(1)储备浮力 满载水线(即设计水线)以上的船体水密空间容积所具有的浮力称为储备浮力。海船的储备浮力约为满载排水量的2540。(2)干舷 通常所说的干舷指的是船舶夏季最小干舷，它是在船中处，沿舷侧从夏季载重水线量至干舷甲板上表面的垂直距离。干舷甲板是根据载重线公约要求的用于计量最小干舷的基准甲板，通常就是指船体最高一层露天全通甲板。干舷是用于衡量船舶储备浮力大小的一个尺度。干舷越大，载重水线以上的水密空间就越大，即储备浮力越大。最小干舷高度的大小是由船舶的长度、型深、方型系数、上层建筑、舷弧、船舶种类、

23、开口封闭情况以及船舶航行的区带、区域、季节期和航区决定的。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,30,4）载重线标志1)作用：用以确定船舶在不同航行区带、区域和季节期应具备的最小干舷，以保证船舶具有足够的储备浮力和航行安全。2)位置：勘划在船中的两舷外侧。3)度量：以载重线的上边缘为准。4)颜色：对圆圈、线段和字母，当船舷为暗色底者，应漆成白色或黄色，当船舷为浅色底者，应漆成黑色。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,31,甲板线 甲板线为一长300mm、宽25mm的水平线，勘划于船中处的每侧，其上边缘一般应经过干舷甲板上表面向外延伸与船壳板外表面之交点。,不装载木材甲板货

24、船舶的右舷载重线标志,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,32,载重线圈 由三部分组成，一是一个圆圈，圆圈中心位于船中处，圆圈中 心到甲板线上边缘的距离为夏 季最小干舷；二是一条上边缘 通过圆圈中心的水平线段；三 是位于圆圈两侧的两个字母。载重线 TF一热带淡水载重线；（TROPICAL）F一夏季淡水载重线；T一热带载重线；S一夏季载重线；W-冬季载重线；WNA一北大西洋冬季载重线。（WINTER NORTH ATLANTIC）,不装载木材甲板货船舶的右舷载重线标志,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,33,各类船舶航行区域、季节及装载货种的不同，载重线标志的形式也各不相同

25、。（1）国际航行船舶的载重线标志,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,34,夏季吃水线,冬季吃水线,热带吃水线,北大西洋吃水线,夏季淡水吃水线,夏季淡水吃水线,载重线圈,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,35,载重线标志的形式还与船舶种类有关。对于运木材船，它的干舷比一般货船小。木材载重线勘划在载重线标志向船尾一侧，在各载重线规定字母前面“L”(Lignum)，如图1-10所示。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,36,（2）国内航行船舶的载重线标志 国内航行船舶的载重线标志有两个特征：个是由于我国沿海岸附近风浪较小，所以国内航行船舶的载重线标志中无“冬季载重

26、线”和“北大西洋冬季载重线”；二是国内航行船舶的最小干舷值比国际航行船舶要小一些。各载重线上的字母代表意义如下：RQ热带淡水载重线；Q一夏季淡水载重线：R热带载重线；X一夏季载重线；M木材；ZC中国船级社(汉语拼音缩写)。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,37,（3）两点说明 上述所涉及的“夏季”、“冬季”等季节并不是四季中的夏季和冬季，而是根据该海区的风浪大小与频率来划分的。至于哪些区域属“热带”、“夏季”或“冬季”区域，在载重线公约中都有详细的规定。我国的国际航行和国内航行的船舶，载重线圈上的水平线段都对准夏季载重线。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,38,5）

27、其他标志1)船名和船籍港标志：船尾船名字高比船首小10%20%，船籍港字高为尾船名字高的60%70%。2)烟囱标志：用以表示船舶所属公司的标志，该标志勘划于烟囱左右两侧的高处。烟囱标志由各航运公司自行规定其颜色和图案，以便识别。3)分舱与顶推位置标志 6.吃水指示系统 吃水遥测系统目前主要有三种类型：浮子式遥测系统；超声波探测式遥测系统；吹气式遥测系统。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,39,1)船底 2)舷侧1)船底 2)舷侧,尾船名与船级港标志,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,40,三、船舶航行性能概述,海洋环境复杂多变，风浪、浓雾、夜暗、水下的暗礁、漂浮的冰山

28、、往来的船舶，都是潜在的危险。船舶在海上发生的事故是多种多样的，在大风浪中倾覆翻沉、触及暗礁或冰山，相互碰撞，失火、爆炸、失踪等。除了海洋条件恶劣之外，船舶性能较差，强度不够，设备失灵，操作不当也是导致事故发生的重要原因。由此可见，海洋是复杂的，航海也是有一定危险的。各类船舶或从事交通运输，或进行作业生产，或执行某种特定的任务，经常航行于汹涛骇浪的海面。对航行中的船舶造成最大威胁的是风浪，海洋中的大浪，浪高可达 10m 以上，波浪的冲击力每平方米可达 20-30t，最大可达 60t，它能轻而易举地把 10多吨重的物体抛起 20 多米。,2023/10/18,第二节 船舶的主有量度,41,通常，船舶航行性能包括以下六个方面：（1）浮性 船舶在一定装载情况下，在水中具有以正常浮态漂浮的能力；（2）稳性 船舶在外力作用下偏离正浮位置而倾斜，当外力消失后能自行恢复到正浮位置而不倾覆的能力；（3）抗沉性 船舶在局部破损浸水后，仍能保持一定的浮态和稳性而不致沉没的能力；（4）快速性 船舶以较小的主机功率消耗而获得较高航速的能力；（5）耐波性 船舶在波浪中抵抗摇摆，保持稳性和航速的能力；（6）操纵性 船舶在航行中保持和改变航向，控制船舶运动的能力。,