海事实用型人才教材第一章船舶概论

1第一章船舶概论海上运输的工具是船舶，船舶是一种能航行或漂浮于水域中的建筑物。本章将介绍船舶的种类、船舶的构成及各部分的名称、船舶的主要尺度、船舶的主要设备和主要性能等基础知识。第一节船舶类型一、各种船舶分类方法船舶是水上运输和工程作业的主要工具，种类繁多。根据不同的分类方法和目的可以把船舶分为不同的类型。按用途分，有民用船和军用船；按船体材料分，有木船、钢船、水泥船、铝合金船和玻璃钢船等；按航行区域分，有极区船、远洋船、近洋船、沿海船和内河船等；按动力装置分，有人力船、帆船、蒸汽机船、内燃机船、汽轮机船、电动船和核动力船等；按船舶的推进方式分，有明轮船、螺旋桨船、平旋推进器船和风帆助航船等；按航行方式分，有自航船和非自航船；按航行状态分，有排水型船和非排水型船；按机舱所在位置分，有中机型船、尾机型船、中尾机型船；等等。二、高速船艇的特点提高船速的办法一是把船体从水中抬起，使之减小或脱离水的阻力，在贴近水面的空气中前进；另一种是利用波浪理论来减少船舶在水面排水航行时的阻力；从而使航速能得到大幅度的提高。1.水翼艇：水翼艇是在艇底装有水翼的艇，在艇底前后各装有一只水翼者，称双水翼艇，只在艇底首部装有一只水翼者称单水翼艇。水翼剖面呈机翼状，运动时浸没水中的水翼产生升力，抬起艇体，从而减少水阻力，当航速达到一定值时，水翼的升力可将艇体全部抬出水面，艇体只与空气接触，速度也就高了。22.气垫船：气垫船是靠升力风扇把压缩空气打入气囊，从船体周边的射流喷口射出而形成气垫将船体全部抬出水面。航行时，气垫将船体与水面隔开，使船舶所受到的阻力比普通船要小得多。气垫船分为四周有柔性围裙的全垫升式和两边具有刚性侧壁、船首尾用气封保持气垫的侧壁式。3.气翼艇：是利用机翼的表面效应，依靠气动升力支承船重，能做超低空飞行的高速船舶，外形和结构近似飞机，装有短展舷比的机翼，是介于飞机与船舶之间的运输工具。分为飞机型和平板型。4.双体船：双体船是由两条船型一样，尺度相同的船体（又名片体），中间采用联结桥将它们联结起来的一种船型，在每个片体尾部各装一台主机和推进器，直线航行时，左右两只螺旋桨可同时运转发出推力起到推进船舶作用。双体船左右两个片体的船型瘦长，位于两个片体尾部的螺旋桨与舵，在一定的操舵角和正、倒车情况下可提供大的回转力矩与回转角速度，使船舶的操纵性与回转性特别好。两个片体之间的距离选择恰当，可以减少水阻力，提高航速。三、民用船舶的分类和特点民用船舶通常是按用途进行分类,简要介绍如下：（一）运输船舶运输船舶的主要任务是从事旅客和货物的运输,它又可分为客船和货船两大类：1、客船：是指用于运送旅客及其携带的行李的船舶。对兼运少量货物的客船也称客货船。由于客船多为定期定线航行，又称客班船。在《国际海上人命安全公约》(SOLAS公约)中规定，凡载客超过12人以上的海船须按客船标准的要求进行设计及配备。即不论是否以载客为主，凡载客超过12人的船舶均应视为客船。3客船的特点是具有良好的航海性能，上层建筑高大，外型美观，安全设备与生活设施完善，船速较高。有的短途客船采用水翼艇和气垫船。为了旅客的安全，客船的抗沉、防火、救生等安全规定均十分严格。按航行的海区，客船分为远洋客船、近海客船，沿海客船和内河客船等。2、货船：是以载运货物为主的运输船舶(允许搭载12人以下的旅客)。货船须充分而有效地利用船体内的货舱空间。货船主甲板以上的上层建筑并不发达，通常位于尾部或船中略后处。货船在抗沉性及救生设备配备等方面的要求，一般略低于客船，而消防设备的配备则根据所载货物的品种及性质有时比客船要求更加严格。（1）杂货船：又称普通货船或件杂货船，是最早出现的货船，主要装运各种成箱、成捆、成包和桶装的件杂货，杂货船具有2-3层全通甲板。由于集装箱运输的发展，件杂货运量逐渐减少。（2）散货船：散货船按所运货物形态不同又可分为干散货船和液体散货船（也有教材将散货船特指干散货船）。①干散货船：是指专门运载谷物、矿砂、煤炭、化肥、水泥等粉末状、颗粒状、块状非包装大宗货物的船舶。散货船货种单一，只设单层甲板。各种散货轻重相差很大，故有些船采用大小舱相间的布置方式，为此，须对船体结构进行加强。为提高装卸效率，货舱口开得大。散货舱在沿舱口两侧甲板下做成向下外倾40－60度的角，而双层底上部两侧以35度角度向两舷斜升，使货舱的横截面呈上下为斗状的八角形。这种结构在航行中可以限制货物表面移动，提高船舶的安全性，在装卸时既可消灭死角，又可利用货物的自然流动，加快装卸速度。两舷上下封4闭部分用作边压载水舱，尤其是甲板下的翼舱，对调节船舶重心的作用很大。为保证散货船回程空放航行中的适航性与稳性，常将船中部的一个货舱作为兼用压载水舱，以补足双层底与边压载水舱之不足，也可防止压载航行时船体的中拱。散货船常将机舱设在船尾部。中小型散货船，一般设有装卸设备，4万吨以上的散货船一般不设起货装置。有的散货船上也备有一定的干货舱用以载运少量杂货，或利用一部分压载舱装载石油，这种型式的散货船称为兼用散货船。②液体散货船：是指专门运载石油等液体货物的船舶。A、油船:是指专门运输原油或成品油的船舶。油船多为单甲板、尾机型船。油船的设计、布置及设备等都必须适应石油易于流动、挥发、燃烧、爆炸及污染等特性。油船对防火安全要求十分严格，为了防止烟囱火星散落到货油舱区域而引起火灾，机舱须设在船尾部。为了防止石油在船体内部渗漏，在货油舱区前后两端设置隔离空舱，与机炉舱、干货舱、居住舱等隔开。为防止船体破损，石油外溢造成水域污染，大型油船均采用双层底及双层船壳结构。油船的装卸都使用专门的大流量货油泵及管系。为便于卸清舱底残油，还设有扫舱管系及增加大粘度货油流动性的加热管系。为了控制自由液面对船舶稳性的不利影响，货舱内部常设1～3道纵向舱壁。为便利不同油种的分别装载，一般油舱常用4～10道横向舱壁实行分隔。小型油船全船的舱容、型深和干舷均较小，满载航行时甲板离水面较近，易于上浪，常在甲板上架设步桥，供船员通行。油船的上层建筑较短，船体长度与深度之比较大，形态瘦长，所受弯曲力矩较大，故其结构多数采用纵骨架式。油船运输常是单向性，即回程空放，须装载大量压载水，为防止含油压载水污染海域，除普遍设置存放洗舱水的污油舱以外，对新造的2万载重吨以上原油和3万吨以上成品油船，须有专用压载水舱。B、液体化学品船：是指专门运载散装液体化学品的船舶。5液体化学品船的运输对象主要是醚、苯、醇、酸等具有强烈腐蚀性、臭味、易燃和有毒性的货物，因而对船舶的耐腐蚀性，防漏泄性与抗沉性有更高的要求，通常设双层底和双重舷侧板。又因液体化学品品种繁多，往往需要同船运输，所以液货舱分隔得较小，以便运输多种化学品，各液货舱有自己专用的货泵和管系。为了方便液货舱的清洗，增强液货舱的抗腐蚀能力，货舱的内壁和管系采用不锈钢制成或涂抗蚀涂料，对货物的围护和各种系统的分隔都有周密的布置。C、液化气体船：是指专用于运载液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)和液化化学气(LCG)的船舶。这三类液化气体在常温常压下为气体，它们是在低温和加压下成为液态后运载。由于这些气体的液化工艺不一样，因此，它们的运输方式也不同。液化气体船舶是双层壳结构，尾机型，货舱为球形或圆柱形耐压容器，货舱与其非载货舱室之间设有隔离舱。液化气体船上除了各液货舱独立的泵、管系、消防系统外，还设有远距离操纵装置用以遥控各种管系的阀门、泵等，设有测量仪器及监测装置用以测定液货舱的液面高度、压力和温度并监测各种设备的运转情况等。①液化天然气船：在常压下要液化天然气，其温度就须达到负164℃的深冷，在这样低的温度下，一般船用碳素钢均呈脆性，无法保证船体的强度，为此液化天然气船的液货舱就要用能够承受低温而不致脆裂的镍合金钢或铝合金来制造。同时，为防止低温度液态天然气影响船体结构造成低温脆裂，液货舱和船体结构之间必须有优良的绝热层，起到既要防止船体构件的过冷又要使液货的蒸发量维持在最低值的作用。早期的液化天然气船都为独立贮罐式。它的液货舱是呈柱形，筒形，球形，贮罐本身具有一定的强度和刚度，能承受液货作用在其上的载荷。船体构件仅对贮罐起到支持及固定作用。膜式构造的液化天然气船，采用双壳结6构，船体内壳即为液货舱的承载壳，在承载壳表面敷有一层由镍合金薄板或铝合金薄板制成的膜，它与低温液货直接接触，只能起到阻止液货泄漏的屏障作用而不能承载，所有液货作用于其上的载荷均通过膜，船体内壳及内外壳之间的绝热层直接传递到主船体上去。膜式结构与独立贮罐式结构相比，最大优点是，舱室容积利用率高，结构重量轻，近年来的新船及大船多数采用膜式结构。现在的液化天然气船一般都设有气体再液化装置，故也可运送液化石油气。②液化石油气船：石油气可以在常温下通过加压，或在常压下通过冷冻使其液化。根据液化的方法不同分为压力式，半冷冻半压力式及冷冻式三种。压力式就是将几个耐压的贮罐装在船上，液化气在高压下维持其液态。这种方式构造简单，现今6000立方米以下的小船还普遍采用这种船型。由冷冻液化后所得的体积比加压液化后所得之体积还要小2％～6％，所以60年代初期出现半冷冻半压力式船，进而发展到冷冻式船(液货舱内温度约为负50℃，压力约为0．28Pa)，这种船为双壳结构。液货舱用耐低温的合金钢并衬以良好的绝热材料，其容量大都在10000立方米以上，船上设有气体再液化装置，可以将蒸发后的石油气再液化后送回液货舱。由于液化天然气船可以兼运液化石油气，但液化石油气船却不能用以运送液化天然气，故液化石油气船的大型化不如液化天然气船发展快，一般均不超过100000立方米。（3）木材船：是指专供运载木材的船舶，其船型与普通货船相近。由于木材的密度小，体积大，有一部分要装在甲板上，因此在甲板两舷设有支柱以拦护木材。（4）集装箱船：是指以装运集装箱货物为主的船舶。事先将货物装入集装箱内，再把集7装箱装上船。这种运输方式的优点是装卸效率高、降低劳动强度、减少货损货差和便于开展多式联运。目前，集装箱运输已成为件杂货的主要运输方式。集装箱的尺寸和重量大小，种类很多。国际标准化组织（ISO）推荐的规格有十余种，目前国际运输中常用的有两种型号：①20英尺集装箱：20英尺×8英尺×8英尺，最大重量20.32吨;20英尺集装箱被当做统一换算单位，即标准箱，简写为TEU。②40英尺集装箱：40英尺×8英尺×8英尺，最大重量30.48吨;一个40英尺集装箱相当于2个TEU。集装箱船的船型瘦削，采用尾机型船型，只具有单层连续甲板，上甲桥平直，其上有大开口的货舱口，舱口宽度可达船宽的70％一80％，为了保证船体强度,采用双层船壳；货舱内设计成许多具有导轨的箱格结构，用以快速装卸和防止船舶摇摆时箱子移位。国际上表示全集装箱船大小常用的术语是：第一代集装箱船（装箱数700—1000TEU，载重量11000吨）；第二代集装箱船（装箱数1500TEU，载重量30000吨）；第三代集装箱船（装箱数2500—3000TEU，载重量40000吨）；目前第六代集装箱船,可装载8000TEU。（5）滚装船：是一种采用水平装卸方式的船舶。它装运的货物主要是汽车和集装箱。装卸时，在船尾部、舷侧或首部，有跳板放到码头上，汽车或拖车通过跳板开上开下，实现货物的装卸，故滚装船又称开上开下船或滚上滚下船。滚装船的上层建筑高大，最上层的露天甲板平坦，无起货设备。货舱内设有多层纵通甲板，汽车或拖车可以通过坡道或升降平台进入各层舱内。滚装船对码头要求低，装卸效率高，船速较快，但舱容利用率低。（6）载驳船：又称子母船，它先将货物装在规格相同的小驳船里，再将这些小驳船装到母船上一起运输。也可归入集装箱船种。8（7）冷藏船：是专门用于运送肉、鱼、蛋、蔬菜和水果等冷冻或易腐鲜货的专用船舶，其船舶结构与杂货船相近，主要区别在于：冷藏船的货舱（冷藏舱）分割得较小，每个舱室都构成独立的、密闭的绝热载货空间，以满足不同货种对温度的要求；为防止货物堆积过高而压损货物，冷藏舱的上下甲板间或甲板与舱底之间的高度较小；冷藏舱舱壁与门、盖都要求气密，并覆盖良好的绝