船舶概论讲授提纲2013

《船舶概论》讲授提纲（张晓敏）绪论一、船舶概论是怎样的一门课程?二、船舶概论主要内容三、学习本课程的意义四、学习要求与考核第一章船舶分类与用途1.1船舶发展简史1.1.1古代船舶古代船舶至少始于8000年前的独木舟，全盛于木帆船，截止于1807年蒸汽机船的出现。古代船舶的特点是木质船体，依靠人、畜或风帆推进，排水量小。1.1.2近代船舶近代船舶的特点是：动力采用蒸汽机，或机帆联用;造船材料从木板、铁板迅速过渡到钢板，推进器最初采用明轮，然后过渡为螺旋桨。1.1.3现代船舶现代船舶的特点是：船舶动力采用内燃机等先进动力装置，具有先进的导航设备。现代船舶的发展趋势是大型化与智能化、标准化与系列化、高速化与高性能化、环保化与节能化；客船越来越高速、舒适和安全；货船的装卸效率越来越高。1.2船舶分类1.2.1按造船材料分1.2.2按推进动力分1.2.3按推进器分1.2.4按航区分1.2.5按机舱位置分1.2.6按用途分1.2.7运输船分类┏客轮（邮轮）、旅游船、客滚船┏客船┫客货船┃┗渡船、客滚渡船、火车渡船┃┏杂货船（普通货船）┃┃散货船、散粮船、矿砂船、自卸船商船┫干货船┫集装箱船、滚装船、载驳船┃┃多用途船、兼用船┃┗特种船（半潜式甲板驳、冷藏船）┃┏油轮、成品油轮┗液货船┫液化石油气船、液化天然气船、液化化学气船┗液体化学品船1.3船型的一般介绍1.3.1运输船舶1.3.1.1杂货船的特点（1）载重量比较小，最大的排水量也不超过2万吨；（2）多甲板船，舱口较小，约占船宽的50%；（3）通常设有起货设备，多数为吊杆；（4）航速低，中尾机型或尾机型，老式多为中机型。1.3.1.2集装箱船的特点（1）上甲板平整，舱盖板强度大，可堆集装箱；（2）双层船壳，单甲板船，舱口宽达80－90%B；（3）舱内设有箱格导轨系统，装卸效率高；（4）主机功率较大，航速快，压载舱多。1.3.1.3散货船的特点（1）主要运输煤炭、粮食等积载因数较大的散货；（2）通常载重量很大，船型肥大，航速低；（3）单甲板船，舱口宽大，舱口围板高；（4）货舱截面为八角形，在舷侧的上、下角处设有上、下压载边舱。1.3.1.4矿砂船的特点（1）主要运输积载因数较小的矿石等；（2）通常载重量巨大，船型肥大，双层船壳；（3）货舱截面为六角形，有大容量的压载边舱和很高的双层底舱；（4）单甲板船，尾机型，航速低。1.3.1.5油船的特点（1）通常载重量很大，船型肥大，双层船壳，干舷小；（2）通常采用纵骨架式结构，尾机型船，航速低；（3）单甲板船，甲板平整，舱口圆形且很小，铺设各种管系；（4）通常设有纵舱壁和专业压载舱，防火要求高。1.3.1.6客船的特点（1）飞剪式船首，上层建筑庞大，层数多；（2）水下线型较削瘦，方形系数小；（3）浮性、稳性、抗沉性好，消防救生设施完善；（4）中机型，主机功率大，航速高。1.3.1.7滚装船的特点（1）多层甲板，各层甲板之间设有升降平台或内跳板；（2）首尾或舷侧设有开口和可收放的跳板，供车辆开进开出；（3）上甲板平整，无起货设备，航速高；（4）舱内甲板为纵通甲板，横舱壁少，横向强度和抗沉性较差。1.3.2高速船1.3.2.1高速船定义1.3.2.2水静力支承型1.3.2.3水动力支承型1.3.2.4空气静力支承型1.3.2.5空气动力支承型1.3.2.6超导推进船1.3.3工作船1.3.4工程船、渔船1.3.5军用船舶第二章船舶的几何形状2.1船舶的主要尺度2.1.1基本术语2.1.2主尺度2.2船型系数2.2.1水线面系数CW2.2.2中横剖面系数CM2.2.3方形系数CB2.2.4纵向棱形系数CP2.3船体线型图2.3.1船体三个坐标平面2.3.2三个基准投影面2.3.3型线图2.4船舶外部形状2.4.1首部形状2.4.2尾部形状2.4.3上层建筑形式和造型第三章船舶航行性能3.1概述3.1.1船舶航行性能3.1.2主尺度比3.2船舶吨位和水尺图3.2.1容积吨位（船舶吨位、登记吨位）3.2.2排水量3.2.3载重量3.2.4水尺图3.3浮性3.3.1船舶浮性3.3.2船舶浮心3.3.3平衡条件3.3.4船舶浮态3.3.5水密度对吃水的影响3.3.6储备浮力与干舷3.3.7载重线标志3.4稳性3.4.1船舶稳性3.4.2船舶稳性分类按船体状态、倾斜方向、倾角大小和倾斜力矩性质分：┏破舱稳性┏初稳性稳性┫┏(横)稳性┫┏静稳性┗完整稳性┫┗大倾角稳性┫┗纵稳性┗动稳性3.4.3稳心和初稳性高度3.4.4船舶的三种平衡状态（1）稳定平衡条件：GM0,即：重心高度Zg低于稳心高度Zm（2）随遇平衡条件：GM=0,即：重心高度Zg等于稳心高度Zm（3）不稳定平衡条件：GM0,即：重心高度Zg高于稳心高度Zm3.4.5稳性校核3.4.6稳性的判断与影响因素3.4.7稳性的控制3.5抗沉性3.5.1概述3.5.2破舱浸水类型3.5.3术语3.5.4船舶抗沉性要求3.5.5提高抗沉性的措施（1）增加干舷高度，提高储备浮力；（2）合理分舱，增设水密舱室；（3）改进船体形状；（4）不超载，货物系固良好；（5）保持适当的浮态和稳性。3.6快速性（阻力）3.6.1船舶快速性3.6.2船舶快速性指标3.6.3船舶阻力分类┏摩擦阻力Rf┏基本阻力R0┫粘压阻力Re┃┗兴波阻力RW阻力R┫┏污底阻力┃┃附体阻力┗附加阻力ΔR┫空气阻力┃汹涛阻力┗浅水附加阻力3.6.4摩擦阻力3.6.5粘压阻力（涡流阻力）3.6.6兴波阻力3.6.7附加阻力3.6.8浅水效应及其原因3.7快速性（推力）3.7.1推进器种类3.7.2螺旋桨的几何形状3.7.3螺旋桨的旋向3.7.4螺旋桨的推力特性3.7.5影响螺旋桨推力的因素3.8耐波性3.8.1耐波性3.8.2船舶摇荡运动的危害（1）影响船舶航行性能和强度；（2）影响仪器设备正常工作；（3）引起货移、货损；（4）影响乘员舒适性。3.8.3船舶摇荡运动分解3.8.4船舶在静水中横摇3.8.5波浪简介3.8.6船舶在波浪中横摇3.8.7谐摇船舶受到的遭遇周期等于船舶固有自由横摇周期时的横摇，称为谐摇。发生谐摇会迅速导致船舶倾覆。避免谐摇的有效方法是：（1）改变船舶重心高度；（2）改变航向和航速。3.8.8减摇装置3.9操纵性3.9.1船舶操纵性3.9.2操纵装置3.9.3舵的分类3.9.4舵力与转船力矩3.9.5回转圈及其几何要素（1）偏距Kk（2）进距Ad（3）横距Tr（4）旋回初径Dr（5）回转直径D3.9.6船舶冲程3.9.7回转时的横倾第四章船体结构4.1船体的组成4.1.1船体的组成4.1.2船体结构4.2船体强度的概念4.2.1船体的受力及变形原因4.2.2总纵弯曲变形4.2.3船体强度分类4.2.4船体总强度概念4.2.5局部强度4.3船体结构的形式4.3.1船体结构的骨架形式4.3.2典型船体横剖面结构4.4主船体的结构（1）船底结构，包括单底结构和双底结构；（2）舷侧结构，即连接船底与甲板的侧壁结构；（3）甲板结构；（4）舷边结构；（5）舱壁结构，包括横舱壁结构和纵舱壁结构；（6）首尾结构，包括首部结构和尾部结构。4.5上层建筑及甲板室结构的特点第五章船舶舱室设计5.1舱室设计的发展5.1.1舱室设计概念5.1.2舱室分类5.1.3船员舱室设计的发展5.1.4货舱设计的发展5.1.5客舱设计的发展5.2舱室设计的内涵5.3舱室设计的总原则5.4舱室设计程序第六章船舶设备与系统6.1船舶设备6.1.1舵设备6.1.2锚泊设备6.1.3锚（1）锚的分类（2）有杆锚的特点在锚杆上装有可拆的或固定的稳定横杆，工作时仅以一个锚爪啮入泥土中，具有较大的抓力。最具代表性的有杆锚是海军锚，其抓力通常为锚重的4–8倍，最高可达12-15倍并能稳固的抓住各种底土。（3）无杆锚的特点无杆锚省去了稳定横杆，锚爪可以转动若干角度，且每个锚爪同时啮入土中。无杆锚使用最多的为霍尔锚，其抓力为其自重的3–4倍，此值虽较海军锚为小，但其突出的优点是消除了海军锚不便收藏的弊病，因此使用极为广泛。6.1.4系缆设备6.1.5起货设备（舱盖、起货机）6.1.6救生设备对救生设备的要求（1）对国际航行的客船，要求配置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轮、化学品船等，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，要求其救生艇能在船舶以5kn航速航行时降落下水；（4）要求救生衣能保温；（5）要求救生圈配备自亮灯和自发烟雾信号；（6）要求救生艇、救生筏在船舶横倾20°时能安全降落下水。6.2船舶系统6.3航海仪器6.3.1罗经6.3.2计程仪6.3.3测深仪6.3.4航海雷达6.3.5六分仪6.3.6无线电测向仪6.3.7曲线定位系统6.3.8导航卫星定位6.3.9GMDSS系统6.3.10VTS系统和AIS系统第七章船舶建造工艺7.1造船工艺概述7.1.1造船工艺及其分类7.1.2造船工艺的主要环节7.2船体放样和号料7.2.1船体放样和号料7.2.2放样和号料的方法7.3船体构件加工7.4船体装配焊接7.5船舶舱室的密闭性试验7.5.1舱室密性等级7.5.2密闭性试验的种类7.6船舶下水7.7船舶舾装及交船试验7.7.1系泊试验7.7.2航行试验一、重要名词垂线间长、型表面、型深、型宽、吃水、干舷、水线面系数、中横剖面系数、方形系数、（纵向）棱形系数、浮性、稳性、空船排水量、储备浮力、抗沉性、限界线、一舱不沉制、（横）稳心、快速性、兴波阻力、耐波性、转首性、推进系数、谐摇、操纵性、航向稳定性、纵骨架式、总纵弯曲、总纵强度、横骨架式、锚泊设备、船舶系统、航海仪器、区域造船法、舾装工程、船体建造工艺二、思考题1、古代船舶和近代船舶各有什么特点？2、现代船舶有什么特点？3、船舶分类方法有哪些？4、运输船有哪些种类？5、高速船有哪些种类？6、杂货船的主要特点有哪些？7、滚装船的主要特点有哪些？8、客船的主要特点有哪些？9、集装箱船的主要特点有哪些？10、散货船的主要特点有哪些？11、矿砂船的主要特点有哪些？12、油轮的主要特点有哪些？13、什么是船舶航行性能？它包括哪些？14、船舶稳性如何分类？15、船舶的三种平衡状态及其条件是什么？16、如何提高船舶的抗沉性？17、船舶阻力如何分类？18、船舶摇荡运动有哪些危害？19、什么是谐摇？如何避免谐摇？20、回转圈有哪些几何要素？并作图示意。21、有杆锚有什么特点？最具代表性的有杆锚是什么？22、无杆锚有什么特点？最具代表性的无杆锚是什么？23、主船体的结构包括哪些部分？24、《国际海上人命安全公约》1983年修正案对救生设备有哪些新的要求？