1、第五章第五章 船舶主要要素的選定船舶主要要素的選定2本章學習重點u船舶排水量的估算船舶排水量的估算u船舶主尺度的估算船舶主尺度的估算u船型系數的估算船型系數的估算3第一節節 概概 述 船舶主要要素及其重要性定定義義 船舶的排水量、主要尺度以及船型船舶的排水量、主要尺度以及船型系系數統稱為數統稱為船舶主要要素。船舶主要要素。重要性重要性 1 1、描述船舶幾何形、描述船舶幾何形狀狀的最基本的特征的最基本的特征數數據據 2 2、對對船舶的船舶的經濟經濟性能有重大影性能有重大影響響 3 3、對對船舶的船舶的設計質設計質量起量起決決定性的作用定性的作用4一、確定船舶主要要素應滿應滿足的基本要求滿足浮力要

2、求滿足浮力要求滿足容量要求滿足容量要求滿足新船的各項技術性能滿足新船的各項技術性能滿足用船部門對新船的使用要求滿足用船部門對新船的使用要求滿足客觀條件對新船主要要素的限制滿足客觀條件對新船主要要素的限制努力提高新船的經濟性努力提高新船的經濟性5二、確定船舶主要要素的特點確定船舶確定船舶主要要素主要要素的特點的特點2.求解的靈求解的靈活性與多活性與多解性解性1.問題的綜問題的綜合性合性3.求解過程求解過程逐步近似逐步近似6三、確定船舶主要要素的一般步驟驟12465任務書分析調查研究估取第一近似值 性能校核 繪圖核算 3確立設計指導思想7主尺度選優7第二節節 選選取主要要素的綜綜合分析一、選取船長

3、一、選取船長L L時的綜合分析時的綜合分析u主尺度限制主尺度限制 船閘、碼頭、船臺、船塢、內河彎道等船閘、碼頭、船臺、船塢、內河彎道等u浮力浮力 船的浮力排水量船的浮力排水量u快速性快速性 船長對船舶阻力的影響船長對船舶阻力的影響u總布置總布置 艙容及甲板面積艙容及甲板面積u經濟性經濟性 船體鋼料重量及空船重量的影響船體鋼料重量及空船重量的影響u耐波性耐波性 船舶縱搖及升沉運動的影響船舶縱搖及升沉運動的影響u操縱性操縱性 船舶航向穩定性及回轉性的影響船舶航向穩定性及回轉性的影響u抗沉性抗沉性 船舶可浸長度的影響船舶可浸長度的影響8二、選選取船寬時寬時的綜綜合分析 主尺度限制 船寬受到航線上船閘

4、門寬、橋孔寬及船臺、船塢寬度限制船寬受到航線上船閘門寬、橋孔寬及船臺、船塢寬度限制 穩性與橫搖 船寬對穩性的影響最大船寬對穩性的影響最大 總布置 載重型船，增大船寬，艙容增大，可加大貨艙口寬度，有載重型船，增大船寬，艙容增大，可加大貨艙口寬度，有利于總布置：布置地位船，依據總布置初選船寬利于總布置：布置地位船，依據總布置初選船寬 浮力和經濟性 問題問題：選取船寬時，與船長選取之間的矛盾性：選取船寬時，與船長選取之間的矛盾性 快速性為為什么么？9三、選選取型深時時的綜綜合分析Title增加型深，提高船增加型深，提高船舶重心，對穩性不舶重心，對穩性不利利增大型深，有利于增大型深，有利于總縱強度及剛

5、度。總縱強度及剛度。對于大船有利于經對于大船有利于經濟性；對于小船不濟性；對于小船不利于經濟性。利于經濟性。載重型船載重型船-艙容艙容 布置地位型船布置地位型船-主體主體 內的布置要求內的布置要求小型船舶小型船舶-機艙高度機艙高度增加型深，可增加增加型深，可增加船的干舷船的干舷10四、選選取設計設計吃水時時的綜綜合分析快速性與經濟性快速性與經濟性增大吃水可減輕船體重增大吃水可減輕船體重量，降低船價減小船舶量，降低船價減小船舶阻力，提高推進效率，阻力，提高推進效率，改善快速性改善快速性浮力浮力 增加吃水對增大浮力最方增加吃水對增大浮力最方便、最有效便、最有效主尺度限制主尺度限制受航道與港口水受航

6、道與港口水深的限制，需有深的限制，需有富裕水深富裕水深11五、選選取方形系數時數時的綜綜合分析浮力浮力快速性與耐波性快速性與耐波性經濟性經濟性方形系數是聯系船舶排水量與主尺度的紐帶，方形系數是聯系船舶排水量與主尺度的紐帶，當主尺度不變，改變方形系數可方便的調整浮力當主尺度不變，改變方形系數可方便的調整浮力減小方形系數可降低船舶的剩余阻力，減小方形系數可降低船舶的剩余阻力，同時可減緩船在波浪中的縱搖升沉運動，同時可減緩船在波浪中的縱搖升沉運動，并可顯著的改善快速性及耐波性并可顯著的改善快速性及耐波性適當增大方形系數可降低船舶適當增大方形系數可降低船舶重量及船價，提高船舶經濟性重量及船價，提高船舶

7、經濟性總布置總布置增大方形系數有利于增大貨艙艙容，增大方形系數有利于增大貨艙艙容，也有利于機艙和船端艙室的布置與建造也有利于機艙和船端艙室的布置與建造12第三節節 載載重型船主尺度的確定一、船舶船舶類類型型劃劃分分船舶種類船舶種類定義定義主要矛盾主要矛盾入手之處入手之處典型船型典型船型載重型船載重型船載重量與排水載重量與排水量比值較大，量比值較大，較穩定的船舶較穩定的船舶載重量載重量重力與浮力平重力與浮力平衡衡油船、散貨船油船、散貨船及雜貨船及雜貨船布置地位型船布置地位型船為了布置各種為了布置各種用途的艙室需用途的艙室需要較大艙容或要較大艙容或甲板面積的船甲板面積的船舶舶船舶容量船舶容量總布置

8、總布置客船、科學考客船、科學考察船、集裝箱察船、集裝箱船和載駁船船和載駁船13二、排水量估算 載載重量系數數法及諾諾曼系數數法一、載重量系數法一、載重量系數法常用于載重型船第一次估算常用于載重型船第一次估算 （載重量系數）的物理意義是：船的載重量（載重量系數）的物理意義是：船的載重量占排水量的百分數占排水量的百分數 的變化規律是，對于載重量大的船，的變化規律是，對于載重量大的船， 要要大些大些 dwDW dwdwdw14常見船舶載重量系數的大致范圍常見船舶載重量系數的大致范圍中小型貨船中小型貨船0.700.57中小型客船中小型客船0.500.30大型貨船大型貨船0.730.63大型客船大型客船

9、0.550.40中小型油船中小型油船0.650.50拖船拖船0.150.05大型油船大型油船0.850.65漁船漁船0.400.30駁船駁船0.800.7015二、諾曼系數法二、諾曼系數法 運用條件運用條件：具有相近的母型船且新船載重：具有相近的母型船且新船載重量與母型船相差不大量與母型船相差不大 諾曼系數的由來諾曼系數的由來16式中式中NN諾曼系數諾曼系數新船重量即為：新船重量即為：17對諾曼系數的簡要分析對諾曼系數的簡要分析物理意物理意義義 表示載重量增加表示載重量增加1t1t時船舶排水量的增量時船舶排水量的增量數值特點數值特點1 1、恒有、恒有N1,N1,即如果載重量增加即如果載重量增加

10、1t,1t,則排水量則排水量必須增加必須增加1t1t以上以上2 2、N N大小隨船型而異，載重型船的較小，布大小隨船型而異，載重型船的較小，布置型船的較大置型船的較大3 3、N N的大小隨所改變的主尺度而異的大小隨所改變的主尺度而異18三、主尺度初選三、主尺度初選p按母型船比例換算按母型船比例換算 前提：前提：設計船與母型船航速、載重量差別不大，設計船與母型船航速、載重量差別不大，并假定二者的方形系數相同并假定二者的方形系數相同船長、型寬、吃水的估算船長、型寬、吃水的估算 19型深的估算型深的估算20型深根據貨艙容量方程式進行估算型深根據貨艙容量方程式進行估算21四、技術性能校核與主尺度調整四

11、、技術性能校核與主尺度調整重量校核重量校核艙容及最小干舷校核艙容及最小干舷校核穩性及橫搖周期校核穩性及橫搖周期校核航速校核航速校核22第四節第四節 布置地位型船主尺度的確定布置地位型船主尺度的確定u 布置地位型船的主尺度主要取決于所需的布置地位型船的主尺度主要取決于所需的船主題容積及上層建筑甲板面積船主題容積及上層建筑甲板面積u確定思路確定思路從布置上所需地位入手從布置上所需地位入手L L、B B、D D船舶六大性能船舶六大性能合理的主尺度合理的主尺度23以集裝箱為例確定布置型船的主尺度以集裝箱為例確定布置型船的主尺度箱型箱型高高/mm/mm 寬寬/mm/mm 長長/mm/mm最小內部容積最小

12、內部容積限定最大重量限定最大重量/kg/kg1AA1AA2591259124382438121921219264.864.830480304801A1A2438243824382438121921219260.560.530480304801CC1CC25912591243824386058605831.731.720320203201C1C24382438243824386058605829.629.62032020320標準集裝箱標準集裝箱24一、按布置要求初選主尺度一、按布置要求初選主尺度確定新船裝箱的行、列、層數確定新船裝箱的行、列、層數 調查研究與新船相近的實船的有關資料調查研究與新

13、船相近的實船的有關資料選船長選船長選船寬選船寬 新船裝箱的列數新船裝箱的列數選型深選型深 雙層底高、艙內箱層數及艙口圍板高度雙層底高、艙內箱層數及艙口圍板高度25二、排水量的估算二、排水量的估算估算空船重量估算空船重量估算載重量估算載重量估算新船排水量估算新船排水量三、方形系數的確定三、方形系數的確定 根據重力與浮力平衡的浮性方程式進行計算根據重力與浮力平衡的浮性方程式進行計算四、技術性能校核四、技術性能校核主要指初穩性和航速校核主要指初穩性和航速校核型線草圖和總型線草圖和總布置草圖怎樣布置草圖怎樣得來得來26第五節第五節 主尺度優化主尺度優化一、基本概念一、基本概念設計船的主尺度要滿足相關要求及各種因設計船的主尺度要滿足相關要求及各種因素的制約，這些要求與限制統稱為素的制約，這些要求與限制統稱為主尺度主尺度的約束條件的約束條件滿足約束條件的船型方案，稱為滿足約束條件的船型方案，稱為可行方案可行方案新船主尺度在某一范圍內的取值能滿足約新船主尺度在某一范圍內的取值