船舶概论讲授提纲之欧阳法创编.docx

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船舶概论讲授提纲之欧阳法创编

《船舶概论》讲授提纲（张晓敏）

时间：

2021.03.09

创作：

欧阳法

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CW

2.2.2中横剖面系数CM

2.2.3方形系数CB

2.2.4纵向棱形系数CP

2.3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：

GM>0,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：

GM<0,即：

重心高度Zg高于稳心高度Zm

3.4.5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D

3.9.6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？

时间：

2021.03.09

创作：

欧阳法