船舶动力装置原理与设计第1章书
目录
1总论 (1)
1.1船舶动力装置的含义与组成 (1)
1.2船舶动力装置的技术、经济及性能指标 (2)
1.2.1技术指标 (2)
1.2.2经济指标 (5)
1.2.3性能指标 (8)
1.3船舶动力装置的基本类型及特点 (8)
1.3.1柴油机动力装置 (8)
1.3.2蒸汽轮机动力装置 (9)
1.3.3 燃气轮机动力装置 (10)
1.3.4 核动力装置 (11)
1.3.5联合装置 (12)
1.4船舶动力装置的设计要求及步骤 (13)
1.4.1方案设计 (14)
1.4.2技术设计 (14)
1.4.3施工设计 (14)
1总论
1.1船舶动力装置的含义与组成
船舶动力装置的主要任务是：为船舶提供各种能量和使用这些能量，以保证船舶的正常航行与安全，人员的正常生活与安全，以及完成各种作业等。所以，船舶动力装置是各种能量的产生、传递及消耗的全部机械、设备及系统的有机组合体。它是船舶的一个重要组成部分。
船舶动力装置中的机械、设备和系统，包括动力机械、工作机械、传动设备、滤清和储存设备、热交换器以及动力管系、全船管系和机舱自动化设备。
根据动力装置中各种能量的形式和特点，船舶动力装置可分以下几个部分：
1.推进装置
在给定的条件下，保证船舶正常航行所需的推进力的一整套设备，其中有：
（1） 主发动机为发出推进动力的原动机，和为主发动机服务的辅助设备和管系。主发动机有柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机及蒸汽机等。
（2） 主锅炉为蒸汽轮机和蒸汽机提供蒸汽的设备。包括为它服务的辅助设备和管系等。
（3） 推进器为发出推进力的工作机。主要有螺旋桨推进器、明轮推进器、直翼推进 器和喷水推进器等。
（4） 传动设备为将原动机发出的推进动力传递给推进器的设备。包括减速器、离合器、联轴器、轴系、电力推进的专门设备以及为上述服务的管系等。
2.辅助装置
发出除供推进装置以外的各种能量，以供船舶航行、作业和生活的需要，保证上述能量输送和储存的各种设备，其中包括：
（1） 发电机组供应全船所需要的电能。主要有柴油机发电机组，汽轮发电机组，轴带发电机组和余热发电机组以及为它们服务的管系和设备。
（2） 辅助锅炉装置产生蒸汽供应全船加热、取暖等所需的热能。主要有辅助锅炉或余热锅炉以及为它们服务的管系和设备。
3.机舱自动化设备
保证实现动力装置远距离操纵与集中控制，以改善工作条件，提高工作效率及减少维修工作等。主要有自动控制与调节系统，自动操纵系统及集中监测系统。
4.全船系统
保证船舶生命力和安全及船员和旅客正常生活的设备。其中安全方面有防水、防火、防爆炸、防漏泄、防烫伤及防损坏等系统和设备，以及生活方面有通风、取暖、空调、照明、供水、卫生、制淡及冷藏等系统和设备。
5.船舶设备，主要指甲板机械
保证船舶航行和停泊以及装卸货物所需的设备。其中有锚及系船设备，舵设备，装卸设备，吊艇设备及特殊设备（如敷设，施放设备等）。
以上看出，船舶动力装置是一个很复杂的能量综合体。然而，根据船舶的用途和型式以及动力装置的复杂程度，上列设备的配备是不相同的。
综上所述，船舶动力装置的能量形式很多，但从燃料的化学能转化来的只有三种能量：推进动力、电能和热能。因此，可以通过三种能量的产生、传递和消耗过程来描述船舶动力装置的含义和组成。图1－1表示为基本装置型式的能量从产生到消耗的转化过程，该图为典型的柴油机动力装置，
在大中型民用船舶中，这类装置是应用较广的一种型式。
图1-1 典型动力装置能量转换过程
从动力装置在一般船舶中的作用来看，推进动力是决定船舶活动能力的根本依据，所以提供推进动力是动力装置的根本任务。而推进动力所消耗的能量占动力装置所消耗能量的绝对多数，如万匹马力以上的柴油机动力装置，其推进装置输入能占总输入能的90%以上。因此，推进装置技术性能可以代表动力装置的特点。
如前所述，动力装置研究的内容极为广泛，本教材主要讨论柴油机动力装置，而重点研究推进装置。
1.2船舶动力装置的技术、经济及性能指标
动力装置的技术性能在许多方面直接关系到船舶的技术性能。船舶的主要技术性能通常有排水量（主尺度）﹑航速﹑续航力﹑轮机装备﹑自持力﹑机动性﹑稳性与适航性﹑不沉性﹑通信导航性能等。上述船舶技术性能相互之间有直接或间接的联系，相互制约，相互影响，而动力装置性能对它们的影响最重要﹑又显著。
动力装置的技术特征通常有三个方面指标；
技术指标 代表整套动力装置技术装备总指标。包括功率指标﹑质量指标和尺寸指标。
经济指标 代表燃料在该动力装置中的热能转换率。有燃料消耗率﹑装置总效率﹑推进装置热效率﹑每海里航程燃料耗量及动力装置的运转-维修经济性。
性能指标 代表动力装置在接受命令，执行任务中的服从性﹑坚固性和对外界条件﹑工作人员的依赖性。因此它包括机动性﹑可靠性﹑自动远操作性能﹑牵拽性能以及噪声振动的控制等指标。
上述三方面指标有绝对值，也可以用相对值，是标志动力装置基本特性的代表性技术参数，可以用来和其他船舶的动力装置特征作定量比较，尤其是它们的相对值。
1.2.1技术指标
技术指标是标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。它主要指下列几个指标：
（一）功率指标
它表示船舶作功的能力。为了保证船舶具有一定的航行速度，就要求推进装置提供足够的功率。而动力装置的功率是按船舶的最大航速来确定的。随着船舶营运时间的延长，船体水线以下的附生物增多，使船舶附体阻力增加，因而航速降低。为了保证船舶的航速，动力装置的功率往往取大些（一般大10%）。在船舶以一定的航速前进时，螺旋桨产生的推力，必须克服船体对水和风的阻力，而这些阻力取决于船舶的线型、尺寸、航行速度，以及风浪大小和航道深浅等。
1） 船舶有效功率 如已知船舶的航行速度为V s （m/s ）时，其运动阻力为R （N ）
，则推进船舶所需的有效功率
310e s P R V ?=× kW （1-1）
e p 常称为拖拽功率，可以从船模或实船试验中得出。式中的阻力R ，相当于以速度s V 拖动船模（或实船）时绳索上的拖曳力。
2）主机的输出功率 即主机的制动功率或有效功率。考虑推进效率d η（包括船身效率h η、螺旋桨相当旋转效率r η和敞水效率0η）和轴系传动效率S η后，则主机的输出功率
310S b S d
R V P ηη?=× kW （1-2） 式中：d η=r η 0η h η
在进行新船设计时，若要确定推进装置的功率，只要已知母型船的排水量、功率及航速等技术参数，一般可采用“海军系数法”进行估算：
2
33S e V P C
Δ= KW （1-3） 式中：Δ——排水量，t ；
S V ——航速，kn ；
C ——海军系数，与船型有关，根据弗劳德数（r F ）相同的母型船来估算。若已知母型船的航速0V 、排水量0Δ和功率0e P ，则有：
233000
e V C P Δ= （1-4） 2） 相对功率 对于排水量相同的船舶，由于其性质、任务不同，动力装置所要求的功率相差
很大，为便于比较，通常用相对功率来表示。所谓相对功率，就是对应于推进船舶每吨排水量所需的主机有效功率，即相对功率
b r P P =Δ
kW/t （1-5）
因为2332
S b V P C Δ= ，2C =C d η为推进效率，c d b P P η=，所以 233
31
232S S b V V P C C Δ==ΔΔ kW/t （1-6）
由此可见，相对功率r P 与船速S V 的三次方成正比，与排水量Δ的立方根成反比。故高速船舶每吨排水量所需要的功率较大。船的用途与船速不同，其值也有一定差异，内河船舶较海船大些，军用船舶最大。
（二）重量指标
重量指标，通常是相对于主机功率或者船舶的排水量而言。在一定的排水量下，为了保证船舶具有足够的排水量，要求动力装置的重量轻些为好。但对于排水量相同的船舶，由于彼此的航速不同，所需的总功率也不同，从而动力装置的重量相差也很大。
装置的重量指标，常采用以下几项比值系数表示：
1） 主机的单位重量z g 指主机单位有效功率的重量，表示式为：
z z b
G g P = kg/kW （1-7） 式中：z G ——主机重量，kg ；
b P ——主机的有效功率，kW 。
对于内河船舶及军用舰艇要求有较小的z g 值。一般高速机的z g 较低速机为小。
2） 装置的单位重量g ε 指主机单位有效功率所需动力装置的总量。
b G g P εε=
kg/kW （1-8） 式中：G ε——动力装置的总重量（包括主机、辅机、管路、轴系、电站及锅炉等），kg 。
动力装置重量有三个不同的内涵，即动力装置干重（代表所有的机器、设备和管系的重量，不包括内部的工质和消耗物品及其存储量）、湿重（包括其内部所装工质和消耗物品的重量，但不包括消耗品存储量）和总重（包括上述全部重量）。计算时常用湿重。
一般g ε约为z g 的2~3倍。内河船舶的g ε较海洋船舶为小。
3） 主机的相对重量zr g 指主机重量z G 与船舶满载排水量Δ之比，即：
z zr G g =
Δ
kg/t （1-9） 式中：Δ——船舶满载排水量，t 。
4） 装置的相对重量r g ε 指动力装置G ε与船舶满载排水量之比，即：
r G g εε=Δ
kg/t （1-3-10） 对于装置本身而言，其单位重量g ε愈小，表示该装置愈轻，所消耗的金属材料也愈少。但考虑到船舶种类不同及装置重量对船舶整体的影响，往往还要考虑相对重量，即g zr 和r g ε这两个因素。
（三）尺寸指标
动力装置的机械设备，绝大多数集中布置在机舱内。机舱的大小应当能够把这些机械设备合理地安排在舱内，并便于维修管理。从这点出发机舱应宽敞些为好。但从增加船舶有效装载容积观点考虑，又要求机舱小些为好。对于不同的船舶，对机舱尺寸要求也不统一，为了表征机舱的面积和容积利用率的情况，特引用面积饱和度和溶剂饱和度两个概念。
1） 面积饱和度s k 每平方米机舱面积所分配的主机有效功率，用公式表示为：
b s P k S =
kW/2m （1-11） 式中：S ——机舱所占的面积，2m 。
2） 容积饱和度v k 每立方米机舱容积所分配的主机有效功率，用公式表示为：
b v P k V
=
kW/2m （1-3-12） 式中：V ——机舱所占的容积，2m 。
s k 和v k 大，表示机舱内机械设备布置得很紧凑，利用程度高，这是在保证动力装置正常工作、方便维修的条件下应该努力做到的。但不同类型的船舶，其指标是有差别的。 1.2.2经济指标
动力装置的经济指标，常用以下三个指标表示。
1） 主机燃料消耗率z b 指在单位时间内主机单位有效功率所消耗的燃料量，即：
z z b
B b P = kg/（kW h ） （1-13） 式中：z B ——主机每小时燃料消耗量，kg/h ；
b P ——主机有效功率，kW 。
2） 动力装置燃料消耗率b ε
b
B b P εε= kg/（kW h ） （1-14）
式中：B ε= z B + f B + g B ——为主机、辅机、锅炉每小时燃料总耗量，kg/h 。
3） 推进装置的有效热效率e η 推进装置有效功的热和所消耗的热之比。其表达式为：
3600e e u
P B H εη= （1-15） 而 0e b s r h P P ηηηη=
kW （1-16） 式中：e P ——推进装置的有效功率，kW ；
u H ——燃料低热值，kJ/kg ；
s η——轴系传动效率；
0η——螺旋桨敞水效率；
r η——螺旋桨相对旋转效率；
h η——船身效率；
e η——装置的有效热效率。
从以上三指标中看出，减低燃料消耗率的方法是降低B ε值以求提高e η。所以，对动力装置进行热力学综合性研究是大家关心的问题。由于z B 在B ε中占相当比例，因此研究工况配合以减少z B 也是热点。
以上三个经济指标都是代表动力装置在有效功率下燃料和热能利用的经济性。但是，有些船舶全功率、全航速的时间差不多，经常使用部分负荷航行，或者工况变化非常频繁。这时候有一个全面性的燃料经济指标——装置每海里燃料消耗量。
4） 每海里航程的燃料消耗量n b 指船舶航行1 n mile ，装置所消耗的燃料量，即：
n s s B B t b V V t
εε== kg/n mile 或 f g z b n s s B B b P b V V +=
+ （1-17） 式中：s V ——航速，kn ；
t ——航行时间，h 。
一般，f B 和g B 与航速无关。主机每海里消耗的燃料量为
z b z z nz s s s b P B B t b V V V t
=== （1-18） 因为 2
332
s b V P C Δ= 所以 22333
222z s nz z s s b V b b V V C C ΔΔ== （1-19） 可见，n b 既与z b 有关，又与s V 有关。这项经济指标与船舶营运管理水平和轮机管理水平密切相关。
图1-2为燃料消耗率和每海里航程燃料消耗量随航速而变化的关系曲线。当船舶处于慢速航行时，虽然z b 会有所增加，但n b 因航速的降低仍将下降。图中n b 的最小值所对应的航速常称为经济航速。应该指出：这里的经济航速，并非船舶最大的盈利航速，欲获得船舶最大的盈利航速，尚需考虑船舶的折旧费、客货的周转量，运输成本及利润等因素。不同的航区和船种将有其相应的最大盈利航速，需要通过调研、统计及分析加以确定。
5）节能投资的经济标准 为了评定某项节能措施在经济上是否可行，必须有一个经济标准，符合标准的节能措施就采用，否则就不用；在多方案比较中，经济性最优的就采用，差的就不用。这样可以避免投资的盲目性，使所采用的节能措施，技术上可行，经济上也合理。评价节能措施的经济性主要看投资回收期1n ，现仅将1n 的计算方法介绍如下：
1lg
lg(1)A
A iP n i ?=+ （1-20） 式中：P ——节能措施的投资额，它等于所用节能设备的成本、运费、安装费用税款等； A ——节能增加的年收益，即每年节约的燃料费和节能设备维修保养费之差；
i ——贷款年息。
一般回收期1n 越小越好。在我国，船舶近期节能技术改造项目的投资回收期一般应在3~5年之内。
1.2.3性能指标
1.2.3.1 动力装置机动性
系指动力装置能迅速改变工况的能力，通常以时间长短作为指标。一般包括起动、加速、倒车及停车等的性能。
船舶的机动性很大程度上取决于动力装置的机动性，它有以下几方面：
(1)动力装置准备动作所需的时间，这里包括油、水补给、充电、充气、机械检测等所需的时间。
(2) 动力装置启动所需的时间．包括启动前的准备、暖机(启动开车)、带负荷三个过程，这些性能都取决于主机、辅机、各系统的启动性能以及工作人员的技术水平、气候环境等。
(3)变工况机动性，包括主机由部分负荷到全负荷的快速性，部分机组到全部机组工作(多机并车时)所需的时间和部分轴系到全部轴系投入工作的快速性，因此这就联系到主机操纵调速机件的性能和主机间负荷分配的稳定性。
(4)推进装置倒车机动性，主机倒车功率大小和倒车时间长短，决定着舰船全速前进时要求急倒车制航所允许的滑行距离，故推进装置从正车变倒车的时间尽可能短，也要求尽量准确确。倒车机动时间常和主推进装置的传动型式有关。
1.2.3.2 动力装置可靠性
系指动力装置在规定的维护、修理、使用条件和时间内，能正常稳定工作的能力。动力装置的可靠性既取决于设备本身的可靠性，也取决于整个系统的组成。应采用冗余理论和技术，使动力装置在某一或几台设备发生故障或损坏时，仍能维持推进力及供电。随着设备可靠性的提高以及装置设计的日趋简化、合理，舰船动力装置越来越具有较强的生命力。
1.2.3.3 动力装置自动化程度
系指机舱机电设备自动化及遥控的等级。一般分为有人机舱和无人机舱两大类。
1.2.3.4 噪声的控制和有害振动的预防
系指满足噪声和振动的控制指标。
1.2.3.5 动力性和配合性能
系指柴油机动力的发挥和利用情况及与螺旋桨的配合性能。
1.3船舶动力装置的基本类型及特点
船船上动力装置的型式按主推进装置发动机的类型可分为柴油机动力装置、蒸汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、联合装置和核动力装置。
1.3.1柴油机动力装置
柴油机动力装置常根据主机功率传递方式的不同，分为直接传动螺旋桨、通过离合器-
减速齿轮机组驱动桨的间接传动和通过发动机、电动机-驱动桨的电力传动，以及不采用桨的喷水推进装置等几种型式。
柴油机的动力装置有如下几个方面的优点：
（1）有较高的经济性。它的油耗率（kg/(kW.H)）比蒸汽、燃气动力装置低得多，高速柴油机油耗率为0.21~0.245，中速（300~800r/min）机为0.166~0.180；低速（300r/min以下）机为0.160-0.170，一般蒸汽轮机装置油耗率要0.245~0.47。燃气轮机装置油耗率则更大，为0.27~0.47（kg/( kW.H))）。
这一优点使柴油机的续航力大大提高，换句话说，一定续航力所需之燃油储带量较少，从而使营运排水量相应增加。
（2）质量轻。柴油机动力装置中除主机和传动组外，不需要主锅炉、燃烧器以及工质输送管道，所以辅助机械和设备相应较少，布置简单，因此单位质量指标较小。
（3）有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速。一般正常启动到全负荷只需10~30 min，紧急时仅需3~10 min。虽然比燃气轮机差些，但它不需像燃气轮机装置那样一套复杂的启动和倒车设备。柴油机装置停车只需2~5 min，主机本身停车只要几秒钟即可。
柴油机装置存在如下几个缺点：
（1）由于柴油机的尺寸和质量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，低速柴油机也达9.84×104 kW左右，中速机3.49×104kW左右，而高速机仅在8×103 kW或更小，这就限制了它在大功率船上使用的可能性，大功率舰艇常希望有3.5×104~3.5×105kW，故其无法胜任。
（2）柴油机工作中的噪声、振动较大。
（3）中高速柴油机的运动部件磨损较厉害，高速强载柴油机的整机寿命仅1~5 kh。
（4）柴油机在低转速时稳定性差，因此不能有较小的最低稳定转速，影响船舶的低速航行性能，另外，柴油机的过载能力也差，在超负荷10%时，一般仅能运行1h。
1.3.2蒸汽轮机动力装置
蒸汽轮机以锅炉产生的蒸汽为工质通过齿轮箱减速机组传递功率到螺旋桨，也有采用蒸汽轮机发电，使用电力推进方式。
蒸汽轮机是利用高温高压的蒸汽膨胀做功的旋转式原动机。它是由一个中央很厚的钢盘及钢盘外沿有很多密排的叶片组成的主体结构。从锅炉里出来的高压过热蒸汽从喷嘴喷到叶片上时，轮机就转动起来，蒸汽速度越大，轮机转动得越快（也就是蒸汽的内能在喷射中变成蒸汽的动能，它的动能又转变为机轴旋转的机械能）。蒸汽轮机将蒸汽的热能转变为机械功，通常是通过冲动作用原理和反动作用原理这两种方式来实现的。其工作原理图如图1-2所示：
图1-2 蒸汽轮机推进装置原理图
1—锅炉2—过热器3—主蒸汽管路4—高压汽轮机5—低压汽轮机6—减速齿轮
7—螺旋桨8—冷凝器9—冷却水循环泵10—凝水泵11—给水泵12—给水预热器蒸汽轮机动力装置有如下几个主要的优点：
（1）由于汽轮机工作过程的连续性，有利于采用高速工质和高转速工作轮，因此单机功率远比活塞式发动机大。现代舰用蒸汽轮机的单机功率已达7.5×104kW以上，若不受推进器尺寸和制造的影响，像陆用电站蒸汽轮机一样可做成60万~100万kW的巨型动力装置。正由于此。主机本身的单位质量尺寸指标优越。
（2）汽轮机叶轮转速稳定，无周期性扰动力，因此机组振动小，噪音小。
（3）磨损部件少，工作可靠性大，使用期限可高达10万h以上。
（4）可使用劣质燃料油，润滑油消耗率也很低，仅0.1~0.5 g/(Kw*H)（柴油机的润滑油消耗率要3~10 g/(kW.h）。
汽轮机动力装置存在下列一些缺点：
（1）装置总质量尺寸大，因为它配置了主锅炉，以及为其服务的辅助机械和设备，占去了船体许多营运排水量。
（2）燃油消耗率大，装置效率较差，额定经济性仅为柴油机装置的2/3~1/2，部分工况下，甚至为2/5~1/3，在相同燃料储备下续航力降低。
（3）机动性差，起动前准备时间大约30~35min，紧急情况下，缩短暖机过程后也需要10~20 min，在舰艇上为保证立即起锚的要求，就以暖机状态停泊，从而增加了停泊时的燃料消耗。另外从一个工况变换到另一个工况的过渡时间也较柴油机装置长2~2倍。
1.3.3 燃气轮机动力装置
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。
燃气轮机主要由压气机、燃烧室和燃气透平等组成。此外还需要配备良好的附属系统和设备，包括：起动装置、燃料系统、润滑系统、空气滤清器、进气和排气消声器等。其工作原理见图1-3，压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。
燃气轮机按工作过程分为简单循环、回热循环和复杂循环。燃气轮机的工质来自大气，最后又排至大气，是开式循环；此外，还有工质被封闭循环使用的闭式循环。燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循环装置。
图1-3简单循环的燃汽轮机
LM2500 燃气轮机（General Electric LM2500 Gas Turbine）
燃气轮机通过多级减速齿轮机组传递功率给桨以推动船舶，是近年来发展很快的较新的装置，
它能满足近代舰艇对动力装置提出的高速、高机动和极低的单位质量等战术技术要求。
燃气轮机装置优点：
（1）机组的质量尺寸指标小。加速燃气轮机装置功率的质量可达0.65~1.3 kg/kW，全工况用燃气机装置2~4 kg/kW，机组功率也较大，复杂线路的燃气轮机装置（有中间冷却，中间加热和回热措施）机组功率可达6×104 kW。
（2）良好的机动性，从冷态启动至全负荷时间，一般为1~2min，大功率复杂线路的燃气轮机装置只需3~5min.
（3）燃料消耗量比柴油机高，但也能达0.27~0.47 kg/(kW.H)，低负荷时经济性的恶化比蒸汽轮机影响为小。
燃气轮机装置目前尚有下列缺点：
（1）主机不能反转，必须设置专门的倒车设备。
（2）必须借助于启动马达或其他启动机械启动。
（3）由于燃气的高温，叶片材料用的合金钢昂贵，工作可靠性较差，寿命短，如燃气初温在750℃以上的燃气轮机，寿命仅500~1000 h。
（4）由于燃气轮机工作时空气流量很大，一般为16~23 kg/kW.h（柴油机——约5 kg/kW.h，蒸汽轮机—0.5kg/kW.h因此进、排气管道尺寸较大，舱内布置困难，甲板上较大的管道通过切口，影响船体强度。
1.3.4 核动力装置
核动力装置是以原子核的裂变反应所产生的巨大热能，通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种动力装置。现在的核动力舰艇或民用船舶，几乎全部采用压力水型的反应堆。
核动力装置的主要推进方式有两种，一种是“核反应堆-蒸汽轮机”推进方式（如图1-4），另一种是“核反应堆-电机”推进方式。有的核潜艇同时具备这两种推进方式。目前，只有法国全部采用单一的“核反应堆-电机”推进方式。
下面以图1-4为例，说明核能推进系统的简单原理。
图1-4“核反应堆-蒸汽轮机”工作原理图
核动力装置一般装有1至2个核反应堆，核能产生于核反应堆中的铀原子核裂变，当铀原子连续裂变时（即“链式核反应”），就会产生巨大的热量。核反应堆的作用就好比是锅炉，不过这个锅炉里的水不是用火加热的，而是用核燃料加热的，所以过去也把核反应堆俗称为“原子锅炉”。
潜艇核动力装置是为核潜艇提供动力和电力的系统，由一回路和二回路组成，它们是互不联通的密闭的循环回路。
一回路由主冷却剂系统和十几个辅助系统组成，主冷却剂系统包括核反应堆、主冷却剂泵、蒸
汽发生器、稳压器等设备。一回路里的高温高压纯净水被核燃料加热后，由主冷却剂泵推动，经蒸汽发生器把热量传导给二回路的水，使之变为蒸汽（注意：一二回路的水是不直接接触的，热量传导通过金属管壁），然后一回路里被冷却的水再次返回核反应堆里，继续把核燃料产生的热量带出来，并慢化中子参与链式核反应。所以一回路里的水被称为冷却剂和慢化剂。
二回路里，前半段流动的是被一回路加热后的蒸汽，后半段流动的是被冷凝器冷却后的水。一二回路的交汇处是蒸汽发生器，二回路的水在蒸汽发生器里被加热后变成饱和蒸汽（图中“黄色虚线”部分），大部分用来驱动主汽轮机，经减速齿轮减速后带动螺旋桨转动，提供潜艇的推进动力。潜艇速度的快慢取决于螺旋桨的转速，而螺旋桨的转速主要是靠调节二回路蒸汽量的大小来实现的；核能还可用来发电，为核潜艇的各种交直流电动机、仪器仪表、照明设备、电灶等辅机和生活用电设备设施提供电源；做完功的蒸汽称为废气（图中“黑色部分”），废气被冷凝器中的海水冷却后，又通过给水泵输送到蒸汽发生器里继续加热，产生新的蒸汽，如此循环下去。
在核潜艇主动力故障等特殊情况时，可启动核潜艇的备用动力系统。备用动力系统不由核反应堆提供能源，主汽轮机和减速齿轮也不运转，而由柴油直流发动机（通气管状态航行时使用）或蓄电池（水下航行时使用）直接给直流推进电机提供直流电源，并通过直流电机驱动螺旋桨；直流推进电机的电源也可以使用核能产生的交流电经交直流变换装置转化为直流电；蓄电池的电能可以用来在海上重新启动已经关闭的核反应堆。
核动力装置具有以下优点：
（1）核动力装置以极少的核燃料而释放出巨大的能量，这就可以保证船舶以较高的航速航行极远的距离。
（2）核动力装置在限定的舱室空间内所能提供的能量，比一般其它型式的动力装置要大得多，也就是说，核动力装置能发出极大的功率，这主要决定于大功率主机制造及螺旋桨所能吸收的最大功率。
（3）核动力装置的最大特点是不消耗空气而获得热能。这就不需要进排气装置，这对潜艇具有重大意义。
但是，核动力装置还存在一些缺点：
（1）核动力装置的重量尺寸较大。由于核分裂反应释放出大量的放射性物质，对人体有严重的杀伤作用，污染环境，考虑核动力船可能遭遇碰撞、触礁、海浪冲击、着火、爆炸等意外灾害时，不致污染海洋，除核反应堆容器加数层围阻屏蔽系统，以阻止及截留反射性物质逃离反应堆外，动力装置也是同样。这些屏蔽系统具有很大的重量尺寸使得装置重量显著增加。如5×104 t以上的核动力舰艇的单位重量达34~37kg/kW,其中屏蔽系统重量占整个动力装置的35%以上。
（2）操作管理系统比较复杂，在防护层内机械设备必须远距离操作，而且在核动力船舶上还必须配置独立的其它型式的能源，来供给反应堆启动时的辅助设备和反应堆停止工作后冷却反应堆的设备所需的能量，这就增加了动力装置的复杂性。另外在核动力船舶上还必须设置专门的器械和设备装卸核燃料和排除反应堆中载有放射性的排泄物。
（3）核动力装置造价昂贵。由于反应堆活性区的材料都需要价格很贵的稀有高级合金（镉合金、硼钢、奥斯汀钢……），据统计建造一个潜艇反应堆比同样排水量潜艇的柴油机电动装置，造价要高十倍。另一方面，核燃料也昂贵。尤其浓缩铀，浓缩度越高价格越贵。如核动力潜艇反应堆加满一次核燃料（约用两年至两年半）要比载有一般动力装置潜艇在同一时间内所需的燃料，其费用要高10倍左右。
1.3.5联合装置
上述各类动力装置无论在质量尺寸、最大功率、装置经济性、操作运转机动性等方面都存在某些不足，这对船商来说，除经济性之外，其他问题都可适当调整解决，但对军用舰艇来说，一种类
型的装置只能适应某一功率范围以及某种使用目的舰艇，但是从提高战斗力观点要求应尽可能提高航速和机动能力。因此要在增大功率的同时还要减少装置所占排水量，提高续航力，这就不是单一型式的装置所能胜任，如汽轮机装置的功率范围很大，但它的单位质量和经济指标都较低；高速柴油机装置恰相反，它仅限于小功率范围内有利；燃气轮机具用质量尺寸小的特点，但寿命短，经济性不好，功率也不如汽轮机那样广泛。因此大力改善单一动力装置的性能是舰艇动力动力装置设计的重要任务。
任何舰艇在全速时要求装置发足全功率，但它在舰艇总航行时间中仅占2%还不到，为此它要花费足够的排水量安置全功率的机械质量；而舰艇巡航时间极长，要求经济性高，以求提高续航力。为解决全速时之大功率和巡航时的经济性，就出现了两类发动机联合工作的装置。
联合动力装置的应用解决了单一动力装置在舰艇使用方面的大难题，在某些舰上，它使质量降低20%，燃料经济性提高，从而使续航力提高25%。
目前有三种联合方式：蒸汽轮机+加速燃气轮机联合（COSOG或COSAG）；柴油机装置+加速燃气轮机联合（CODOG或CODAG）；燃气轮机装置+加速燃气轮机联合（COGAG）。
下面简单介绍它们的特点：
1．蒸汽轮机动力装置带燃气轮机加速装置
此种装置由于蒸汽轮机装置的一系列优点，与燃气装置联合后，能适用于功率较大的轻型舰艇，蒸汽装置保证80%全速以下航行所需的功率（即全功率约50%左右），以使经济及质量尺寸指标为最有利。
2．全工况恶气轮机装置带加速燃气轮机装置
这种装置中，巡航燃气轮机装置可以采用复式线路（带中间冷却器及回热）工作的开式燃气轮机或按闭式循环工作的燃气轮机。前者具用蒸-燃联合装置的大部分优点，燃料消耗和质量尺寸都可减小，后者在巡航时能保证较高的热效率，部分负荷时性能良好。
3．柴油机与燃气轮机联合
这类装置中，柴油机做巡航机，与燃气轮机两者都通过离合器与主减速器相联，采用倒顺离合器或调距桨实现倒车。
这类装置常被小型舰艇使用，它的常用功率一般小于全功率的50%，全功率仅占整个服役时间的2%左右。
这类联合装置的优点：①质量尺寸小；一定排水量下可提高航速或增加配置功率；②操纵方便，备车迅速；紧急情况下可用燃气轮机立即开车，用变距桨或倒顺离合器实现倒车；③由巡航到全速工况加速迅速，可立即发出全功率；④两个机组共同使用一个减速器，具有多种机组并车的可靠性；
⑤管理与检修费较低。由于两种机型联合，因此有下列不足之处：①必须配合适用不同机种的燃料及相应的管路及储存设备，不同类燃料的储存比例会影响舰艇战术性能；②共同使用一个主减速器，小齿轮数目多，机构复杂；③两种不同类型机组在减速器周围布置上有一定难度。
1.4船舶动力装置的设计要求及步骤
船舶动力装置是有许多用途不同的机械设备和系统组成的整体，它们之间有密切的联系并且互相影响，构成一个复杂的工程系统。这个工程系统的设计成为总体设计。总体设计的任务是根据设计任务的要求，制定一个切实可行、效果良好、且能依据其进行制造的工程设计。
总体设计是按任务书的性质可分为两大类，一种叫生产性设计，一种叫发展性或开发性设计。所谓生产型设计，设计对象为成熟产品，已有比较丰富的设计、制造和使用经验，无特殊设计要求，而且动力装置的形式及主要机电设备基本上可参照母型船确定，大多数船舶的设计任务都为生产性设计。
而开发性设计则是用户根据他们的发展计划提出的某种新型产品，具有更高的或某些特殊的要
求，设计工作一般没有现成的产品作为参考，而必须针对具体任务的要求进行详细的大量分析工作，提出多种可能的方案，然后进行方案优选。其设计特点是要求严格、但技术上所受约束比较小，有比较大的自由度，有些部件往往采用高新技术进行研制，性能先进。产品建成后要经过严格的试验运行的考验，由实践检验各种技术措施采用是否合格、各种新技术、新产品使用是否成功。使用过程中多少会暴露出问题和不足，必须加以改进并再进行试验运行。
无论是生产性设计还是开发性设计，按设计工作的特点，大致都分为三个阶段进行，即：方案设计、技术设计和施工设计。
1.4.1方案设计
方案设计也叫初步设计或方案论证。该阶段的任务主要是根据设计任务书的要求，经过详尽的分析比较，提出一个最合理的、原则性的动力装置方案。并原则上确定其主要技术措施，提供如何达到设计任务目标的论证材料、计算书和附图。方案设计是动力装置总体设计中最重要的关键环节，尤其对开发性设计，方案论证是全部设计工作的根本，是后续所有设计工作的主要依据。方案设计完成后应提供下列文件：发动机型号、传动形式及主要设备、总布置图及有关的计算书。
1.4.2技术设计
技术设计是方案设计的具体化。技术设计是根据方案设计所确定的主要技术措施、选型和布置方案，提出详尽的计算书、说明书、设备明细表及总布置图。除个别小问题外，主要的技术问题都应在该阶段全部解决。技术设计和方案设计之间关系非常密切，设计中经常出现设计时未估计到的问题，如产品供应的限制、所选设备的技术性能或技术参数与方案设计要求不完全相符等等，这类问题如对动力装置性能有比较大的影响，则应对方案设计做出合理的修改。
1.4.3施工设计
技术设计经过审批后进行施工设计。施工设计是在技术设计的基础上，根据承建工厂的具体施工条件和管理体制，为建造厂提供指导施工和组织施工的全部施工图纸和技术及管理文件。这些图纸和文件就是要把技术设计所确定的全部装备按规定安装，并用以确定的管道、电缆等把有关设备连接起来的工艺措施；同时应完成有关的工艺文件和试验大纲，凭借这些图纸和文件，建造厂能够顺利建造出符合设计任务书的新产品。
施工设计和技术设计关系也非常密切，例如技术设计确定的某设备位置和安装要求，在施工设计中存在不可克服的困难或者难以实现，那就必须对技术设计作出必要的修改，有时甚至反复多次。为使这种情况减低到最低限度，一方面要求技术设计尽可能合理和实际，另一方面要求施工设计与技术设计的部分内容同时进行。
总之，动力装置的各项要求往往是互相联系、互相影响的，甚至有时是互相矛盾的。某一要求的提高往往会迫使另一个要求的降低。由于设计过程中各因素互相影响，这就要求设计工作能够进行局部调整和修改。对于不同设计方案可用综合评估的方法进行分析比较，通过排序从中确定最优化设计方案。整个设计是一个不断出现矛盾和不断解决矛盾的过程、是设计工作逐步接近完善的过程，设计人员必须具有全局综合观点、各方面相关的观点、局部和整体最优的观点，科学地、合理地确保各项技术、经济、性能指标在设计、建造工程中得到满足。
思考题
1）画简图说明动力装置能量转换过程。
2）如何理解船舶动力装置的含义？它有那些部分组成？
3）简述船舶动力装置设计的特点。
4）简述船舶动力装置的设计的主要内容。
5）简述柴油机动力装置的特点。
6）简述船舶动力装置的技术指标。
7）画简图说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。8）如何理解经济航速的含义？
船舶设计原理问题整理
第三章 4、我国船舶的航区、航线是如何划分的？海船航区常分为沿海航区、近洋航区、远洋航区，遮蔽航区。航区划分通常是依据距航线离岸距离和风浪情况。按海船稳性规范分为Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ三类航区,其中Ⅰ类航区称为无限航区。内河船常按水系名称来分，如我国长江水域根据风浪及水流情况分为A,B,C级航段。不固定航线的船通常提出主要航行的航线或航区。定航线船通常给出停靠的港口等等。 7、何谓船舶入级？航行于国际航线的船舶依照国际惯例办理船级业务，应按《海船入级章程》申请入级，经检验合格后，发给相应的船级证书后，才能进行国际航行。 8、试航速度Vt与服务航速Vs有什么不同？试航速度一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率情况下，静止深水中的新船满载试航所测得的航速。而服务航速是指船平时营运所使用的速度，一般是一个平均值。通常Vs较Vt慢0.5—1.0kn。 9、什么叫船的续航力和自持力？续航力一般是指在规定航速或主机功率下，船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。自持力有时也叫自给力，指船上所带淡水、食品等能在海上维持的天数。 11、举例说明设计船的尺度受限制的原因？船长L，因泊位短，港域小，河道曲折而调头困难及通过船闸、船坞等原因，而使船长或最大长度有所限制；吃水T，受航道或港区水深所限制；船宽B，主要受过闸门、过运河的限制；船的水上高度部分，主要考虑过桥的限制。 12、船舶主要要素一般是指哪些？通常是指排水量△，载重量DW，船长L，船宽B，吃水T，型深D，方形系数Cb，航速V及主机功率P等。 13、什么是设计螺旋线？描述设计过程中逐步近似的特点，常用设计螺旋线表示。设计螺旋线表示的意思是:如任务书已给定载重量DW及主机类型（包括功率及转速），此时可首先参考型船及有关资料，初估得一个排水量，并据此初估船长、型宽、吃水及型深，初选一个方形系数，并使其满足浮性方程，即△=ρKa LBTCb 。然后，根据这套主尺度，参考型船及有关资料，估计空船重量，求出船的排水量，看其是否与第一步初估得的排水量相吻合，如有差别，再进行主尺度及系数调整，直至排水量符合要求为止。这就是船的重量与浮力平衡的过程。根据已满足重量与浮力平衡后的一套主尺度进行航速估算、总布置、容量估算、干舷检验、稳性及其他性能校检等，即校核船的各个主要性能是否满足使用要求。在校核中，如发现某一项或几项性能不符合要求，则必须调整船的主尺度及系数，再重复一次上述的循环，直至设计者认为满意为止。 14、船舶设计分为几个阶段？各阶段的作用、内容如何？(1)初步设计有进一步论证新船设计任务书合理程度的作用。这阶段只要求提供新船方案的主要技术文件，船体方面包括：船体说明书；型线图；总布置草图；中剖面结构图及结构强度计算书；航速、稳性、舱容等估算书；主要设备、材料规格明细表等。 (2)技术设计作为施工设计或签订合同的依据。在这阶段要求船体方面完成的技术文件有：船体设计说明书；较详细的总布置图；正式的型线图；中横剖面结构图，基本结构图，外板展开图，肋骨型线图，首、尾部及舱壁等结构图；锚泊、起货、操舵等设备图；各系统的原理图；重量及重心计算书；各项性能的详细计算及有关说明书；详细的设备、材料规格明细表等。(3)施工设计所需文件的范围依各厂情况而不同，在船体方面主要为分段结构的施工图和工艺规程，以及设备、舾装的零件图等(4)完工文件应根据建造期间对原设计图纸所作的改动，绘出完工图纸，根据实船倾斜试验结果，修改原来的有关计算书，完成各项试验并写出报告书。 第四章 1、船舶平浮在预定吃水的条件是什么？浮力等于重力，重力与浮力的作用线在同一铅垂线上。 2、船的典型排水量与载况有几种？为什么说他们是典型的民船的典型排水量通常为空船排水量和满载排水量；对于货船，设计中通常取四种典型载况：满载出港，满载到港，空载出港，空载到港。所取的这些排水量和载况是实际航行时的两端极限情况，实际航行中的船的性能可由这些排水量和载况估算推断而得，所以说是典型的。 3、如何理解准确估算空船重量的重要性？民船空船重量有哪几个部分组成？重量估算是影响后续设计的基本工作，从某种意义上讲，空船重量估算的准确与否是船舶设计能否成功的关键之一。这是因为空船重量LW占整个排水量△的很大一部分，且影响因素多，不容易估算准确。而如果船舶建成以后，空船重量与原先估计的值相差较多，特别是超重过多的话，船舶的技术性能和经济指标都将发生很大的变化，引起的后果十分严重。当然，重量估算过大，船长也大，对经济性不利。因此对空船重量的估算，
船舶设计原理课程设计
船舶设计原理课程设计计算说明书 运船班 学号： 指导教师：林焰王运龙 目录
一、确定设计参数 (2) 二、母型船横剖面面积曲线（SAC） (2) 三、母型船SAC无因次化 (2) 四、用“1-Cp”法绘制设计船SAC (3) 五、型线图的绘制 (4) 1、母型船型值表无因次化 2、绘制母型船无因次化半宽水线图 3、通过在x方向的偏移量，修改出设计船的无因次化半宽水线图 4、从设计船的无因次化半宽水线图中差值得出非整数水线的设 计船横剖面型值表 5、将差值有因次化，绘制设计船横剖面图 6、从中差值得出设计船的型值表 7、根据设计船型值表绘制设计船的半宽水线图和纵剖线图 六、绘制总图 (11) 七、设计总结 (11) 一、确定设计参数 船体总长 29.80m
设计水线长 27.90m 垂线间长 27.90m 型宽 5.310m 型深 2.200m 设计吃水 1.360m 方形系数 0.450 棱形系数 0.603 水线面系数 0.774 中横剖面系数 0.751 设计排水量 93.28t -0.60m 浮心纵向坐标X b 二、母型船横剖面面积曲线（SAC） 由邦戎曲线读出母型船设计水线处（1.35m）的各站面积值，如下： 站号0 0.5 1 1.5 2 3 4 面积A/m20.0334 0.3453 0.6152 1.0285 1.5683 2.3754 2.5882 5 6 7 8 8.5 9 9.5 10 2.6428 2.4151 1.8445 1.1422 0.814 0.4824 0.2003 0 三、母型船SAC无因次化 将母型船各站面积除以最大横剖面面积，并将各站距船中的距离除以二分之 一水线间长，得到如下无因次结果： x/?L -1 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.4 -0.2 pp 0.013 0.131 0.233 0.389 0.593 0.899 0.979 A/A m 0 0.2 0.4 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.000 0.914 0.698 0.432 0.308 0.183 0.076 0.000 绘制母型船SAC曲线 四、用“1-C p”法绘制设计船SAC 1、已知母型船C p0=0.598，设计船C p=0.603，则棱形系数变化量
船舶动力装置课程设计
船舶动力装置课程设计 一、设计目的 1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论； 2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法； 3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法； 4、掌握主机选型的基本步骤方法； 5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。 二、基本要求 1、独立思考，独立完成本设计； 2、方法合适，步骤清晰，计算正确； 3、书写端正，图线清晰。 三、已知条件 1、船型及主要尺寸 (1) 船型：单机单桨拖网渔船 (2) 主尺度 序号尺度单位数值 1 水线长M 41.0 2 型宽M 7.8 3 型深M 3.6 4 平均吃水M 3.0 5 排水量T 400.0 6 浆心至水面距离M 2.5 (3) 系数 名称方形系数Cb 菱形系数Cp 舯刻面系数数值0.51 0.60 0.895 (4) 海水密度ρ =1.024T/M3 2、设计航速 状态单位数值 自航KN 10.4 拖航KN 3.8 3、柴油机型号及主要参数 序号型号标定功 率(KW) 标定转速 (r/min) 柴油消耗率 （g/kw·h） 重量（kg） 外形尺寸（L× A×H）mm 1 6E150C-1 163 750 238 2500 2012×998× 1325 2 6E150C-1 220 750 238 3290 2553×856× 1440 3 8E150C-A 217 1000 228 2700 2065×1069× 1405 4 8E150C-A 289 1000 228 3500 2591×957× 1405
5 6160A-13 164 1000 238 3900 3380×880× 1555 6 X6160ZC 220 1000 218 3700 3069×960× 1512 7 6160A-1 160 750 238 3700 3380×880× 1555 8 N-855-M 195 1000 175 1176 9 NT-855-M 267 1000 179 1258 1989×930× 1511 10 TBD234V8 320 1000 212 4、齿轮箱主要技术参数 序号型号 额定传递能 力kw/(r/min) 额定输入 转速 （r/min） 额定扭 矩N*m 额定推 力KN 速比 1 300 0.184--0.257 750--1500 1756.2-- 2459.8 49.0 2.04,2.5,3 ,3.53,4.1 2 D300 0.184--0.257 1000-2500 1193.64- -2459.8 49.0 4,4.48,5.0 5,5.5,5.9, 7.63 3 240B 0.18 4 1500 1756 30--50 1.5,2.3 4 SCG3001 0.16--0.22 750--2300 30--50 1.5,2.3,2. 5,3.5 5 SCG3501 0.257 750--2300 1.3,2.3,2. 5,3.5,4 6 SCG3503 0.25 7 1000-2300 4.5,5,5.5, 6,6.5,7 7 SCG2503 0.184 1000-2300 4,4.5,5,6, 6.5,7 8 GWC3235 0.45--1.35 --1800 4283--12 858 112.7 2.06,2.54, 3.02,3.57, 4.05,4.95 5、双速比齿轮箱主要技术参数 序号型号额定传递能 力 kw/(r/min) 额定输入转 速（r/min） 额定推力 KN 速比 1 GWT36.39 0.42--1.23 400--1000 98.07 2--6 2 GWT32.35 0.52--1.32 --1800 112.78 2--6 3 MCG410 0.74--1.8 4 400--1200 147.0 1--4.5 4 S300 0.18--0.26 750--2500 49.03 2.23,2.36，2.52,2.56
钢制船结构设计课程设计过程
第一章概述 1. 本船结构强度计算书根据中国船级社2009年<<钢质内河船舶建造规范>>制订 2. 结构形式：纵骨架式结构，双底双舷，单甲板。A级内河自航集装箱船 3. 计算尺度： 设计水线长：m 型宽： 型深：m 结构吃水m 实际吃水：m 方形系数： 4. 主尺度比（符合规范之规定）： L/D==<25， B/D==<4
第二章 结构计算 外板： 平板龙骨（） 船中部平板龙骨厚度应按船中部底板厚度增加1mm 。平板龙骨的宽度应不小于，且应不小于。 B ≥(m) = 实取全船平板龙骨厚δ=11mm,平板龙骨宽度2m 。 船中部底板（及） 船中内大舱口船货舱区域的船底板厚t 应不小于按下列式子计算所得： )(γβα++=S L a t mm =××+×式中:α、β、γ——系数。 由A 级航区和纵骨架式,a=; 0.066 4.50.8αβγ-＝；＝；＝ 船底板尚应不小于（）： r d s t +=8.4 mm =××= 式中： d ——吃水，m ；d= s ——肋骨或纵骨间距，m ；s= r ——半波高，m,r=（级航区选取） 船底板尚应不小于（）： )(γβα++=S L a t mm =×（×+×+）= 式中:α、β、γ——系数。 由A 级航区和纵骨架式,a=; 0.05.9αβγ＝；＝3；＝1.0 实取船底板厚10mm δ=
舭列板（） 舭列板厚度应按船中部船底板厚度增加。 即δ=+=(mm) 实取舭列板厚度10mm δ=。 注：本船采用的是圆舭，则舭列板宽度应至少超过舭部圆弧以外100mm ，并应超过实肋板面板表面以上150mm 。 舷侧外板（及） 船中部舷侧外板厚度应不小于船底板厚度的倍。 即δ≥×= (mm) 舷侧外板的厚度应与船底板厚度相同。 实取厚度为10mm 舷侧顶列板（及） 船中部舷侧顶列板的厚度应不小于强力甲板边板厚度的倍或舷侧外板厚度增加1mm ，取其大者。 货舱区域舷侧顶列板在强力甲板以下的宽度应不小于，其厚度不小强力甲板边板厚度的倍或舷侧外板厚度增加1mm ，取其大者。 舷顶列板宽度 b=×= 100.858.5mm δ=?= 10111mm δ=+= 实取舷侧顶列板厚11mm δ=，宽度900 mm 。 内舷板（） 内舷板的厚度应与舷侧外板厚度相同，应直接延伸至船底板，实取t=10mm 。 内底板（及） 载货部位内底板厚度t 应不小于按下式计算所得之值：t=×= 式中： s ——肋骨或纵骨间距，m ；s= h ——计算水柱高度，m ，自内底板上缘量至干舷甲板边线（或舱棚顶板与围壁板交线）的距离。 实取内底板厚度t=10mm 。 甲板（及） 船船长大于或等于50m 的船舶，其中部货舱区域内的甲板边板的厚度t 应不小于按下式计算所得之值： t=s mm=× = t 6.3s hmm=6.30.60.5=2.67mm =?? t==×= 式中：L ——船长，m ；
《船舶设计原理》部分答案
1基本概念： 绿色设计思想：减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，又要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。 船舶绿色设计：利用绿色设计基本思想，设计出资源省，能耗低，无污染，效益高的绿色船型。 能效设计指数 试航速度：是指满载时主机在最大持续功率前提下，新船于静，深水中测得的速度。 服务速度：是指船在一定的功率储备下新船满载所能达到的速度。 续航力：一般是指在规定的航速和主机功率情况下，船一次所带的燃油可供连续航行的距离。 自持力：是指船上所带的淡水和食品所能维持的天数。 全新设计法：在没有合适母型船的情况下，往往采用边研究、边试验、边设计的方法 母型设计法：在现有船舶中选取与设计船技术性能相近的优秀船舶作为母型船，并在其基础上，根据设计船的特点，运用基本设计原理有所改进和创新的设计方法。 四新：新技术、新设备、新材料、新工艺 最小干舷船：对载运积载因数小的重货船，其干舷可为最小干舷，并据此来确定型深D ，这类船称为最小干舷船。 富裕干舷船：对载运积载因数大的轻货船，按最小干舷所确定的D ，其舱容往往不能满足货舱容积的要求，因而D 需根据舱容来定，从而实际干舷大于最小干舷，这类船称为富裕干舷船。 结构吃水：如结构按最大装载吃水设计，则此时的吃水称为结构吃水。 出港：到港： 载重型船：运输船舶中，载重量占排水量较大的船舶，如散货船、油船等。这类船对载重量和舱容的要求是确定船舶主尺度是考虑的主要因素。 DWT V E E EEDI ref ?-=节能装置设备消耗
布置型船：船舶主尺度由所需的布置地位决定，而载重量不作为主要因素考虑 的一类船舶。如客船等。 舱容要素曲线：是指液体舱的容积、容积形心垂向和纵向坐标、自由液面对通过其中心纵轴的惯性矩等随液面不同而变化的曲线。 容量方程： 吨位：船舶登记吨位（RT）：是指国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的 吨位丈量规则核定的吨位，包括总吨位和净吨位。 ⒈总吨位（GT）：是以全船围蔽处所的总容积（除去免除处所）来量计，它表征船的大小。 ⒉净吨位（NT）：是按船舶能用于营利部分的有效容积来量计，它表征船舶的营利能力。 船舶登记吨RT为与船的载重吨位DW是完全不同的概念。对于同样载重量的船舶，其登记吨位小者经济性要好些。 最佳船长：对应于阻力最小的船长。 经济船长：从造价和营运经济角度出发，对应于阻力稍有增加的较短船长。临界船长：对应于阻力开始显著增加的最短船长。 耐波性：是指船舶在风浪中遭受外力干扰产生各种摇摆运动以及砰击、上浪、失速等情况下，仍能维持一定航速在水面上航行的性能。 抗沉性： 操纵性：：是指船舶利用其控制装置来改变或保持其运动速率、姿态和方向的能力。它关系到船的安全性和经济性 快速性：就是航行速度与所需主机功率之间的问题，一是达到规定的航速指标，所需的主机功率小：二是当主机功率给定时，船的航速比较高。 资金时间价值：是指资金随时间变化而产生的资金增值和效益，其计算方法分单利法和复利法。 总现值：船舶（设备）使用期内个年总费用与残值的折现，其值越小越好。平均年度费用（AAC）：是指将船舶或设备的初投资在营运期内每年的等额资金会收费用与年营运费用之和，其值越小越好。 必要费率：是指为达到预订的投资收益率单位运量（周转量）所需的收入。
武汉理工船舶设计原理课程设计20000T近海散货船设计
20000T近海散货船设计 设计任务书 本船为钢质、单甲板、艉机型国内航行海上散货船。常年航行于沿海航线，属近海航区；主要用于干散货运输。本船设计载重量20000t，积载因素经调研确定。按“CCS”有关规范入级、设计和建造。并满足中华人民共和国海事局有关国内航行海船的相关要求。满载试航速度不低于11 kn，续航力5000 n mile。 第一部分主尺度的确定 主要内容： 1.根据有关经验公式及图表资料初步确定船舶主尺度 2.通过重力与浮力平衡来调整船舶主尺度 3.主要性能的估算 4.货舱舱容的初步校核 1.初步确定船舶主尺度 船舶主尺度主要是指船长L（一般是指垂线间长L pp)、型宽B、型深D和设计吃水d，通常把方形系数及主尺度比参数也归为主尺度范围。 1.1 船长L 由统计公式（5.3.2）散货船（10000t
1.5基本干舷的校核 保证船舶具有足够的干舷一方面可以保证有一定的浮力，另一方面可以减少甲板上浪。如果干舷太小，航行中甲板容易上浪，从而造成的后果是船舶的重量增加，重心升高，初稳性降低，并可能冲坏甲板上的某些设备，也影响船员作业和人身安全。干舷的大小直接关系到船的储备浮力，如果甲板上浪来不及排掉，或者船体开口的封闭设施被破坏而导致海水灌入船体，此时如储备浮力不足，就容易下沉，所以发生沉没或倾覆，所以保证船舶具有足够的干舷很重要。 国际规定船舶都必须满足所规定的最小干舷。这里只进行基本干舷的计算，因为这是初步校核干舷是否满足，而且对基本干舷的修正值一般相对基本干舷都很小。 查表2.2.4 该船基本干舷是2.396m<3.1m(12-8.9),（这里也没计入甲板厚度），初步校核满足干舷的要求。 1.6排水量的初步估算 △=kpC B LBd=1.003×1.025×0.803×154×22.5×8.9=25458t 1.7空船重量L W的估算 空船重量通常将其分为船体钢料重量W H、舾装重量W o和机电设备重量W M 三大部分，即 LW= W H + W o +W M （1）W H的估算 散货船W H的统计公式（3.2.11）和（3.2.8） W H =3.90KL2 B（C B +0.7)×10-4 +1200 K=10.75-[(300-L)/100]3/2 W H =4010t （2）W o的估算 由统计公式（3.2.23）及图表3.2.5 W o=K B L查图3.2.5K=2.3得 W o=797t （3）机电设备重量的估算W M 根据统计，机电设备重量可以近似地按主机功率的平方根（P D0.5）的关系进行换算。对于主机为柴油机的机电设备重量W M可用下式初估 W M=C M（P D/0.735）0.5 主机功率可以用海军系数发估算。海军系数 C=△2/3v3/P 根据母型船可以算得海军系数C，从而可以估算出主机功率。 型船资料-海船系数如表
船舶动力装置课程设计苏星
、设计目的 1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论; 2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法; 3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法; 4、掌握主机选型的基本步骤方法; 5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。 、基本要求 1、独立思考，独立完成本设计; 2、方法合适，步骤清晰，计算正确; 3、书写端正，图线清晰。 三、已知条件 1、船型及主要尺寸 (1)船型：单机单桨拖网渔船 (2)主尺度 (3)系数 ⑷海水密度P =M3
2、设计航速 3、柴油机型号及主要参数
4、齿轮箱主要技术参数 5、双速比齿轮箱主要技术参数 1、船体有效功率，并绘制曲线
2、确定推进系数 3、主机选型论证 4、单速比齿轮箱速比优选，桨工况特性分析 5、双速比齿轮箱速比 6、综合评判分析 五、参考书目 1、渔船设计》 2、船舶推进》 3、船舶概论》 4、船舶设计实用手册》（设计分册） 六、设计计算过程与分析 1、计算船体有效功率 ⑴ 经验公式：EHP=（EOA E）AV L 式中：EHP ---- 船体有效马力, A 排水量（T），L 船长（M）。在式①中船长为时，A E的修正量极微，可忽略不计。所以式①可简化为EHP=EA V L。 根据查《渔船设计》 5、可知EO 计算如下：船速v= X 十=S, L=,C p=;V/(L/10)3= - /(41 - 10）3=;v/ Vgl=VX 41）=; 通过查《渔船设计》可得E0=。 (2)结果：EHP=E(O AXV L = 2、不确定推进系数 (1)公式PX C=P/ P s=n c Xn sXn pXn r 式中P E：有效马力；P s：主机发出功率；n C：传动功率；n S：船射效率；n P： 散水效率；n r :相对旋转效率。 2）参数估算 伴流分数：w=－= 推力减额分数：由《渔船设计》得t= －=
哈尔滨工程大学船舶设计原理考试复习答案最新最全
1. 的新船满载试航所测得的速度。服务航速V S是指船平时营运时所使用的速度，一般是平均值。 2. 3. 4. 5.T/m3。 6. 7.它表示D W0占Δ0的百分数，对同样Δ的船来说，ηDW大者，L W小，表示其载重多。 而对同一使用任务要求，即D W和其他要求相同时，ηDW 大者，说明Δ小些也能满足要求。 8.W h比例于船体结构部件的总面积（用L,B,D的某种组合）如W h=C h L(aB+bD)。该方法对总 纵强度问题不突出的的船，计算结果比较准确，适用于小船尤其是内河船。 9.W h比例于船的内部总体积（用LBD反映）则有W h=C h LBD。该方法以船主体的内部体积为 模数进行换算，C h值随L增加而减少的趋势比较稳定。对大、中型船较为适用。缺点：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD各要素对W h的影响看成是等同的。 10.!未找到引用源。,表示的是增加1Tdw时船所要增加的浮力。 11. 12.设备等需要较大的舱容及甲板面积的一类船舶。 13. 损失有时是相当大的。 14. 的干舷，波浪涌上甲板的现象。 15.F min值，它是从保证船的安全性 出发，为限制船舶在营运过程中的最大吃水而提出的要求，是从减小甲板上浪和保证储备浮力两方面考虑的。 16. 如油船甲板上设备少，较易排水，货物的渗透率低，抗沉的安全程度较高的特点等，称为A 不符合A型船舶特点的其他船舶，他们的干舷应大些。 17. 监部门监督。 18.1登记吨位=2.832m3=100立 方英尺 19. 20.Tmax，并使船体结构实 际符合Tmax的要求，此时Tmax又称结构吃水。 21.C小于1.3）的重货（煤、矿石等），可按《载重线规范》来决 定最小干舷，从而可确定船的型深D，这种船称为最小干舷船，其D即符合最小干弦的要求，也满足容积的要求。 22.C较大的货船时，按载重线规范求得的最小干舷Fx所决定的D，不能满足货舱容积的要 求。型深D需根据舱容确定，船的实际干舷大于最小干舷，这种船称为富裕干舷船。 23.Tmax，根据这种要 求设计的船就称变吃水船。 第三章 1.我国船舶的航区、航线是如何划分的？ 海船航区常分为沿海航区、近洋航区、远洋航区，遮蔽航区。内河船常按水系名称来分，如长江水系根据水流情况分为A、B、C级航段。补充划分航区依据：距航线离岸距离和风浪情况。划分航区原因：航区不同，对船的安全性及设备配备要求不同（结构受力，锚大小）。
船舶动力装置课程设计说明书
《船舶动力装置原理与设计》 说明书 设计题目：民用船舶推进轴系设计 设计者：陈瑞爽 班级：轮机1302班 华中科技大学船舶与海洋工程学院 2015年7月
一.设计目的 主机与传动设备、轴系和推进器以及附属系统，构成船舶推进装置。因此，推进装置是动力装置的主体，其技术性能直接代表动力装置的特点。推进装置的设计包括轴系布置、结构设计、强度校核以及传动附件的设计与选型等，而尾轴管装置的作用是支承尾轴及螺旋浆轴，不使舷外水漏人船内，也不能使尾轴管中的润滑油外泄，因此，尾轴管在推进系统设计中意义重大。本设计是根据指导老师给出的条件，对船舶动力装置进行设计，既是对课程更深入的理解，也是对自身专业能力的锻炼。 二,设计详述 2.1：布置设计 本船为单机单桨。主机经减速齿轮箱减速后将扭矩通过中间短轴传给螺旋桨轴和螺旋桨。本计算是按《钢质海船入级规范》（2006年）（简称《海规》）进行。 因此，我们将轴系布置在船舶纵中剖面上，其中，轴的总长为9000mm，轴系布置草图及相关尺寸，见图1。 图1 2.2：轴系计算
（一）：已知条件： 1．主机：型号：8PC2-6 型式：四冲程，直列，不可逆转，涡轮增压，空冷船用柴油机 缸数：8 缸径/行程：400/460mm 最大功率（MCR）：4400kW×520rpm 持续服务功率：3960kW×520rpm 燃油消耗率：186g/kW·h+5% 滑油消耗率：1.4g/kW·h 起动方式：压缩空气3~1.2MPa 生产厂：陕西柴油机厂 2．齿轮箱：型号300，减速比3：1。 3．轴：材料35#钢，抗拉强度530MPa，屈服强度315MPa。 4．键：材料45#钢，抗拉强度600MPa，屈服强度355MPa。 5．螺栓：材料35#钢，抗拉强度530MPa，屈服强度315MPa (二)：轴直径的确定 根据已知条件和“海规”，我们可以计算出轴的相关数据，计算列表见表3.1： 表3.1轴直径计算 考虑到航行余量，轴径应在计算的基础上增大10%。故最终取297.70 mm 根据计算结果，取螺旋桨轴直径为379.96 mm，中间轴直径为297.70mm。 上表螺旋桨直径计算中，F为推进装置型式系数
船舶设计原理答案最新
1.试航航速V t：一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率的情况下， 静止在水中（不超过三级风二级浪）的新船满载试航所测得的速度。服务航速V S是指船平时营运时所使用的速度，一般是平均值。 2.续航力：一般指在规定的航速或主机功率情下，船上一次装足的燃料可 供船连续航行的距离。 3.自持力：亦称自给力，指船上所带淡水和食品在海上所能维持的天数。 4.船级（船舶入级）：是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标 志，确定设计满足的规范。 5.积载因数C：对于干货船，通常用其表征货物所需的容积，即每吨货所要 求的货舱容积数，单位是T/m3。 6.船型：是指船的建筑特征，包括上层建筑形式，机舱位置，货舱划分， 甲板层数，甲板间高等。 7.载重量系数ηDW=D W0/Δ0：它表示D W0占Δ0的百分数，对同样Δ的船来 说，ηDW大者，L W小，表示其载重多。而对同一使用任务要求，即D W和其他要求相同时，ηDW 大者，说明Δ小些也能满足要求。 8.平方模数法：假定W h比例于船体结构部件的总面积（用L,B,D的某种组 合）如W h=C h L(aB+bD)。该方法对总纵强度问题不突出的的船，计算结果比较准确，适用于小船尤其是内河船。 9.立方模数法：假定W h比例于船的内部总体积（用LBD反映）则有 W h=C h LBD。该方法以船主体的内部体积为模数进行换算，C h值随L增加而减少的趋势比较稳定。对大、中型船较为适用。缺点：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD各要素对W h的影响看成是等同的。 10.诺曼系数N:错误！未找到引用源。,表示的是增加1Tdw时船所要增加的
浮力。 11.载重型船：指船的载重量占船的排水量比例较大的船舶。 12.布置地位型船：又称容积型船，是指为布置各种用途的舱室，设备等需 要较大的舱容及甲板面积的一类船舶。 13.失速：风浪失速是指船舶在海上航行，由于受风和浪的扰动，航行的速 度较静水条件时的减少量，这种速度损失有时是相当大的。 14.甲板淹湿性：是指在波浪中的纵摇和垂荡异常激烈时，在船首柱处，船 与波浪相对运动的幅值大于船首柱处的干舷，波浪涌上甲板的现象。15.最小干舷：对海船来说，就是根据《海船载重线规范》的有关规定计算 得的F min值，它是从保证船的安全性出发，为限制船舶在营运过程中的最大吃水而提出的要求，是从减小甲板上浪和保证储备浮力两方面考虑的。 16.A型船舶：载运液体货物的船舶（如油船）。这类船舶具有货舱口小且封 闭性好，露天甲板的完整性高，再如油船甲板上设备少，较易排水，货物的渗透率低，抗沉的安全程度较高的特点等，称为A型船。B型船舶：不符合A型船舶特点的其他船舶，他们的干舷应大些。 17.载重线标志：表示船在不同航区，不同季节，允许的最小干舷，以此规 定船舶安全航行的最大吃水，便于港监部门监督。 18.登记吨位Rt：是指按《船舶吨位丈量规范》的有关规定计算得到的船内 部容积，1登记吨位=2.832m3=100立方英尺 19.总吨位Gt：登记吨位的一种，是计量除“免除处所”以外的全船所有“围 蔽处所”而得到的登记吨位。 20.结构吃水T：对于富裕干舷船，在设计时根据规范核算最小干弦，求得最 大装载吃水Tmax，并使船体结构实际符合Tmax的要求，此时Tmax又称
13000DWT 近海散货船课程设计要点
目录 13000DWT近海散货船全船说明书 (2) 1船型、航区及用途 (2) 2 载货量及积载因素 (2) 3 船级 (2) 4 主要尺度及性能 (2) 4.1 主要尺度及船型系数 (2) 4.2航速与续航力 (2) 4.3 船员定额 (2) 5 舱容 (3) 6总布置 (3) 7船体结构 (3) 8 船舶主要要素的确定 (3) 8.1 概述 (3) 8.2 确定要素的步骤 (4) 8.3 初估排水量 (4) 8.4主尺度的确定 (4) 8.5 载重量的计算 (5) 3.4 性能校核 (6) 9 总布置设计 (8) 9.1 概述 (8) 9.2 总体规划 (9) 9.3 主船体舱室划分 (9) 9.4 上层建筑 (10) 9.5 双层底 (10) 9.6 舱室及交通路线的布置（参见总布置图） (11) 9.7 纵倾调整.................................................................................................... 错误！未定义书签。
13000DWT近海散货船全船说明书 1船型、航区及用途 本船为钢质、单甲板、艉机型、柴油机驱动的海上散货船；近海航区；主要用于运输煤。本船航行于青岛港至上海港之间。 2 载货量及积载因素 本船设计载货量为13000t,积载因素不小于1.25 3 船级 本船按“CCS”有关规范入级、设计和建造，入级符号为：★CSA★CSM，Bulk Carrier,R1,BC-C。 4 主要尺度及性能 4.1 主要尺度及船型系数 垂线间长139.00m 型宽19.80m 型深10.7m 方形系数0.833 梁拱0.35m 站距7.0m 4.2航速与续航力 在设计吃水时，主机额定功率为2648千瓦，满载试航速度为12kn，续航力为5000 n mile，自持力为30天。 4.3 船员定额
最新船舶设计原理总复习
第一章船舶设计概要 1.船舶设计工作具有哪些特点？ 答：（1）必须贯彻系统工程的思想，考虑问题要全面，决策时要统筹兼顾；在总体设计中一定要处理好主要矛盾和次要矛盾的关系，要协调好各部门的工作，既要使船舶的各部分充分发挥自身功能，又要是相互关系达到最佳的配合。 （2）船舶设计的另一个特点是：设计工作是由粗到细、逐步近似、反复迭代完成的。 船舶设计也可以说是一个多参数、多目标、多约束的求解和优化问题。 2.船舶设计有哪些基本要求？ （1）适用、经济 （2）安全、可靠 （3）先进、美观 3.新船设计的基本依据是“设计技术任务书”，它反映了船东对新船的主要要求。请问设 计技术任务书通常是如何制定的？运输船舶的设计技术任务书一般包括哪些基本内容？ 答：（1）设计技术任务书是用船部门根据需要和可能，经船型的技术经济论证后得出的。 船型的技术经济论证是对不同船型方案的投资规模、经济效益和技术上的可行性进行比较和分析。 （2）一般运输船舶的设计技术任务书包括以下基本内容： 1）航区和航线 海船航区是根据航线离岸距离和风浪情况来划分的。航区不同，对船舶的安全性和配备配置要求不同。我国法规对非国际航行海船的航区划分为远海航区、近海航区、沿海航区、遮蔽航区。 内河船的航区根据不同水系或湖泊的风浪情况划分为A级、B级、C级等。 2）船型 这里的船型是指船舶的类型、甲板层数、机舱部位、首尾形状和其他特征。 3）用途 新船的使用要求，通常给出货运的货物种类和数量以及货物的理化性质和其他要求。 4）船籍和船级 船级是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计应满足的规范。 船籍是指在哪国登记注册的船舶，确定新船应遵守的船籍国政府颁布的法定检验规则。 5）动力装置 给出主机和发电机组的类型、台数、燃油品质和推进方式。 6）航速和功率储备 对航速一般给出服务航速（kn，节，海里/小时）。 服务航速是指在一定的功率储备下新船满载能够达到的航速。对拖船通常提出拖带航速下拖力的要求或自由航速的要求。 功率储备是指主机最大持续功率的某一百分数，通常低速机取10%，中速机取15%。 7）续航力和自持力 续航力是指在规定的航速（通常为服务航速）或主机功率下，船上所带的燃料储备量可供连续航行的距离（n mile）。 自持力是指船上所带淡水和食品可供使用的天数。运输船舶不给出自持力时，淡水和食
船舶型线设计说明书
船舶设计课程设计 指导老师：刘卫斌 班级：船海0701 姓名：张帅 学号：U200712588
一、 “1-Cp ”法改造。 （1） 通过计算得到母型船横剖面面积曲线 在型线图中，输入area 命令，选择从0站到20站各站区域，获得各站横剖面面积，制作excel 表格绘图。表格如下： 其中原坐标对用于在AUTOCAD 中绘制横剖面面积曲线。 （2）通过area 命令求 C pf 和 C af ，计算 δ X =()X -1a ,而 ( )C C pf pf a -=1/δ ， 列出表格，连同之前得到的数据如下。
（3）由以上δX 在无因次横剖面面积曲线上平移。 计算“1-Cp ”法后0581.0Cp =δ，满足前述Cp 增大6%的要求，“1-Cp ”法改造成功。 二、改造浮心位置——迁移法 （1）保持Cp 不变，仅移动型心位置，将横剖面面积曲线向前或向后推移，保持曲线下面积不变，使曲线型心总坐标向船尾方向移动1%L 。 步骤如下： 1） 作出横剖面面积曲线形心B 0 2） 作KB 0垂直于水平轴，BB 0垂直于KB 0，使BB 0=1%，连接KB
3）过每站作垂线与原横剖面面积曲线相交，同时过每站作平行于KB的斜线 4）依次由各站所作垂线与横剖面面积曲线的交点引垂线分别与斜线相交。 5）顺次连接各交点，即得到新的横剖面面积曲线。 改造数据及横剖面面积曲线如下
（2） 以L/2处为坐标原点，分析迁移前后无因次横剖面面积曲线形 心纵坐标；迁移前Xb= 2.43m ，迁移后Xb ’= 1.55m 。垂线间长104.1m ，则迁移前后%934.01 .104x x x ' b b =-= b δ （3） 改造前后，面积曲线下面积分别为 迁移前：A 1= 37385.4922 迁移后：A 2= 37386.3928 %0024.01 2 1 A =-= A A A δ 由此知迁移前后排水体积保持不变。 三、 面积曲线改造后型值的产生 新船Cm 与母型船相同，则新船方形系数Cb 也已满足要求，此时新船的各主尺度保持不变。则新船型值由以下步骤求的。 1） 将母型船面积曲线和改造后所得新船的面积曲线画在一张
船舶设计原理期末考试精选
第一章 1、对于不固定航线的船舶通常只给出航区，定线航行的船舶需要给出停靠的港口 我国对非国际航行海船的航区划分：远海航区，近海航区，沿海航区，遮蔽航区远海航区：非国际航行超出近海航区的海域 近海航区：中国渤海、黄海以及东海距海岸不超过200海里的海域；台湾海峡；南海距海岸不超过120海里的海岸 2、续航力是指在规定的航速或主机功率下，船上所带的燃料储备量可供连续航行的距离。 3、自持力是指船上所带的淡水和食品可供使用的天数 4、船舶设计的工作方法：调查研究、搜集资料；综合分析、合理解决；母性改造、推诚出新；逐步近似、螺旋式前进 5、母型改造法：在现有船舶中选取一条与设计船技术性能相近的优秀船舶作为母型船，将其各项要素按设计船的要求用适当的方法加以改造变换，得到的设计船的要素 母型设计法：根据新船的特点和要求，合理地选取母型，在参考的过程中有所改进和创新的设计方法 母型船改造的理论依据：某一类型的船舶的发展和演变过程，存在着由它们的使用任务和要求所决定的共性问题，这就决定了这类船舶必然具有许多相近的技术特征和内在规律，这些特征和规律也是人们合理解决船舶设计中众多矛盾的结果。合理的利用和吸收这些特征和规律，可以减少盲目性，使新船设计有较可靠的基础。 6、船舶设计一般分为：初步设计阶段，详细设计阶段，生产设计阶段，完工设计阶段 生产设计是在详细设计的基础上，根据船厂的条件和特点，按建造的技术、设备、施工方案、工艺要求和流程、生产管理等情况，设计和绘制施工图纸以及施工工艺和规程等文件 第二章 1、干舷：船中处从干舷甲板的上表面量至有关载重线的垂直距离
2、船长L：最小型深85%处水线总长的96%，或沿该水线从首柱前缘到舵杆中心线的长度，取其大者 3、型深D：从龙骨板上缘量至干舷甲板船侧处横梁上缘的垂直距离 4、船宽B：船舶的最大型宽 5、船舶登记吨位（RT）：根据国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规则核定的“登记吨位”，包括总吨位（GT）和净吨位（NT）； 总吨位：以全船围蔽处所的总容积来量计，它表征了船舶的大小； 净吨位：按船舶能用于营利部分的有效容积来量计，它表征船舶营利的一种能力6、典型排水量：空载排水量△=LW，仅动力装置管系中有可供主机动车的油和水；满载（设计）排水量，船舶装载至预定的设计载重量；压载排水量，无货有一定的压载水 7、进水角：船舶侧倾至进水口时的横倾角。 当船舶倾斜到进水角时，水面到达某一开口处，海水将灌入船体主体内部，使船舶处于危险状态，船舶丧失稳性，因此提高船舶进水角，可以提高船舶稳性，尤其是大倾角稳性 8、最大复原力臂所对应的横倾角应不小于30度，即船舶在大于30度时将丧失稳性 9、装载谷物船舶由于谷物具有孔隙性和散落性，在航行中摇摆、颠簸和振动，会使谷物下沉而产生间隙和空挡，使船舶横摇时谷物发生横移而产生倾侧力矩，从而影响船舶稳性。 装载谷物船舶稳性要求：一、谷物移动使船舶产生横倾角应不大于12度或者甲板边缘入水角之小者；二、经自由液面修正后的初稳性高应不小于0.3米 第三章 1、典型载况：满载出港，设计排水量状态；满载到港，船上的油水等消耗品重量规定为设计储备量的10%； 压载出港，不装货物，但有所需的压载水，油水储备量为设计状态值；压载到港，不装载货物，但有所需的压载水，油水为总储备量的10% 2、主尺度对钢料重量的影响：L最大，B次之，d和CB忽略，D：大船影响小，小船D↑Wh↑
船舶静水力曲线计算
船舶静水力曲线计算 一、船舶静水力曲线计算任务书 1、设计课题 1）800t油船静水力曲线图绘制 2）9000t油船静水力曲线图绘制 3）86.75m简易货船静水力曲线图绘制 4）5200hp拖船静水力曲线图绘制 5）7000t油船静水力曲线图绘制 6）12.5m多功能工作艇静水力曲线图绘制 2、设计任务 船舶静水力曲线的计算是在完成船舶静力学课程的教学任务下，按照静水力曲线计算课程设计的要求，在提供所设计船舶全套型线图纸的前提下，完成静水力曲线的计算和绘制。 3、计算方法 （1）计算机程序计算 （2）手工计算（包括：梯形法、辛氏法、乞氏法等）。 本课程设计计算以梯形法为例，因其原理相同，其余方法在此不做介绍，可参考教材和相关书籍。 4、完成内容 静水力曲线计算书一份及静水力曲线图一张(用A3坐标纸) 二、船舶静水力曲线计算指导书 本静水力曲线计算指导书以内河20t机动驳计算实例为例。 （一）前言 静水力曲线是表达船在静水正浮各种吃水情况下的各浮性及初稳性系数，并作为稳性计算、纵倾计算及其他计算的基础。通过计算可得到船舶的各项性能参数，其主要内容见表1。 1
表1 静水力曲线图的内容 1、设计前的预习与准备 静水力曲线计算，首先是要熟悉所计算船的主尺度及各船型参数，然后是熟悉各类计算公式，选用计算方法。其次是进行计算，按计算结果绘制曲线图，最后进行检验和修改，完成静水力曲线 2
的计算任务。 2、已知条件 20t内河机动驳型线图一套，梯形法表格一套，见静水力曲线计算书。 （三）设计的主要任务 1、计算公式 A=ι [(y 0+y 1 +······+y n-1 +y n )- 1 2 （y +y n ）] 梯形法基本式 A=ι [(y 0+y 1 )+（y 1 +y 2 ）+······+（y n-1 +y n ) ] 梯形法变上限积分式 式中：ι—等分坐标间距。注：y1表示各站号的纵坐标值（i=1，···，n）2、静水力曲线计算表格及算例 在实际的计算中，采用下述表格很方便。表中附20t内河机动驳计算实例，供同学自己推演。 静水力曲线计算书 船名：20t内河机动驳平均吃水d：1. 00m 总长 L OA ：17.70m 站距ι：0.80m 垂线间长L：16.00m 水线间距h：0.25m 型宽B：4.00m 水的密度ρ：（淡水）1t/m3 型深D：1.35m 附属体系数μ：1.006 3