本科船舶原理思考题(答案)
船舶原理(B)答案
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一、名词解释（每小题4分，共20分）
1．平行中体：在船中前后有一段横剖面形状和中横剖面相同的船体，称为平行中体。
要点：“船中前后”、“中横剖面形状相同”，每答对一个得2分。
2．储备浮力：满载水线以上船体水密容积[或空间]所具有的浮力。
要点：“满载水线”、“水密容积”，每答对一个得2分。
三、简述题（每题5分，共20分）
1．静水力曲线图由哪些曲线组成？
答：海水中排水量D、排水体积V、水线面积Aw、每厘米吃水吨数TPC、浮心距基线高Zb、浮心距船中Xb、漂心距船中Xf、横稳心距基线高Zm、纵稳心距基线高Zml、每厘米纵倾力矩MTC等曲线组成。
[每答对一个得0.5分]
2．什么是静平衡、动平衡？说明其平衡条件。
[要点：“分舱载重线”、“假想舱内破舱进水”、“船舶下沉和纵倾”、“限界线相切”、“该舱中点”，每答对一个得1分]
4．下图为动稳性图，用图示的方法求出最小倾覆力矩和极限动倾角。
[每作对一个得3分，三个得5分]
船舶原理（B）第2页计划作好后，排水量D=17000t,稳性高度 =0.76m。若要求 达到1m，需要从甲板间舱向底舱移动货物，设垂移距离Lz=8m，问应该移动多少吨货物？（8分）
3．进水角：船舶开口关闭时不能满足《海船载重线规范》风雨密的要求，因而不能保持开口装置的有效状态，船舶横倾至该开口端点的横倾角。
要点：“载重线规范”、“风雨密”、“有效状态”、“横倾角”，每答对一个得1分。
4．漂心：船舶水线面积的几何中心。
要点：“水线面积”、“几何中心”，每答对一个得2分。
船舶习题解1-5
船舶原理习题集（解）之迟辟智美创作习题一船体形状1.1.根据表1-1七种船型所列数值，试计算表1—2和表1—3空格的主标准比和船体系数值，并填入表内.最后逐个阅读每种船型的主标准比和船体系数值，并比力各种船型数值的分歧，建立每种船型主标准比和船体系数的数值概念.表1－1d F＝，d A＝；d F＝，d A＝；d F＝，d A＝.解：答在表格的的方框内.表1—2表1—3b＝，C w ＝；试求其A w解：A W ＝C W LB C b ＝LBdV LB ＝dC V b A W ＝b WC C dV ＝8.5*62.07350*75.0＝1532.95＝1533m 21.3. 名词解释：船中，舷弧，梁拱，型概况，型线图，型线图的三个基准面，平行中体，船主，型宽，型深，型吃水，船体系数答:略.习题二 船体的近似计算2.1.已知某船吃水为的水线分为10个等分，其横向坐标间距l ＝，自首向尾的横向坐标值(半宽，m)分别为：0，，，，，，，，，，.试分别用梯形法则和辛氏法则求其水线面积.解：梯形法计算：通用公式：A ＝∑=ni i y l 0(-20ny y +) ∑=ni i y 0＝0＋3.3＋5.3＋4*5.90＋5.85＋5.22＋3.66＋1.03＝47.96ε＝20n y y +＝203.10+＝0.515 因水线面面积是对称的，故A W ＝2AA W ＝2 ∑=ni i y l 0(－ε)2●辛氏一法计算：公式A ＝31l （y 0＋4y 1＋2y 2＋4y 3＋……4y n-3＋2y n-2＋4y n-1＋ y n ）＝31A W ＝2A ＝2*168.13＝336.26m 22.2.某船中横剖面的半宽坐标，自基线起向上分别为0，，，，，，6.80 m ，两半宽坐标间的垂向间距为1m.试用辛氏法则求船中横剖面的面积.解：● 辛氏一法：A m ＝2*31(1*0＋4*2.43＋2*5.23＋4*6.28＋2*6.6＋4*6.75＋6.8)＝2● 辛氏二法：A m ＝2*83(1*0＋3*2.43＋3*5.23＋2*6.28＋3*6.6＋3*6.75＋6.8)＝2＝22.5000t 货船各水线面积如表2—1所示.试用梯形法求水线以下的排水体积. 解：:● 梯形法: I ＝=∑=ni iy 00＋980＋1123＋1165＋1200＋1225＋1240＋1258＋1268＋1280＋1293＋1305＋1320＋1335＋1350＋1360＋1380＋1400＝21482ε＝214000+＝700排水体积V ＝l (I-ε)＝0.4*(21482－3 ● 辛氏法联合应用:V ＝31*0.4*(0＋4*980＋2*1123＋4*1165＋2*1200＋4*1225＋2*1240＋4*1258＋2*1268＋4*1268＋2*1293＋4*1305＋2*1320＋4*1335＋1350)＋83*0.4*(1350＋3*1360＋3*1380＋1400)＝8363.1m 3习题三 浮性3.1．已知某船重量分布如表3—9所示，试求船舶的重量和重心坐标.表3-9按图表3-9所示数值计算(上表) ,将计算结果∑+i i g Z P Z W 00、W ＝W0＋∑i P =19521.00代入公式,得Z g ＝m P W Z P Z W iii g 935.71952161.154901000==++∑∑,将计算结果∑+i i g X P X W 00=-34927.24、W ＝W 0＋∑i P =19521.00代入公式,得X g ＝m P W X P X W iii g 789.100.1952124.34927000-=-=++∑∑.3.2．若题1船在航行中途消耗油和谈水如表3—10，求此时船舶的重心坐标及移动方向.表3-10由上题已知: W 0＝19521t, Z g0＝7.935m, X g0＝－ 由题中给的表计算得∑i P t, Z pi ＝2.836, X p ＝ －12.611W 1＝W 0＋∑i P ＝19521－1449.5＝18071.5Z g1＝∑∑++ipig P W Z P Z W i 000＝5.1807116.4110154899-＝8.344，上移X g1＝∑∑++iii g P W X P X W 000＝5.1807178.1828074.34927+-＝－0.921，前移.3.3．某船某航次离港时船舶重量为w ＝19503t ，重心距基线高为z g ＝，到港时油和海水共消耗，其重心距基线高为，试求到港时船舶重心距基线高.又以上算出的船舶重心偏高，为保证船舶在到港前的平安，在第三和第四压载舱内加装压载水，其重量和重心见表3—11，试求压载到港后船舶重心距基线高.表3-113.13, 求Zg1＝？解：：列表计算：Z g1＝∑∑++PW PZ WZ pg ＝m 338.86.152********.3*6.152693.7*19503＝--Z g2＝3233221)()(P P P W Z P Z P Z P W P P g ++-++-＝603366.152********.0*6072.0*336338.8*)6.152619503(++-++-＝８.174m3.4．已知船舶重量为16700t ，今有船内重量10t 自底舱上移14m 后，又水平右移9m ，试求船舶重心移距及其方向.已知：W 0＝16700t P ＝10t l zp ＝14m l py ＝9m 求l gz , l gy解：：l zg2＝W Pl zp ＝1670014*10＝0.0084m(上移)l yg2＝W Pl yp ＝167009*10m(右移)3.5．已知船舶重量为16700t ，今有船内重量50t自首部水平后移60m ，试求船舶重心移距及其方向.已知W ＝16700t l x ＝60m P ＝50t 求 G’G ＝?解： G’G ＝WxPl ＝17006)60(*50-＝0.018m(后移)3.6. 从舷外测得船舶吃水d ＝，该船的静水力曲线如图3—9所示，试求船在海水中的排水量.解：据dm 查船的静水力曲线如图3—9得：D=12800t.3.7．从舷外测得船舶吃水d ＝，该船的载重量表尺如图3—10所示，试求船在海水中的载重量.解：据d ＝查船的载重量表尺图3—10得：D=15100t.3.8．已知船舶重量W ＝15430t ，试利用图3-9或图3—10，求船在海水中的吃水.若自船上卸去3000t 货物时，则船在海水中的吃水即是几多米?解：：据d ＝查船的载重量表尺图3—10得：d=7.6m, 卸去3000t 货物后.3.9．某船在青岛空载(Do ＝5176t)装煤运往上海，估计船过南水道铜沙浅滩时水深为8.5m,试利用图3—9或3—10估算该船最年夜允许的载重量(注：设过铜沙浅滩时规定最低富裕水探为，铜沙水的密度lo ＝／m 3).已知:D 0＝5176t, d ＝8.5－0.5＝8.0m, pt/m 2, 求载重量i P ∑解：先求d ＝8m 时的排水量.查3－11图获得:d ＝8m 时海水（γ13）中的排水量D 1＝400*41.25＝16500t d ＝8m 时海水 (γ23）中的排水量D 2＝400*4＝16120t用插值法求d ＝8m 时，γ32t/m 3时的排水量D 3D 3＝)()()(21123231γγγγγγ--+-D D ＝000.1025.116500*)1002.1(16120*)002.1025.1(--+-＝16150.4t载重量∑i P ＝D 3－D 0＝16150.4－5176＝10974.4t 3.10．根据图3—9，量得各吃水时的水线面积A w 如表3—12所示.算出各吃水时的zA w 值，并据此画出zA w =f(z)曲线 (如图3-11)，试利用梯形法则，根据式(3-6d )求出6m 吃水时浮心距基线高.表3-12由上表计算出Z g =3.402m.3.11．已知吃水d ＝5m ，试利用图3—９求出该船浮心距基线和浮心距船中值.已知：d ＝5m,解：：查表图3－9（21页），得Z b ＝0.4*6.5＝2.6m , X b3.12．已知首吃水d f ＝8m ，尾吃水d A ＝，试根据图3—18求该船在海水中的排水量和浮心距船中值.解：根据d f ＝8m 查35页费尔索夫图谱得V=17100m 3, x b =-2m.3.8m ，试根据图3—9或图3—10，求出其每厘米吃水吨数.今欲卸货150t ，问卸货后船舶的吃水是几多? .已知:d=8m p=150t 图例-9 3-10 解t/cmd 1=d-Δd p3.14．已知吃水分别为3m 、4m 、5m 、6血、m cm TPC p d p 62.017.62403150====∆7m 、8 m 和9m,试根据图3—9，求其漂心距船中值.解：据已给条件查出漂心纵座标分别为x f .3.15.根据图2-4,量得某半宽水线各横坐标值如表3-13所示,横向坐标间距lm,算出各纵坐标的y i x I 值.试利用梯形法则,根据教材式(3-8),求出该水线的漂心纵坐标.表3-133.16.某船某航次自日本装货运往上海，到上海时船舶重量为17400t ，相当于在海水中吃水8.4m ，其每厘米吃水吨数为24.75t ／cm ，海水密度为1.025t ／m 3.若上海港水的密度为 1.010t ／m 3，求船在上海港时的吃水为几多(设船重不变，且平行沉浮)?已知:W=17400t d=8.4ρ13 ρ＝ 解：:mTPC W d p 1044.0)1010.1025.1(75.24*10017400)1(10021=-=-=∆ρρd 2=d 1-Δd p3.17．某船自上海港装货运往斯德哥尔摩，问在上海港(ρ＝1.010t ／m 3)应装到几多吃水，才华使船出海时(ρ海＝1.025t ／m 3)到达满载吃水8.23m?解：：d 1＝122γγd ＝010.123.8*025.13.18.画简图说明如何利用邦金曲线图计算波形水线下的排水体积和浮心纵向坐标.答：略.3.解释：浮性，正浮，浮体平衡条件，平行力移动原理，平行沉浮条件，静水力曲线图，邦金曲线图，费尔索夫图谱，每厘米吃水吨数，重心，浮心，漂心，储藏浮力.答：略.习题四 稳性4.1.今有断面为正方形的一根木质柱体，其长L ＝2m ，正方形边长b ＝0.2m ，密度ρ ＝0.5t ／m 3.说明，当将其放入水中后，它在什么漂浮状态时才处于稳定平衡?(提示：本题为浮性和初稳性的综合题.首先需根据平衡条件选择几种典范的浮态，然后根据稳定平衡条件计算其GM 值是否满GM ＞0.掌握处置这类问题的思路后，则可预计任一形状的物体投入水中后，其稳定的漂浮状态.)解：⑴如右图a 所示的漂浮状态V ＝22L b （m 2） I xf ＝123Lb (m 4)r ＝V I xf ＝6b （m ） Z b ＝4b （m ） Z g ＝2b (m)GM ＝ r ＋ Z b ＋ Z g ＝6b ＋4b -2b ＝－0.017m ＜0结论为：不稳定的漂浮状态. ⑵如右图所示的漂浮状态V ＝22L b （m 2） I xf ＝12)2(3b L (m 4)r ＝V I xf ＝32b （m ） Z b ＝d 32＝32b （m ） Z g ＝22b (m)GM ＝ r ＋ Z b ＋ Z g ＝32b ＋32b -22b ＝62b ＝0.047m ＞0结论为：最稳定的漂浮状态，木柱将以此种状态漂浮.⑶ 其它的漂浮状态也均为不稳定的漂浮状态，因为浮心和稳心不在同一条铅垂线上.4.2.今有断面为圆形的一根均质柱体平浮于海水水面，其长L ＝2m ，圆的直径D ＝0.4m ，密度为0.5t ／m 3，试求它的稳性高度.若密度为lt ／m 3，当吃水d ＝5m 时，求得其GM ＝0，试分析其原因.解：：圆木与水的密度比为／1＝，所以圆木的浸水体积为圆木体积的一半，如图所示.当ρt/m 3时， V ＝42D π2L＝82LD π（m 2） I xf ＝123LD (m 4)r ＝VI xf＝123LD L D 28π=π32D （m ） Z b ＝2D -π324D ＝2D (1-π34)（m ） Z g GM ＝ r ＋ Z b ＋ Z g ＝π32D ＋2D (1-π34) -2D＝0说明均质圆柱体在水中处于中性平衡.稳心与重心重合.当ρ＝1t/m 3时，吃水d=5m ， V=πR 2L, 其水线面面积为0，即y=0,所以I xf ＝⎰-FA l l32y 3dx ＝0 r ＝VI xf ＝0Zb ＝2D （m ） Z g ＝2D (m)GM ＝ r ＋ Z b ＋ Z g ＝0＋2D -2D＝0重合.结论：均质圆柱体在水中总是处于中性平衡. 问题：非均质的如何？4.3.已知箱形船和横剖面为等腰三角形的纵柱体船，船主L ＝100m ，水线处船宽B 和b ＝10m ，吃水d ＝5m ，试求两船的稳心半径和稳心距基线高，并画出其Z b ＝f(d)，r ＝f(d)和z m =f(d)曲线.解：箱形船 I xf =3LB V=LBd(2)三棱柱体船3LB I xf= tg γ=15= B ˊ=2d4.—39所示，已知坞长为L ，坞宽为B ，两舷浮箱三棱柱体船船型r、Zb、Zm曲线012345601234567Zb、r、Zm(m)d (m )宽为b ，底部浮箱深为h,吃水为d ，试列出其稳心半径和稳心距基线高的表达式.解:根据书中图所示,=L b Bb bB )322(322+-=)(2)2(222h d b Bh b B h bd -+-+ Zm=Z b +r=)(2)2(222h d b Bh b B h bd -+-++[])(26)463(22h d b Bh b Bb B b -++-4.5.已知某半宽水线各半宽坐标值自首至尾分别为0、1.55、3.60、 5.82、7.79、9.19、 9.89、10.20、10.20、10.20、10.20、10.20、10.20、10.20、10.08、9.79、9.10、7.79、5.69、3.20和0.42，半宽坐标间距l ＝7.35m ，试利用近似计算法则，求该水线面积对ox 轴(图2—4)的面积惯矩I xf .又已知该水线下船体排水体积V ＝13800m 3，试求其稳心半径r.解: 梯形法计算：3333333333333333201308.1329842.02.369.579.710.979.908.1020.10*789.919.979.782.56.355.10m yi i=++++++++++++++=∑=修正值：035.0207.0023332030=+=+=y y ε 72.41380042.65160===V I r xf m4.6.某船排水量D ＝5150t ，稳性高度ＧＭ＝0.5m ，船舶初始向左横倾3o .为使船舶恢复正浮，需将船内甲板货水平横移.若水平横距为5m ，试求应移货的重量和方向.(提示：货物横移,求P)解: θ2=0o θ1=-3o θ=θ2-θ10o -(-3o )=3o 由GMD Pl tg y =θ 而得θtg l GM D P y**=因为 0>θ ∴货物向右舷移动.4.7.某船建造完成后作倾斜试验.试验时船舶排水量D ＝6145t ，其稳心距基线高z m ＝ 10.9l m.试验重量Ｐ＝40t ，水平横移距离l y ＝16.84m ，悬距b ＝8m ，测得摆距a ＝0.32m.试验时，过剩重量为200t(含试验重量)，其重心距基线高为3m ；缺乏重量为5t ，其重心距基线高为8m ，求空船重心距基线高.(提示：倾斜试验,求Z g0)解:832.0==b a tg θ mW Z P Z P Z D Z t P P D D W m GM Z Z mtg D Pl GM i i i j gg i j m gy 344.859503*2008*517.8*614559502005614517.874.291.1074.232.08*614584.16*401*000000=-+=-+'==-+=-+===-=-='===∑∑∑∑θ4.8.已知某船初步配载计划做好后，排水量D ＝17006t ，稳性高度GM ＝0.76m.若要求GM 到达l m ，需从甲板间舱向底舱移动货物，设垂移距离l z ＝8m ，问应该移动几多吨货物?(提示：货物垂移,求P)已知:D=17006t GM =0.76m M G '=1m l Z =8m 求P=? 解：:4.9.已知某船排水量D ＝19503t ，稳性高度GM ＝0.78m.在第三货舱内有年夜件货，货重P ＝100t ，今有船上重吊将此年夜件货吊离舱底，其初始重心q 至悬挂点m 的距离l z ＝22m ，问此悬挂年夜件货将使GM 减少几多米?另外，在考虑悬重影响后，若Ｐ自q 渐渐上升，在上升过程中GM 是否继续改变，为什么?(提示：悬挂物问题,求∆GM )已知：D ＝19503t m GM 78.0= P ＝100t l z =22m 求 ∆GM解：：113.01950322*100===∆D Pl GM zm重物在渐渐上升过程中，不改变GM 值.因为悬挂物自己的虚重心就是在M 点.沿着l Z 上升，M 点其实不改变.4.10.已知某船D ＝19503t ，GM ＝0.78m ，吃水d ＝8m ，每厘米吃水吨数TPC ＝25t ／cm.今用船内重吊将第三舱内重量为150t 的年夜件货吊卸至码头，货重初始位于中纵剖面，其重心距基线高为10m ，挂点距基线高为42m.当货重转向码头后，挂点水平横移距为19m ，挂点高度下降2m ，试求货重在卸落码头前船的横倾角.(提示：吊卸货物, 求θ)已知：D=19503t m GM 78.0= P=150t Z P =10m l Z =42-10=32m l y =19m l m =2m 求θ解：：()()5514266.01950323215078.01950319*1500'==⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=θθD l l P GM D Pl tg m z y说明：垂移30m 、横移19m 后GM 值下降，并发生了横倾角θ.4.,每厘米吃水吨数TPC ＝23t ／cm.今有船舶重吊自码头吊起货重为150t 的年夜件货，其挂点距基线高为40m ，挂点至船舷的水平横距为9m ，船宽为22.1m ，试求吊起货重后船舶的横倾角，试检验上述年夜件货的装卸是否符合要求? 如果不符合要求，则可采用哪些办法?(提示：吊装货物)已知:D ＝14000t GM ＝1.2m d=7.02m TPC=23t/cmP=150t l y =9+21.22m m B 1.22= 求θ解：: 40='+'P z Z lD 1=D+P=14000+150=14150t⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛'+'-∆++==+=∆+====∆GM l Z d d D PGM M G m d d d TPC P d z P 2085.70652.002.70652.023*1001501001111838.02.14020652.002.7141501502.1=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++=m 4.12.已知某船排水量D ＝19004t ，平均吃水d M ＝9m ，稳性高度GM ＝0.63m.船内有一双层底舱未装满燃油，舱的首尾向长度L z ＝14.6m ，左右向宽度L y ＝9m(设舱的形状为箱形)，燃油的密度ρ＝0.98t ／m 3，问其自由液面使GM 改变了几多?并求自由液面修正后的稳性高度.(提示：本题属自由液面问题)已知:D=19004t d m =9m m GM 63.0= 3/98.0m t =ρ 求GM解：:4.13.已知某船排水量D ＝19503t ，稳性高度GM ＝0.78m ，若船内有下列液体舱柜未装满：第一压载舱、清水舱、No.1(右)、燃油舱No.1(左)、轻柴油舱(左)和滑油循环柜，各舱柜自由液面对稳心高度的降低值见表4—l.试求该船自由液面修正后的稳性高度.(提示：属于自由液面问题)已知:D=19503t m GM 78.0= 第一压载舱,清水舱№1（右），燃油舱№(左)，轻柴油舱（左），滑油循环柜，均有自由液面，求:自由液面修正后的GM 值.解：：由书P51表4-1查得D=19000时（为平安起见，如准确应在19000-20000之间插值19503时的）各舱柜的稳心高度降低值，并根据（4-10d ）得 ()m M G 6867.00017.00186.00241.00059.0043.078.0=++++-='（准确插值法得6891?0='M G ）4.—9.在海水中排水量D ＝16050t ，稳性高度GM ＝0.76m.今有500t 货加装在船上，货物重心距基线高z p ＝8.17m ，试求装货后船舶的稳性高度.(提示：属于少量装货问题）已知：D=16050t, m GM 76.0=, P=500t, Z p =8.17m 求：='M G ？解：：根据D=16050t,3-9图 d=7.8m ，TPC=24*1t/cm4.15.某船某航次于上海装货运往日本，在日本门司港中途卸货.卸货前，排水量D ＝17006t ，重心距基线高z g＝7.84m.其静水力曲线图见图3—9，卸货重量及重心见表4—7，试求卸货后的稳性高度.表4-7已知：略解：：1g1根据D1=14193t查21页图3-9，得d1 Z m14.16.已知某船排水体积V ＝15000m 3，重心距基线高z g ＝7.7m ，稳性交叉曲线见图4—20b .试画出其静稳性图.(提示：属于利用稳性交叉曲线绘制静稳性曲线的问题）已知：V=15000m 3 Z g =7.7m 求静稳性图.解:①用假定重心法.假定重心Z gA =8m 则Z g - Z GA =7.77-8=0.3m根据V=15000m 3 查书中70页的4-20b ）图曲线，量得各θ时的A A Z G 值填入下表，并按表中项目计算，如下表：GZ GZ 稳性曲线.②用基点法.V=15000m 3 Z g =7.7m 用70页图4-20a ）稳性交叉曲线，量得各θ时的KN 值，填入下表，并按表中项目计算，如下表：4.17.试根据基本装载情况下的静稳性图(表4—3)的已知条件，求平均吃水d M ＝3.333m ，横倾角θ＝30o 时的形状稳性力臂KN(注：静稳性图的数值见书中表4—8).静稳性力臂GZ(m)值表4-8水）下的倾角为30o 时的KN 曲线 ，在曲线上可找到吃水时的KN 值，这其实是上一题逆作：已知静稳性曲线求KN 曲线）解： 1 根据题已给的表4-8，查出各种装载条件下的θ=30o 时的l s ；四-16题曲线00.20.40.60.811.20102030405060708090θ0G Z2 从65页，66页表中查出各种装条件下的Z g ,将上述值列表如下曲线，如下图.在图上求得：d=3.3m 时，KN=4.66m(A 点).4.18.已知某船排水体积V ＝16000m 3，重心距基线高z g ＝7.8m ，各倾角时稳性力臂值见表4—4.若横倾力矩M I ×103N ·m)，试分别求出其θs ,θd .(提示：利用静稳性曲线求θs ,θd ）已知:V=16000m 3，Zg=7.8m,M I =5000tm, M I =10000tm求：θs ,θd解： m Dg M GZ 3125.09810*160009810*500011===m Dg M GZ 625.09810*160009810*1000022==下在71页上的图4-21上用作图法求出：M I=5000tm时, θs1=18.5o,θd1oM I=10000tm，θs2o θd2---倾覆.4.d=7m，船舶重心距基线高z g＝7m，排水量D ＝14200t，船舶在中线面上受风投影面积S x＝1600m2，风力作用点距基线高z A＝13m.若船舶在10m ／s相对横向稳定风速作用下，试求此时的风力横倾力矩.又若船舶在蒲氏6级正横风作用下，试求此时的突风横倾力矩.19(提示：风压动倾力矩的计算)解:稳定风速的横倾力矩：p A根据v A=10m/s查72页图4-24，得P A=75Pa蒲氏6级风的突风力矩：突风风速(10.8～13.8)*1.3=(14.04～17.94)m/s,查图4-24得P a=145～235P a,得横倾力矩M I=(145～235)*1600*(13～7)=(142～230)*9810Nm突风风速(10.8～13.8)*1.5=(1)m/s,查图4-24得P a =191～315P a ,得横倾力矩M I =(191～315)*1600*(13～7)=(187～308)*9810Nm4.20.已知某船排水体积V ＝19059m 3，重心距基线高z g ＝7.89m ，进水角θj o ，横摇角θo ，风压倾侧力臂l f ＝0.046m ，各倾角形状稳性力臂值见表4—9，试检验稳性是否满足基本衡准的要求.()()()[],2l ,30;,:30202010100d300l l l l l l ld l Dl ld D d M W o d d S S +++++∆≅=====⎰⎰⎰θθθθθ则有为例以故有注即[…]为θ＝30o 的积分和，故l d ＝2θ∆[…];Δθ为横倾角间距，以弧度计.(提示：动稳性曲线的应用，求l d 的问题)已知：V=19059m 3 Zg=7.89m θj O θ=o l f ,倾角形状稳性力臂值在书中的表4-9.求：检验稳性是否满足衡准要求.解：计算动稳性力臂l d 填入书中表格，依据表格中的GZ 及l d 绘出GZ 及l d 曲线见下图.用作图法作出最小倾覆力臂l q =0. 22m ，稳性衡准数1046.022.0 ==fq l l K ，满足基本衡准的要求. 4.解释船舶横倾至迎风一侧，开始回摇时受突风作用的情况为风浪联合作用下的最晦气情况?答：船舶横倾至迎风一侧，开始回摇时受突风作用时，船舶所具有稳性力矩与横倾力矩的方向是一致的，稳性力矩做的功与横倾力矩做的功起着同样的作用.这实际上是相当于加年夜了横倾力矩，而招致横倾角的增年夜，这是风浪联合作用下的最晦气情况.4. l q 的年夜小有什么影响?答：进水角的若年夜于极限动平衡角则对最小倾覆力臂l q 无影响，若小于极限动平衡角则则会减小最小倾覆力臂l q 值，这对船舶航行平安是晦气的.习题五 吃水差5.1.已知某万吨级货船：z g ＝，d ＝7m ，其静水力曲线图为图3—9.试求其：D ；TPC ；MTC ，x b ；x f ；z b ；z m ；GM ；GM L .解：：根据d=7m 查图3-9.答：略.5.2.已知某船：D ＝8750t ； d F ＝；d A ＝； d M ＝；MTC ＝·m ／cm ；x f ＝－；L ＝147m.今自第五压载舱(重心在船中后56.5m)抽50t 水到第一压载舱(重心在船中前55.5m)，试求抽水后首尾吃水和吃水差.(提示：属货移，压载水移动）已知：D=8750t ，d F =3.2m ，d A =6.1m ， d m =4.65m ，MTC=146.5tm/cm ，X f =-0.25m ，L=147m ，X 1=-56.5m ，X 2=55.5m ，P=50t ，求：首尾吃水d F1， d A1，t.解：m cm MTC Pl t x 382.023.385.146)5.565.55(50==+==∆ m L x t x L L t d f f F 192.014725.05.0*382.05.02=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆=∆m L x t d f A 190.014725.05.0382.05.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=∆ 5.3.已知某船：D ＝17000t ；d F ＝；d A ＝；d M＝；·m ／cm ；x f ＝－；L ＝147m.为要调整为平吃水，需从第三压载舱(重心在船中后32.5m)抽几多吨压载水到第一压载舱(重心在船中前53.9m)?(提示：货移，压载水移动）已知：D=17000，d F =7.8m d A =8.6m d m =8.2m MTC=211.2*9.8*103Nm x f =-4.4m L=147m t =0 l x =(53.9+32.5)m 求：P解：：原吃水差t=d F -d A需调整的吃水差改变量m t t t 8.0)08.0(0=--=-'=∆由MTC pl t x=∆ 得 t l MTC p x∆= t p 56.195)5.329.53(100*8.0*2.211=+= 向首移动.5.4. 已知某船：D ＝12200t ；d F ＝；d A ＝6m ；d M＝；TPC:＝／cm ；MTC ＝·m ／cm ；x f ＝＝；L ＝147m.今在其第四货舱内(重心在船中后35m)加装100t 货，试求装货后的首尾吃水和吃水差.(提示：少量装货，求吃水差)已知：D=12200t d F =6.4m d A =6.0m d m =6.2 TPC=22.7t P=100t MTC=161.5*9.8*103Nm,x f =-1.42L=147m l x=（-35-x f）m 求：d F1,d A1,t1.解：：因是少量装货，所以5.5.已知某船年夜量装货前排水量D＝7200t，船舶重心距船中x g＝，船主L=147m.各舱年夜量装货的要素如表5-2所示，其静水力曲线图见图3—9，试求年夜量装货后首尾吃水和吃水差.表5-2已知:D=7200t x g=-5.1m L=147m 及表5-2求：d F1 d A1 t1解：：从表5-2的表格中计算得据D1=18440t查图3-9得d m1=8.7m MTC1=22*10=220tm/cmx f1=-5.5*1=-5.5m x b1=-1*1=-1m5.6.某船满载出港，其海水排水量D＝18440t，重心坐标x g＝，船主L=147m.该船在中途港年夜量卸货(第——货舱400t，第二货舱1200t，第三货舱1450t，第四货舱l 050t，第五货舱500t，设其重心距船中同表5—2，试求年夜量卸货后的首尾吃和吃水差，(提示：年夜量卸货)已知:D=18440t x g=-m L=147m 卸货列表:F1 A1解：：从上述卸货表格中计算得据D1=13840t查图3-9得d m1=6.8m ,MTC1=17.5*10=175tm/cm ,x f1=-2*1=-2m ,b1=*1=m ,Z b15.7.为什么装卸重物的重心位于装卸前船舶重心的垂线上其实不能保证船舶平行沉浮?答：因为装卸的重量与浮力的改变量一样，但新增（减）重力的重心与新增（减）的浮力的浮心纷歧定在同一垂线上，如不在同一垂线上则新增（减）重力与新增（减）的浮力没有到达平衡.则不能满足船舶的平衡条件，所以不能保证船舶平行沉浮.。
船舶原理考试题及答案
船舶原理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 船舶的排水量是指：A. 船舶满载时的重量B. 船舶空载时的重量C. 船舶满载时排开水的重量D. 船舶空载时排开水的重量答案：C2. 船舶的吃水深度是指：A. 船底到水面的距离B. 船底到船舷的距离C. 船舷到水面的距离D. 船底到船底的距离答案：A3. 船舶的航速是指：A. 船舶每小时行驶的距离B. 船舶每小时行驶的距离除以60C. 船舶每小时行驶的距离乘以60D. 船舶每小时行驶的距离除以100答案：A4. 船舶的稳心高度是指：A. 船舶重心到水面的距离B. 船舶重心到基线的距离C. 船舶重心到稳心的距离D. 船舶重心到船底的距离答案：C5. 船舶的载重线是指：A. 船舶满载时水面与船舷的交线B. 船舶空载时水面与船舷的交线C. 船舶满载时水面与船底的交线D. 船舶空载时水面与船底的交线答案：A6. 船舶的航向是指：A. 船舶前进的方向B. 船舶前进的反方向C. 船舶侧面的方向D. 船舶底部的方向答案：A7. 船舶的螺旋桨是用来：A. 产生推力，使船舶前进B. 产生拉力，使船舶后退C. 产生升力，使船舶上升D. 产生阻力，使船舶减速答案：A8. 船舶的阻力主要包括：A. 摩擦阻力和兴波阻力B. 摩擦阻力和空气阻力C. 兴波阻力和空气阻力D. 摩擦阻力和水下阻力答案：A9. 船舶的航迹是指：A. 船舶在水面上留下的轨迹B. 船舶在水下留下的轨迹C. 船舶在空气中留下的轨迹D. 船舶在陆地上留下的轨迹答案：A10. 船舶的载重吨位是指：A. 船舶满载时的重量B. 船舶空载时的重量C. 船舶满载时的排水量D. 船舶空载时的排水量答案：A二、填空题（每空1分，共10分）1. 船舶的浮力等于其__________。
答案：排水量2. 船舶的吃水深度通常用__________表示。
答案：米3. 船舶的航速与__________成正比。
答案：螺旋桨的转速4. 船舶的稳心高度越高，其__________越大。
船舶操纵思考题
船舶操纵思考题1.什么是船舶操纵？它包括哪些内容？2.什么是船速、漂角、转心？漂角和转心的位置是如何变化的？3.影响水动力大小的因素有哪些？什么是水动力中心？如何判断水动力中心的位置？4.船舶阻力有哪几部分构成？各含义怎样？5.船舶操纵包括哪些？船舶操纵优劣通过什么来判别？6.什么是操纵性指数K、T值？其大小说明了什么？7.什么是航向稳定性和保向性？两者的关系怎样？航向稳定性是通过什么来判断的？8.船舶旋回性指标和旋回要素有哪些？旋回过程有几个阶段？各阶段船舶是怎样变化的？9.什么是船舶冲程？进行船舶操纵性试验时，要在什么条件下进行？进行各种实验的目的是什么？船舶操纵性衡准的依据是什么？10.船舶排水量、长宽比、方形系数对船舶船舶操纵性有什么影响？11螺旋桨几何参数有哪些？其工作原理怎样？12.什么是伴流？伴流分布的特点是怎样的？13.什么是滑失比？其对推力和舵效有什么影响？14.船舶功率和船速有哪些？各含义怎样？15.什么是船舶螺旋桨横向力？各种横向力的原理和方向怎样？16.舵的工作原理怎样？影响舵力大小的因素有哪些？船舶操舵时在纵向和横向方面有什么变化？17.什么是舵效？影响舵效的因素有哪些？船舶如何提高舵效？18.船舶前进和后退中，单独使用侧推器，船舶是如何运动的？19.双车船在船舶转向时，如何提高船舶的回转速度？使用拖船协助船舶操纵时，拖缆有什么要求？20.什么是风压力？其大小与哪些因素与关？什么是风压中心？其位置是如何变化的？21.船舶在各种情况下受风的偏转规律怎样？22.流对舵力和舵效有什么影响？船舶在弯道航行中，流对船舶有什么影响？23.什么是受限水域？浅水和深水是如何划分的？船舶进入浅水区航行时，其运动状态有什么变化？24.什么是岸壁效应？船间效应？影响其大小的因素有哪些？25．船舶航行过程中船体的沉升是如何变化的？确定富余水深要考虑哪些因素？欧洲引航协会和日本濑户内海富余水深是如何规定的？26.船舶选择掉头水域有何要求？制动水域有什么规定？27．船舶用锚有何作用？锚地选择有什么要求？锚力的大小与哪些因素有关？28.船舶靠泊系缆通常有哪些？各缆有何作用？靠离泊时系解缆的顺序怎样？29.接送引航员时，引航员梯有什么要求？操纵船舶有什么要求？30.船舶掉头方向是如何选择的？船舶锚泊方式有哪些？各适用何处？锚链的出链长度如何计算？31.什么偏荡？其对船舶有什么影响？什么是走锚？如何防止走锚？发生走锚，应如何采取措施？32.船舶靠泊要掌握什么要点？33.什么是波浪、有义波、风浪、涌浪、波浪遭遇周期？船舶在波浪中航行，有哪些摇荡现象？34.什么是横摇、纵摇、垂荡、谐摇？如何减轻这些因素的影响？35.船舶顶浪航行有哪些不利因素？如何减轻这些因素的影响？36.船舶在大风浪中航行，如何进行操纵？如何掌握掉头时机？37.如何判断船舶处于台风区的位置？如何操纵船舶避离台风区？38.船舶在冰区航行，进入冰区时要注意什么？39.船舶脱浅的方法有哪些？船舶发生碰撞后如何操纵船舶？40.发现有人落水，应如何操纵船舶？绘图说明搜寻落水者的方法和适用时机？41.进行搜寻时，搜寻区域怎么规定？搜寻模式有哪些？作业三1.什么是操纵性指数K、T值？其大小说明了什么？2.什么是航向稳定性和保向性？两者的关系怎样？航向稳定性是通过什么来判断的？3.什么是走锚？发生走锚，应如何采取措施？4.船舶顶浪航行有哪些不利因素？如何减轻这些因素的影响？5.如何判断船舶处于台风区的位置？如何操纵船舶避离台风区？作业四：单项选择题，请选择一个正确答案，每小题1分，共100分：1. 直航船操一定舵角后，其旋回初始阶段的船体：A. 开始向操舵一侧横移，横移速度较小B. 开始向操舵相反一侧横移，横移速度较大C. 开始向操舵一侧横移，横移速度较大D. 开始向操舵相反一侧横移，横移速度较小2. 直航船操一定舵角后，其加速旋回阶段的：A. 转向角速度为变量，横移速度为常量B. 转向角速度为常量，横移速度为变量C. 转向角速度为变量，横移速度为变量D. 转向角速度为常量，横移速度为常量3. 船舶作舵旋回进入定常旋回阶段后，下列叙述哪项不正确？A. 作用于船体的合力矩为零B. 角速度达最大C. 角加速度达最大D. 船舶降速达到最大4. 旋回圈是指直航中的船舶操左（或右）满舵后：A. 船尾端描绘的轨迹B. 船舶重心描绘的轨迹C. 船舶转心P描绘的轨迹D. 船首端描绘的轨迹5. 有关船舶在旋回中降速的说法不正确的是：A. 船舶旋回中因舵阻力增加而引起降速B. 船舶旋回中因推进器效率下降而引起降速C. 瘦削型货轮比肥大型油轮产生更多旋回降速D. 相对旋回初径DT/L越小，则旋回中降速越多6. 若外界条件相同，同一船舶旋回时:A. 满载时进距大，旋回初径小B. 满载时进距小，旋回初径大C. 轻载时进距和旋回初径均大D. 轻载时进距和旋回初径均小7. 船舶航行中，突然在船首右前方近距离发现障碍物，应如何操纵船舶避离之？A. 立即操右满舵，待船首避离后，再操左满舵，使船尾避离B. 立即操右满舵，待船首避离后，保持右满舵，使船尾避离C. 立即操左满舵，待船首避离后，保持左满舵，使船尾避离D. 立即操左满舵，待船首避离后，再操右满舵，使船尾避离8. 对于航向稳定性较好的船舶，其追随性和螺旋实验滞后环的特点为：A. 追随性较好，螺旋实验滞后环的宽度较窄B. 追随性较差，螺旋实验滞后环的宽度较窄C. 追随性较差，螺旋实验滞后环的宽度较宽D. 追随性较好，螺旋实验滞后环的宽度较宽9. 船舶航向稳定性与船体水下侧面积形状分布和纵倾情况有关:A. 船尾钝材、尾倾越大，航向稳定性越好B. 船首钝材、尾倾越大，航向稳定性越好C. 船首钝材、首倾越大，航向稳定性越好D. 船尾钝材、首倾越大，航向稳定性越好10. 关于船舶保向性，下述哪项正确？A. 保向性与航向稳定性有关，与操舵人员的技能无关B. 保向性与航向稳定性有关，与操舵人员的技能有关C. 保向性与航向稳定性无关，与操舵人员的技能无关D. 保向性与航向稳定性无关，与操舵人员的技能有关11. 船舶倒车冲程与水深、船舶污底程度有关，在其他情况相同的条件下:A. 水深越大、船舶污底越严重，倒车冲程越大B. 水深越大、船舶污底越轻微，倒车冲程越大C. 水深越小、船舶污底越严重，倒车冲程越大D. 水深越小、船舶污底越轻微，倒车冲程越大12. 通过哪种标准试验方法来判断船舶的停船性能？A. 旋回试验B. Z型试验C. 螺旋试验D. 倒车试验13. 下列哪项叙述是正确的？A. 螺旋试验所需水域大，费时长B. 逆螺旋试验所需水域大，费时短C. 螺旋试验所需水域小，费时短D. 逆螺旋试验所需水域小，费时长14. IMO船舶操纵性衡准中要求全速倒车冲程指标的基准值为（L为船长）：A. ＜16LB. ＜15LC. ＜14LD. ＜13L15. 在船舶吃水一定的情况下，船舶基本阻力随船速的增大而增加，且:A. 在低速时基本呈线性关系，高速时呈非线性关系B. 在低速时呈非线性关系，高速时基本呈线性关系C. 在低速和高速时都基本呈非线性关系D. 在低速和高速时都基本呈线性关系16. 螺旋桨的滑失越小，则:A. 推力越小、舵效越差B. 推力越大、舵效越好C. 推力越小、舵效越好D. 推力越大、舵效越差17. 对于给定的螺旋桨，哪种情况下进车推力最大？A. 高速前进时B. 低速前进时C. 低速后退时D. 静止中18. 船舶的推进效率是指:A. 有效功率与机器功率之比B. 机器功率与有效功率之比C. 有效功率与收到功率之比D. 收到功率与有效功率之比19. 一般港内船速要比海上船速低，其主要原因包括：A. 港内航行阻力增大，为了减小主机扭矩而降低船速B. 港内航行阻力增大，为了增大主机扭矩而降低船速C. 港内航行阻力减小，为了减小主机扭矩而降低船速D. 港内航行阻力减小，为了增大主机扭矩而降低船速20. 螺旋桨沉深横向力的产生的原因包括：A. 受伴流影响导致螺旋桨上下桨叶转力不同B. 受伴流和螺旋桨上桨叶所处水深的影响C. 表层水密度的降低导致螺旋桨上下桨叶转力不同D. 螺旋桨上桨叶所处水层吸入空气、螺旋桨上下桨叶转力上大下小21. 船速与伴流横向力的关系是：A. 船速为零，伴流横向力最大B. 船速增大，伴流横向力增大C. 船速为零，伴流横向力最小D. 船速增大，伴流横向力减小22. 单车船静止中倒车，螺旋桨产生的横向力的大小排列顺序为:A. 伴流横向力＞沉深横向力＞排出流横向力B. 沉深横向力＞伴流横向力＞排出流横向力C. 排出流横向力＞沉深横向力＞伴流横向力D. 伴流横向力＞排出流横向力＞沉深横向力23. 操舵后，舵力对船舶运动产生的影响，下面说法正确的是：A. 使船产生尾倾B. 使船产生首倾C. 使船旋转D. 使船速增大24. 锚的抓力大小与______有关。
本科船舶原理思考题（答案）
例1：已知螺旋桨型式为B4－55，直径D ＝2.6米，转速N ＝200r/min ，进速，要求发出98100N 推力，如轴系效率为0.97，试求该螺旋桨所需之螺距比12.65Akn V=及主机功率。
解：1）预备计算 2003.3360n ==(r /s) 0.514412.65 6.507AV=⨯=(m /s) 22410003.33n Dρ=⨯⨯4=506736.12(N )2.62）计算J 和TK 6.5070.7523.33 2.6A J nDV===⨯ 24981000.194506736.12T TKnDρ===3）按算出的J 和值查B4－55性征曲线图得TK 1.07PD=0.035Q K =4）求螺旋桨收到功率2D nQPπ=22550.0351********.987()3.33 2.6Q Q N m nK Dρ==⨯⨯⨯=⋅ 2 3.1446112.987 3.33964.333()D kW P =⨯⨯⨯=5）求主机功率946.333994.158()0.97DS S kW PP η===例2：已知某单桨船，航速V ＝14.85kn ，有效功率，螺旋桨直径660.1848EkW P=D ＝2.6m ，转速N ＝200 r/min ，推力减额分数t=0.118，伴流分数，相对旋转效率0.15ω=，传送效率，求B4－55系列的螺旋桨所需主机功率。
R1.0η＝S0.95η＝解：1）计算J 和TK V 14.850.51447.64(/)m s ⨯＝＝ (1)7.64(10.15) 6.50AV Vω=-=-=(m /s) 660184.886411.623()7.64ER N VP=== 86411.62397972.362()(1)(10.118)1P R T N t Z ===--⨯ 224497972.3620.1931000200() 2.660TTKnDρ===⨯⨯6.500.75200() 2.660A J nD V ===⨯2）由J 和值查图谱得TK 1.07PD=0.035Q K =00.66η=3）求主机功率22550.035100046.205()200() 2.660Q kN m Q nK Dρ==⨯=⋅⨯⨯ 46.20546.205()1.0B RkN m QQη===⋅ 20022 3.1446.205967.225()60DB Bn kW Q P π==⨯⨯⨯= 967.2251018.132()0.95DBS SkW PP η===一、判断1、当船模和实船的雷诺数相等时，它们的单位排水量的摩擦阻力相等。
船舶动力装置原理与设计复习思考题（思考题部分）
船舶动⼒装置原理与设计复习思考题（思考题部分）船舶动⼒装置原理与设计复习思考题⼀、课件思考题部分第1章1、如何理解船舶动⼒装置的含义？它有哪些部分组成？答：船舶动⼒装置的含义：保证船舶正常航⾏、作业、停泊以及船员、旅客正常⼯作和⽣活所必需的机械设备的综合体。
组成部分：1)推进装置：包括主机、推进器、传动设备。
2)辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空⽓系统。
3)机舱⾃动化设备。
4)全船系统。
5)船舶设备，主要指甲板机械。
2、简述船舶动⼒装置设计的特点。
答：1)须符合船舶的特殊使⽤条件——船⽤条件，包括环境条件、空间条件;2)须设计成具有必要的⽬标任务条件和合适的保障条件，包括营运条件、作业条件、研究条件及⼯作条件、⽣活条件和⽣存条件。
3)须全⾯地综合地进⾏设计、进⾏通盘考虑，包括动⼒装置与总体性能、动⼒装置与其他专业、动⼒装置内部各⼦系统之间的综合平衡和匹配，以实现预定的技术经济指标.4)须全⾯掌握动⼒装置所覆盖的各技术领域，如船舶推进技术、热能转换技术、电⽓技术、安全技术、消防技术、防污染技术、冷藏技术、通风和空调技术、仿真技术以及⼈员⽣活、⽣存技术等。
5)受控于国际公约、规则、船级社规范、船旗国法规等要求和约束。
6)须根据市场经济的特点，对设备的选⽤和配套应在⽬标成本的控制下进⾏。
3、简述船舶动⼒装置的设计的主要内容。
答：1)主推进系统设计。
包括主机选型、主机及齿轮箱配套、主机及齿轮箱和调距桨的配套等；2)轴系设计；3)电站设计(主电站及应急电站)；4)热源系统设计(蒸汽、热媒油等)；5)动⼒系统设计(燃油、滑油、冷却⽔、压缩空⽓、进排⽓、加热蒸汽或热媒油等系统)和辅助设备选择；6)船舶系统设计(疏排⽔系统，注⼊、测量、空⽓系统，供⽔系统，舱底⽔系统，压载⽔系统，消防系统等，以及油船、液化⽓船和化学品船的专⽤系统)；7)⾃动控制、监测、报警系统设计；8)防污染系统设计(机舱防油污系统、油船防油污系统、⽣活污⽔防污染系统及防⽌有毒液体物质污染系统等)；9)机舱通风系统设计。
本科船舶原理思考题(答案)
例1：已知螺旋桨型式为B4－55，直径D＝2.6M，转速N＝200r/min，进速，要求发出98100N推力，如轴系效率为0.97，试求该螺旋桨所需之螺距比及主机功率。
解：1）预备计算2）计算J和3）按算出的J和值查B4－55性征曲线图得4）求螺旋桨收到功率5）求主机功率例2：已知某单桨船，航速V＝14.85kn，有效功率，螺旋桨直径D＝2.6m，转速N＝200r/min，推力减额分数t=0.118，伴流分数，相对旋转效率，传送效率，求B4－55系列的螺旋桨所需主机功率。
解：1）计算J和2）由J和值查图谱得3）求主机功率一、判断1、当船模和实船的雷诺数相等时，它们的单位排水量的摩擦阻力相等。
2、因为形状因了1+K在低速实验求得，所以三因次换算法也只能适用于换算低速船舶的阻力。
3、由于无边界层分离时，就无旋涡，则粘压阻力就不存在。
4、一般说来，随着桨叶数目的增加，螺旋桨效率增加，抗空泡性能与抗激振性能也得到改善。
5、高速螺旋桨易发生空泡的原因在于来流很大，致使叶背上的压力很小，从而具有较高的减压系数，而易发生空泡。
6、系泊时，螺旋桨与主机的匹配若刚好，则其转速保持不变。
7、拖轮常用导管桨，是因为桨受到良好的保护。
8、实效螺距是指实际测量的螺距。
9、敞水性征曲线上效率最高点，即设计图谱上的效率最佳点。
10、军舰速度高，故其伴流分数大。
11、由于船体表面存在纵向和横向弯曲，其摩擦阻力和相当平板的摩擦阻力有差异，此称为尺度效应。
12、某舰试航时，螺旋桨转速达不到设计转速，主机功率不能充分吸收，说明该桨处于负载过轻状态。
二、简答1、分析浮心纵向位置对阻力的影响。
2、试用理想推进器理论分析提高螺旋桨效率可采取的途径，并举三例。
三、计算1、某海船模型长度＝9M，湿表面积＝10平方M，在船池中进行实验，测得其在＝1.5M每秒时总阻力＝4.6公斤。
已知船模摩擦阻力＝3.4公斤，试用二因次换算方法，计算缩尺比为25的实船在相应速度时的有效功率。
船舶原理（习题）附带答案
L/B = 6.80， B/d = 2.63， D/d = 1.33
1441KW长江拖船：
L/B = 4.36， B/d = 3.33， D/d = 1.20
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10000t级远洋客货船： Cb = 0.670，Cw = 0.794，Cm = 0.984 20000t级远洋油船： Cb = 0.776，Cw= 0.852，Cm = 0.992， Cp = 0.782，Cvp = 0.911 1441KW长江拖船： Cb = 0.573，Cw = 0.793，Cm = 0.910
lz = 14 m、ly = 9 m
求： l = ？
解： r P = 9 j 14k m
rg =
W0 r g0 +
W
Pi r Pi
P rP = W rg
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rg =
W0 r g0 + Pi r Pi W
=
P 16700
r
P
0.0054 j 0.0084k
r g =l 0.01m
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解： D=V
V=
l
5 i=0
A wi
A w0
2
A w5
= 9097-971.6=8125.4 m3
D=V=9097-971.6=8125.4 t
=1
t m3
D=V=1.0259097-971.6 =8328.54t =1.025 t m3
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61.79m2
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3. 已知：d = 6.80m ， n = 17
（水线面积Aw，m2）为：0，980，1123， 1165，1200，1225，1240，1258，1268， 1280，1293，1305，1320，1335，1350， 1360，1380，1400 。
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例1：已知螺旋桨型式为B4－55，直径D ＝2.6米，转速N ＝200r/min ，进速12.65Akn V=，要求发出98100N 推力，如轴系效率为0.97，试求该螺旋桨所需之螺距比及主机功率。
解：1）预备计算2003.3360n ==(r/s) 0.514412.65 6.507AV=⨯=(m/s)22410003.33n Dρ=⨯⨯4=506736.12(N)2.62）计算J 和TK6.5070.7523.33 2.6AJ nDV===⨯24981000.194506736.12T TK nDρ===3）按算出的J 和TK值查B4－55性征曲线图得1.07PD= 0.035QK=4）求螺旋桨收到功率2DnQ P π=22550.0351********.987()3.33 2.6Q Q N m nK Dρ==⨯⨯⨯=⋅2 3.1446112.987 3.33964.333()DkW P=⨯⨯⨯=5）求主机功率 946.333994.158()0.97D S SkW PP η===例2：已知某单桨船，航速V ＝14.85kn ，有效功率660.1848EkW P=，螺旋桨直径D＝2.6m ，转速N ＝200 r/min ，推力减额分数t=0.118，伴流分数0.15ω=，相对旋转效率R1.0η＝，传送效率S0.95η＝，求B4－55系列的螺旋桨所需主机功率。
解： 1）计算J 和TKV 14.850.51447.64(/)m s ⨯＝＝(1)7.64(10.15) 6.50AV Vω=-=-=(m/s)660184.886411.623()7.64ER N VP===86411.62397972.362()(1)(10.118)1P R T N t Z ===--⨯224497972.3620.1931000200() 2.660TTKnDρ===⨯⨯6.500.75200() 2.660A J nD V ===⨯2）由J 和TK值查图谱得1.07PD= 0.035QK=0.66η= 3）求主机功率22550.035100046.205()200() 2.660Q kN m Qn K Dρ==⨯=⋅⨯⨯46.20546.205()1.0BRkN m QQη===⋅ 20022 3.1446.205967.225()60DB Bn kW Q P π==⨯⨯⨯= 967.2251018.132()0.95DB S SkW PP η===一、判断1、当船模和实船的雷诺数相等时，它们的单位排水量的摩擦阻力相等。
2、因为形状因了1+K 在低速试验求得，所以三因次换算法也只能适用于换算低速船舶的阻力。
3、由于无边界层分离时，就无旋涡，则粘压阻力就不存在。
4、一般说来，随着桨叶数目的增加，螺旋桨效率增加，抗空泡性能与抗激振性能也得到改善。
5、高速螺旋桨易发生空泡的原因在于来流V很大，致使叶背上的压力bP很小，从而具有较高的减压系数，而易发生空泡。
6、系泊时，螺旋桨与主机的匹配若刚好，则其转速保持不变。
7、拖轮常用导管桨，是因为桨受到良好的保护。
8、实效螺距是指实际测量的螺距。
9、敞水性征曲线上效率最高点，即设计图谱上的效率最佳点。
10、军舰速度高，故其伴流分数大。
11、由于船体表面存在纵向和横向弯曲，其摩擦阻力和相当平板的摩擦阻力有差异，此称为尺度效应。
12、某舰试航时，螺旋桨转速达不到设计转速，主机功率不能充分吸收，说明该桨处于负载过轻状态。
二、简答1、分析浮心纵向位置对阻力的影响。
2、试用理想推进器理论分析提高螺旋桨效率可采取的途径，并举三例。
三、计算1、某海船模型长度mL＝9米，湿表面积mS＝10平方米，在船池中进行试验，测得其在mV＝1.5米每秒时总阻力tmR＝4.6公斤。
已知船模摩擦阻力fmR＝3.4公斤，试用二因次换算方法，计算缩尺比为25的实船在相应速度时的有效功率EP。
1957ITTC 公式：20.075(lg 2)fe cR =-粗糙补贴：30.410fc-=⨯∆海水：24104.5/kgf sm ρ=⋅；21.158/s m ν=淡水：24101.87/kgf s m ρ=⋅；21.139/s m ν=T7－7：已知尺度比25λ=，船模长6m ，湿面积27m ，在试验池中速度为1.8/m s ，测得总阻力为4.3(42)kgf N ，试求：1、实船长；2、实船湿面积；3、实船航速，以节为单位；4、实船总阻力，摩擦阻力按1957ITTC 公式、粗糙度补贴系数取5410⨯；5、此航速下实船所需的有效功率。
解：1、实船船长256150()s m m L L λ==⨯=。
2、实船湿面积22274375)(25s m m s s λ==⨯=。
3、实船航速 1.89.0(/)17.5s m m s kn v v ====。
4、实船总阻力t R （用傅汝德法）： 1）计算雷诺数取标准水温015t c =，假定实船航行水域为淡水。
969.0150 1.1851.139021010s s es sv LR ν-⨯===⨯⨯661.869.4821.139021010m m emmv L R ν-⨯===⨯⨯2）计算摩擦阻力 A 、实船3220.0750.0751.499910(lg 2)(lg1.1852)10fs es C R -===⨯-⨯-23321()21(1.4990.04)999.044375272430()210109.0fs fs f s ss N V C C R S ρ--=+=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=∆B 、船模3220.0750.0753.028610(lg 2)(lg9.4822)10fm em C R -===⨯-⨯-2321213.028999.04734.3()210 1.8fm fm m mm N V C R S ρ-=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=3）计算剩余阻力A 、船模7.7()rm tm fm N R R R =-=B 、实船33999.047.7120313()999.0425s rs rm mN R R ρλρ==⨯⨯=4）实船总总船体阻力5272430120313 3.93()10ts fs rs N R R R =+=+=⨯5、实船有效功率563.939 3.54()1010es ts s W V P R =⋅=⨯⨯=⨯2、某内河单桨船，航速V ＝7.5 m/s ，阻力R ＝17992.8 N ，螺旋桨直径D ＝1.0 m ，转速n ＝10 m/s ，测得船后桨消耗的转矩Q B ＝2998.8N ⋅m ，该桨敞水性征曲线为K T =0.5－0.5J ；K Q =0.06－0.05J 。
若相对旋转效率R1.0η=，水密度ρ＝1000kg/m3 ，试求：1、桨的伴流分数ω和推力减额分数t ；2、船的有效马力P E 和螺旋桨的推马力P T ；3、螺旋桨的敞水收到马力P D0 。
解：1、求敞水桨消耗的转矩Q 0Q 0＝R ηQ B ＝1.0⨯2998.8＝2998.8N ⋅m2、求敞水桨的转矩系数K QK Q ＝25Qn D ρ＝252998.8100010 1.0⨯⨯＝0.030* Q 即为Q 0 3、求进速系数J由K Q =0.06－0.05J ，得J ＝（0.06－K Q ）/0.05＝（0.06－0.030）/0.05＝0.604、求进速V A由J ＝V A /nD ，得 V A ＝JnD ＝0.60⨯10⨯1.0＝6.0 m/s 5、求伴流分数ωω＝1－A V V＝1－6.0/7.5=0.26、求推力系数K TK T =0.5－0.5J ＝0.5－0.5⨯0.60＝0.2 7、求推力T T ＝K T 24nDρ＝0.2⨯1000⨯24101.0⨯＝20000 N8、求推力减额分数t t ＝T R T －＝2000017992.820000－=0.10036 9、求有效马力P EP E ＝RV/75＝17992.87.59.875⨯＝183.6hp10、求推马力P TP T ＝A T V 75＝200006.09.875⨯＝163.3 hp11、求敞水效率0η0η＝T Q JK 2K π⋅＝0.20.600.032 3.14⨯⨯⨯＝0.63712、螺旋桨的敞水收到马力P D0P D0＝T 0P η＝16000.637＝256.4 hp 3、若已知数据据同上题，且速度为零时的推力减额分数00.04t =，轴系传送效率0.97S η=。
试求系泊时螺旋桨的有效推力e T 及主机发出的功率S P 。
试用理想推进器理论分析得出提高螺桨效率的措施，并列举三例。
答：1、理想推进器效率公式：A 、112++=σηTiA其中V A T Ai T2021ρσ=式1B 、V A T AiiA214134ρη++= 式22、由式1可得措施一：增大螺旋桨直径D D ↑→A 0↑→σT↓→ηiA↑例如：隧道尾和设计纵倾。
由式2可得措施二：限制尾流收缩 限制尾流收缩→A 1↑→ηiA↑例如：导管螺旋桨。
P195 T8－6：已知螺旋桨直径5D m =，船后桨收到功率2100DB kw P =，推进功率1400Tkw P=，转速120/min N r =，进速12Akn V=。
求桨的转矩系数、推力系数及敞水效率。
取相对旋转效率0.99Rη=。
解：1、求转矩系数QK1）敞水螺旋桨收到马力D P21000.992079D DB RPP η=⋅=⨯=（kw ）=2826.65（hp ）2）敞水螺旋桨消耗的转矩Q0275D n Q P π=（hp ）→0075752826.6516878.8812022 3.1460D nP Qπ⨯===⋅⨯⨯（kgf m ） 3）转矩系数QK225516878.880.012910259.80665120()560Q QK n Dρ===⨯⨯注：式中Q 即为0Q。
2、求推力系数TK1）求推力T75ATT V P=（hp ）→100075140075735.49923127.30120.5144TAT P V⨯⨯===⨯（kgf ）2）推力系数TK224423127.300.088510259.80665120()560TTKnDρ===⨯⨯3、求敞水效率η方法一、10001400735.4990.6732826.65TD PPη⨯=== 方法二、0120.514412050.0885600.674220.01292 3.14AT T Q QJ nD V K K K K ππη⨯⨯=⋅=⋅=⨯=⨯ 注：两方法所得计算结果基本一致，说明本题计算过程基本正确。
课外思考题：为什么敞水桨模的性征曲线组能用于主机带动的船后实桨的设计？ 答题要点：1）敞水桨模与敞水实桨的关系（敞水桨模→敞水实桨）：敞水效率（若敞水实桨与敞水桨模几何相似、进速系数相等，两者的性征曲线一致）；2）敞水实桨与船后实桨的联系（敞水实桨→船后实桨）：相对旋转效率；3）船后实桨的设计应考虑船（船体）、机（主机）、桨（船后实桨）三者是一个整体，它们之间的联系：A、船体与船后实桨的联系：船身效率；B、主机与船后实桨的联系：传送效率。