第一章船舶静力学
大连理工大学考研专业课 船舶静力学课后习题答案

Statics of the ShipExercise响砂山月牙泉第一章复习思考题1.船舶静力学研究哪些内容?2.在船舶静力学计算中,坐标系统是怎样选取的? 3.作图说明船体的主尺度是怎样定义的?其尺度比的主要物理意义如何?4.作图说明船形系数是怎样定义的?其物理意义如何?试举一例说明其间的关系。
5.对船体近似计算方法有何要求?试说明船舶静力学计算中常用的近似计算法有哪几种?其基本原理、适用范围以及它们的优缺点。
复习思考题6.提高数值积分精确度的办法有哪些?并作图说明梯形法、辛浦生法对曲线端点曲率变化较大时如何处理?以求面积为例,写出其数值积分公式。
7.分别写出按梯形法,辛浦拉法计算水线面面积的积分公式,以及它们的数值积分公式和表格计算方法。
(5,8,-1) 法、(3,10,-1)法的适用范围。
8.写出计算水线面面积的漂心位置和水线面面积对x 轴y轴的惯性矩的积分公式。
并应用求面积的原理写出其数值积分公式和表格计算方法。
复习思考题9.如何应用乞贝雪夫法?试以九个乞贝雪夫坐标,写出求船舶排水体积的具体步骤。
10.说明积分曲线、重积分曲线与原曲线的关系.并以水线面面积曲线为例说明积分曲线、重积分曲线的应用。
Exercise 1-1已知: L=155m,B=18m,d=7.1m,V=10900m 3,Am=115m 2, Aw=1980m 2求:Cb=V/LBd=10900/(155Cb=V/LBd=10900/(155**1818**7.1)=0.550 Cp=V/Lam=10900/(155 Cp=V/Lam=10900/(155**115)=0.62 Cw=Aw/BL=19800/(18 Cw=Aw/BL=19800/(18**155)=0.710 Cm=Am/Bd=115/(18 Cm=Am/Bd=115/(18**7.1)=0.900 Cvp=V/Awd=10900/(1980 Cvp=V/Awd=10900/(1980**7.1)=0.775 某海洋客船L=155m ,B=18m ,d=7.1m ,V=10900m3,Am=115m 2,Aw=1980m 2。
船舶原理第章课件

船体型线图上还绘有上甲板边线(上甲板和船体 型表面的交线)。
纵剖线、横剖线和水线虽然是分别画在三个投影 面上,但它们的位置却都是相互对应的,即在任 何投影面上的任何一点,都应能在另两个投影面 上找到它的相对应点。
完整的型线图还包括主尺度及主要参数和型值表。 船舶原理第章课件
3、型深 型深(D):指在船长中点处,沿船舷由龙骨上
缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离。
船舶原理第章课件
主尺度
4、型吃水(d)——是船舶浸沉深度的一个度量。
为基线至设计水线的垂直距离。 平均吃水dm;首吃水df;尾吃水da;吃水差t 。 平均吃水 dm=df+da∕2 吃水差 t = df- da
抗沉性
操纵性(航向稳定性、回转性 )
船舶原理第章课件
第一章 船舶形状及近似计算
§1-1 主尺度、船型系数、尺度比 §1-2 船舶型线图 §1-3船体计算的近似积分法
船舶原理第章课件
三个基准面
中线面XOZ平面——它将船体分为 左右舷两个对称部分的纵向垂直 平面,是量度船体横向尺度的基 准面。
5、垂向棱形系数——表征排水体积沿船舶垂向的分布
情况。其数值大即水线面面积小,则表示其排水体积沿吃
水方向分布均匀。
对于同一船舶的船体系数:中横剖面系数数值最 大,棱形系数数值较小,方形系数数值最小。
水线面系数、中横剖面系数、方形系数为独立无 因次系数,而棱形系数和垂向棱形系数可以从前 三者导出。
船舶原理第章课件
船型系数
面积系数 水线面系数
CW
AW LB
中横剖面系数
CM
AM Bd
式中:AW——水线面面积;AM——中横
剖面浸水面积;V——排水体积。
船舶静力学课后习题答案

ExerciseStatics of the Ship响砂山月牙泉第一章复习思考题1.船舶静力学研究哪些内容?2.在船舶静力学计算中,坐标系统是怎样选取的?3.作图说明船体的主尺度是怎样定义的?其尺度比的主要物理意义如何?4.作图说明船形系数是怎样定义的?其物理意义如何?试举一例说明其间的关系。
5.对船体近似计算方法有何要求?试说明船舶静力学计算中常用的近似计算法有哪几种?其基本原理、适用范围以及它们的优缺点。
复习思考题6.提高数值积分精确度的办法有哪些?并作图说明梯形法、辛浦生法对曲线端点曲率变化较大时如何处理?以求面积为例,写出其数值积分公式。
7.分别写出按梯形法,辛浦拉法计算水线面面积的积分公式,以及它们的数值积分公式和表格计算方法。
(5,8,-1) 法、(3,10,-1)法的适用范围。
8.写出计算水线面面积的漂心位置和水线面面积对x轴y轴的惯性矩的积分公式。
并应用求面积的原理写出其数值积分公式和表格计算方法。
复习思考题9.如何应用乞贝雪夫法?试以九个乞贝雪夫坐标,写出求船舶排水体积的具体步骤。
10.说明积分曲线、重积分曲线与原曲线的关系.并以水线面面积曲线为例说明积分曲线、重积分曲线的应用。
Exercise 1-1已知: L=155m,B=18m,d=7.1m,V=10900m3,Am=115m2,Aw=1980m2求:Cb=V/LBd=10900/(155*18*7.1)=0.550Cp=V/Lam=10900/(155*115)=0.62Cw=Aw/BL=19800/(18*155)=0.710Cm=Am/Bd=115/(18*7.1)=0.900Cvp=V/Awd=10900/(1980*7.1)=0.775某海洋客船L=155m,B=18m,d=7.1m,V=10900m3,Am=115m2,Aw=1980m2。
试求Cb, Cp, Cw, Cm, Cvp。
Exercise 1-2两相等的正圆锥体在底部处相连接,每个锥体的高等于其底部直径.这个组合体浮于水面,使其两个顶点在水表面上,试绘图并计算:(1)中横剖面系数Cm,(2)纵向棱形系数Cp,(3)水线面系数Cw,(4)方形系数Cb。
武汉理工大学船舶静力学

目录第一章:1、船舶阻力与快速性的关系2、船舶阻力研究的内容和目的是什么?有哪些研究方法?3、船舶阻力分类方法、优缺点4、船舶周围流场的主要物理现象是什么?对阻力有哪些影响?5、边界层的特点:(定义、成因、状态)6、产生船舶阻力的主要原因7、潜艇和水面船舶所受到的阻力有哪些区别?8、什么是Re,Fr和相应速度?9、什么是Frude定理?有何作用?10、什么是全相似?11、Frude假定的内容是什么?有什么优缺点?12、船舶表面弯曲对摩擦阻力产生形状效应,为何船的摩擦阻力仍可以用相当平板公式计算?13、Frude的平板摩擦阻力公式、ATTCLine、ITTC-57公式是什么?根据什么得出?14、名词解释:层流边界层、理想流体、相应速度、相当平板、摩擦系数、阻力的种类和定义第三章:1、波浪是如何产生的?其组成及特点?2、兴波阻力产生的原因是什么?3、兴波阻力与船航速的关系?行波阻力系数随速度的变化规律是什么?4、船波产生干扰的原因是什么?如何减少干扰?有利干扰和无利干扰?避免干扰措施?5、兴波阻力的确定方法有哪些?6、球鼻首降低兴波阻力的原因7、减小兴波阻力的措施与原理8、减小摩擦阻力的方法第四章:1、附加阻力有哪几类?各有什么特性?第五章:1、阻力实验的目的?条件?为什么?2、船模实验数据如何换算至实船?3、船模阻力的表达式的作用?有哪几种?4、为何几何相似船与船模速度相应时,k值相等?第七章:1、研究船型对阻力的影响为何要划分速度级?如何划分?2、船舶不同参数对船舶阻力的影响3、熟悉Toylor系列船舶的组成和应用4、排水量长度系数[正三角]/([L/100]3)对阻力的影响?设计时选取船长的原则是什么?5、B/T对阻力有何影响6平行中体对阻力有何影响?选取原则?7.球鼻首作用?机理?主要参数?8、肥瘦两船排水量一样,高速航行/低速航行哪个马力大?第一章1、船舶阻力与快速性的关系船舶阻力是船舶在航行过程中收到流体(水或空气)阻止它前进的力,是与船体运动相反的作用力。
船舶静力学课件(绪论及第一章)

L
L
A6(y14y2y3) S(M y14y2y3)
A=
基本原理:采用等分间距以若干段二次抛物线近似地代替实际曲
线,计算各段抛物线下面积的数值积分法。(推导计算)
应用条件: 曲线底边长度的等分数目为偶数(即纵坐标数目为奇 数)
推广图:
A= 2 S L .M .(1 2y 0 2 y 1 y 2 2 y 3 y n 2 2 y n 1 1 2y n )
型线图所表示的船体外型为船体型表面。 钢船的型表面为外板的内表面(不包括船体外板厚度) 水泥船、木船则为船壳的外表面(包括船体外板厚度)
以钢质船为例:型线图上所表示的船体形状包括外板型 表面的形状和甲板型表面的形状。不包括船壳板和甲板 板厚度在内的船体表面(即胁骨以外船壳板以内,横梁 以上甲板板以下的船体表面)
推广计算:等分(须为3的倍数)
A S 1( y M 0 3 y 1 3 y 2 2 y 3 2 y n 3 3 y n 2 3 y n 1 y n )
2、(3)特殊的辛氏法
[5,8,-1]法:曲线具有两个等分间距,三个纵坐标,但只求曲线 下相邻两个纵坐标之间所包围的面积。 1 A 0112 l(5y08y1y2)
采用型表面的原图: A、各部位钢板的厚度不同。 B、便于建造。
§1-3 船体近似计算方法 一、船体计算的习惯坐标系
O取在中线面、中站面、基平面的交点, X轴为中线面与基平面的交线,x向纵向,指向船首为正; Y轴为中站面与基平面的交线,y向横向,指向右舷为正; Z轴为中线面与中站面的交线,z向垂向,垂直向上为正。
物理含义:表示排水体积沿船长方向的分布情况 ;
5、垂向棱形系数 (Vertical prismatic coefficient)
船舶静力学综述修改

一、主尺度
主尺度表示船舶的大小,由船长、型宽和吃水 等来度量。 船长[ (1)船长[L],有三种: 总长L ——平行与设计水线首尾的最大距离 总长LOA——平行与设计水线首尾的最大距离 (进船坞、码头或过闸门市时采用) 垂线间长L ——首垂线与尾垂线之间的水平距离 垂线间长LPP ——首垂线与尾垂线之间的水平距离 (习惯上默指的船长,在船舶静水力计算中采用) 设计水线长L ——设计水线在首尾与船型表面之 设计水线长LWL ——设计水线在首尾与船型表面之 交 点的水平距离(军舰及在阻力分析中常采用);
五、《船舶静力学》课程内容 船舶静力学》
(1)船体形状及近似计算 (2)浮性 (3)初稳性 (4)大倾角稳性 (5)抗沉性 (6)船舶下水
第一章 船体形状及近似计算
§1-1 主尺度、船形系数和尺度比 主尺度、
主尺度、 主尺度、船形系数和尺度比是表 示船体大小、形状、 示船体大小、形状、肥瘦程度最简明 的几何参数
B
AW ∇ d
棱垂向形系数C 棱垂向形系数CVP——船体在水线以下的排水体 船体在水线以下的排水体 与由相对应的水线面面积A 和吃水d 积∇与由相对应的水线面面积AW和吃水d所构成的棱 柱体体积之比, 柱体体积之比,即
L
CVP的几何意义: 的几何意义: 表示船体水线以下 排水体积沿吃水方 向的分布情况
∇ CVP = A ×d W
三、尺度比
船舶各主要尺度比是表示船体几何特征 的重要参数,它包括: (1)长宽比[L/B]—— 长宽比[ 宽吃水比[ (2)宽吃水比[B/d]—— 型深吃水比[ (3)型深吃水比[D/d]—— 长深比[ (4)长深比[L/D]——
§1-2 船体型线图与型值表
船体外形一般都是复杂的流线型体, 船体外形一般都是复杂的流线型体, 表示其形状最全面, 表示其形状最全面,最精确的方式是用 型线图。它是船舶设计、 型线图。它是船舶设计、理论计算和施 工建造的重要依据, 工建造的重要依据,因而是关系到船舶 全局的一张最重要的图纸 重要的图纸。 全局的一张最重要的图纸。
《船舶静力学》课件

应用:用于船舶 设计、建造、营 运和维护等各个 环节,确保船舶 的安全性和经济 性
船体几何特性和浮性要素计算
浮性要素:包括浮力、重力、 浮心、稳心等
计算方法:采用静水力计算 公式,如阿基米德原理、浮
力定律等
船体几何特性:包括船体长 度、宽度、吃水、型深等
计算结果:得到船舶的浮性 要素,如浮力、重力、浮心、
心高度等
船舶稳性计算: 通过计算船舶 的稳性曲线和 稳性力臂来确 定船舶的稳性
影响船舶稳性的因素和提高稳性的措施
船舶重量分布:重心位置、重量分布均匀性等
船舶形状:船体形状、吃水线等
船舶速度:速度对稳性的影响
船舶装载:货物装载位置、装载量等
提高稳性的措施:调整船舶重心、优化船体形状、控制船舶速度、合 理装载等
船舶浮性
船舶浮性的定义
船舶浮性是指船舶在水中保持漂浮状态的能力 船舶浮性取决于船舶的重量和浮力 船舶浮性是船舶设计的重要参数之一 船舶浮性可以分为正浮性和负浮性两种类型
船舶排水量和浮心位置的计算
船舶排水量: 船舶满载时排 开的水的重量
浮心位置:船 舶漂浮时,浮 力作用点在水 平面上的投影
计算方法:根 据船舶的排水 量和浮心位置, 可以计算出船
船舶抗沉性
船舶抗沉性的定义
船舶抗沉性是指 船舶在受到外力 作用时,保持不 沉的能力。
船舶抗沉性是船 舶安全性能的重 要指标之一。
船舶抗沉性的评 价标准包括船舶 的稳性、浮力、 抗沉性等。
船舶抗沉性的提高 可以通过优化船舶 设计、增加浮力、 提高船体强度等方 式实现。
船舶破损进水对浮态和稳性的影响
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船舶静力学
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PART One
武汉理工大学2011级船舶静力学习题及答案.

船舶静力学习题(一)第1章 船体形状及近似积分1、某拖船船长L=21m ,船宽B=4.5m ,船首吃水d F =1.11m ,船尾吃水d A =1.09m ,方形系数C B =0.448。
求排水体积∇。
2、某海洋客货船船长L=155m ,船宽B=18m ,吃水d=7.1m ,排水体积310900m ∇=,船中横剖面面积2115M A m =,水线面积21980W A m =。
求:(1)方形系数C B ;(2)棱形系数C P ;(3)水线面系数C W ;(4)中横剖面系数C M ;(5)垂向棱形系数C VP 。
3、某长江客货船满载吃水d=3.8m ,长宽比L/B=7.43,船宽吃水比B/d=3.53,方形系数C B =0.794。
求:(1)船长L ;(2)船宽B ;(3)排水体积∇。
4、某船的长度L=70m ,其设计水线的等间距半宽值如下表所列。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10半宽yi (m ) 0 4.4 4.85 5.0 5.2 5.2 4.954.8 4.35 3.15 0 请按梯形法计算水线面积A W 、漂心F 的坐标fx和通过漂心的横轴的惯性矩I yf 。
5、已知一扇形面,中心角0040θ=,每隔010ϕ∆=的矢径长度如下图所示。
求:(1)中心角0040θ=范围内之扇形面积A 及其对原点o 和轴yy 之静矩O M 和oy M 的积分表达式,并用梯形法列表计算。
第2章 浮性1、某海船吃水d=5.88m 时的排水体积39750m ∇=,浮心在基线之上3.54m 。
向上每隔0.22m 的每厘米吃水吨数q 见下表:求吃水d=6.98m 时的浮心垂向坐标B Z 。
水线(m ) 5.886.10 6.32 6.54 6.76 6.98q (t/cm ) 22.823.123.323.623.723.82、某货船在A 港内吃水d=5.35 m ,要进入B 港,要求吃水不能超过d1=4.6 m ,已知船在d2= 5.5 m 时的每厘米吃水吨数218.6/q t cm =;在d3= 4.5 m 时的每厘米吃水吨数314.8/q t cm =。
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船舶耐波性(适航性)
WL WL
船舶在风浪中的运动性能,此时船舶
发生摇荡运动(横摇、纵摇和升沉等)。
船舶操纵性
船舶操纵性包 括:航向稳定性和
回转性。
本课课程的特点、地位和内容
一、特点和地位
《船舶静力学》是一门古老而成 熟的,基本原理简明的,实践性强, 在船舶设计、船舶建造及船舶营运 中非常有用的学科。是船舶工程专 业的最重要的专业课,是《船舶原 理》和《船舶设计》课程的基础, 也是船舶诸多性能的基础。dFra bibliotek BL
舯方形系数CB——船体在水线以下的排水体积 与由船长L、设计水线宽B和吃水d所构成的长方形体
体积之比,即
CB L B d
CB几何意义:
表示船体水线以下排水 体积的肥瘦程度。
L
AM
d AM
d
(纵向)棱形系数CP——船体在水线以下的排水体积
与由船长L、舯横剖面积AM所构成的棱柱体体积之
绪论
船舶航海性能包括:
浮性
船舶在一定装载情况下浮于一定 水面位置的能力。
船舶稳性
船舶在外力 作用下,船舶发 生倾斜而不致倾 覆,当外力作用 消失后,仍能回 复到原来平衡位 置的能力
船舶抗沉性
船舶破 损进水情况 下的浮性和 稳性
船舶快速性
WL
T
WL
R
船舶的速航性,其中包括:船舶阻 力性能,及船舶推进性能
-
400
1098.0 1516.7 1641.8 1735.3 1817.0 1907.2 1966.4 2005.6 2030.5 1931.8 1802.6 1647.6 1516.9 1303.0 1067.4 748.0 345.0
-
500
1102.4 1912.0
2256.3 2272.4 2288.1 2302.4 2315.5 2328.6 2339.3 2345.2 2350.8 2330.8 2051.6 1890.0 1656.8 1362.9 964.6 488.5
尾垂线
舷墙顶线 甲板边线
dA
LOA LWL
D dM
LPP
F
设计水线
基线
设计水线 龙骨线
基线
dF
首垂线
B
甲板
龙骨板
D dM
二、船型系数
船型系数是表示船体水下部分面积或体 积的肥瘦程度的无因次系数,它包括:
面积系数
(1)水线面积系数[CWP , ]—— (2)中横剖面系数[CM , ]——
体积系数
(3)方形系数[CB , ]—— (4)棱形系数[CP , ]—— (5)垂向棱形系数[CVP , V]——
86.9
-
水线
800
900
2207.7 2245.6
2251.0 2283.6
2287.0 2315.4
2308.4 2335.7
2327.3 2353.9
2343.0 2369.2
2358.2 2384.2
2373.7 2398.7
2385.8 2410.5
2398.0 2421.1
2406.6 2428.4
一、主尺度
主尺度表示船舶的大小,由船长、型宽和吃水 等来度量。 (1)船长[L],有三种: 总长LOA——平行与设计水线首尾的最大距离
(进船坞、码头或过闸门市时采用) 垂线间长LPP ——首垂线与尾垂线之间的水平距离
(习惯上默指的船长,在船舶静水力计算中采用) 设计水线长LWL ——设计水线在首尾与船型表面之
(3)基平面——通过船长中点龙骨板上缘 的平行于设计水线面的平面。
基本投影平面
中线面
中站面
基平面
船体型表面
型线图所表示的船体外形称为船体型表面
三个基本截面
中纵剖面
甲板线
中横剖面
龙骨基线
尾
首
设计水线面
船舯
船体型表面在中线面、中站面和设计吃水处的 平行于基线面的截面分别称为中纵剖面、中横剖面 和设计水线面
2152.3 2320.8
2141.8 2302.2
2113.1 2270.4
2058.1 2212.0
1929.5 2080.7
1618.8 1742.1
1023.8 1123.5
195.1 233.0
-
-
-
-
舷边折角线
2399.0 2451.1 2480.2 2494.5 2506.6 2519.6 2532.0 2541.3 2549.9 2550.0 2550.0 2550.0 2550.0 2550.0 2549.9 2544.8 2501.4 2423.8 2146.0 1742.1 1047.8
某高速船的横剖型线
-2 -1 0
1
2 3
4 6 8
A
-2 -1 0 1 8 6 43 2
850纵剖
10
cL
24 23
850纵剖
1550
1400 1300
1200
1100
22
1000
21
900
20
19
800
18
17 700
16
600
15
500
14
13
400
8 10 12 300
200
100
BL
二、船体型值表
交 点的水平距离(军舰及在阻力分析中常采用);
(2)型宽[B]——指船体两侧型表面(不包括外 板厚度)之间的最大水平距离;
(3)型深[D]——在甲板边线最低点处,自龙 骨基线至上甲板边线的垂直距离;
(4)吃水[d]——龙骨基线至设计水线的垂直 距离,一般指平均吃水。
d
1 2
(dF
dA)
船舶特征尺度
船舶各主要尺度比是表示船体几何特征 的重要参数,它包括:
(1)长宽比[L/B]—— (2)宽吃水比[B/d]—— (3)型深吃水比[D/d]—— (4)长深比[L/D]——
§1-2 船体型线图与型值表
船体外形一般都是复杂的流线型体, 表示其形状最全面,最精确的方式是用 型线图。它是船舶设计、理论计算和施 工建造的重要依据,因而是关系到船舶 全局的一张最重要的图纸。
二、研究范畴和内容
1、范畴
《船舶原理》是研究船舶航海性能的一门 科学,它包括如下两部分:
船舶静力学(以流体静力学为基础)
(1)浮性 (2)稳性
船舶动力学(以流体动力学为基础)
(3)抗沉性 (4)快速性(阻力与推进) (5)适航性(耐波性) (6)操纵性
三、研究与判断船舶稳 性的方法
1、 理论计算(应用浮
一、船体型线图
船体型线图所表示的船体表 面称为船体型表面。
注意!
钢船、铝船体的型表面为外板 的内表面;水泥船、木质船和玻璃 钢船的型表面为船壳的外表面。
船体型线图的组成:
(1)横剖线图——平行于中站面的一组 横剖面;
(2)半宽水线图——平行于基线面的一 组水平剖面;
(3)纵剖线图——平行于中线面的一组 纵剖面。
《船体型值表》是船舶性能计算和建造 的主要依据。为避免图纸的伸缩变形,长期 保存船型的重要数据需要给出船体型值表。
某高速艇型值表
单位: mm
站号
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 21
100
44.8 166.0 271.1 361.9 507.9 526.3 501.3 469.0 431.7 397.6 336.2 255.9 154.5 27.7 -
比,即
CP
AM L
CP 的几何意义:
表示船体水线以下
排水体积沿船长的
分布情况
B AW
d
L
棱垂向形系数CVP——船体在水线以下的排水体
积与由相对应的水线面面积AW和吃水d所构成的棱
柱体体积之比,即
CVP的几何意义: CVP AW d
表示船体水线以下 排水体积沿吃水方
向的分布情况
三、尺度比
200
399.7 511.0 622.1 730.5 827.4 905.1 967.8 1015.4 978.2 913.5 837.7 770.7 651.4 514.1 343.4 111.6
-
300
454.6 965.7 1076.6 1183.1 1276.6 1375.5 1448.4 1491.0 1523.0 1455.0 1358.1 1242.8 1143.8 972.3 789.7 543.0 219.8
-
1500 -
2501.4 2421.0 2138.1 1722.7 1010.3 284.3
-
舭部折角线
内
外
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2102.8 2277.4
2112.2 2287.7
2121.7 2298.1
2128.8 2308.2
2136.1 2317.7
2146.0 2324.2
2155.4 2329.7
-
1400
2385.5 2434.6 2464.0 2479.0 2491.6 2504.8 2517.3 2527.1 2535.8 2536.7 2537.2 2537.0 2535.3 2532.5 2528.4 2518.1 2469.5 2381.7 2089.0 1640.9 894.9 134.5
345.6 -
某万吨级货轮型值表
单位: mm
半宽值
站号 基线 1200 2400 水线 水线