船体主尺度、尺度比和船型系数全解
船舶总体设计5-1主尺度
7.载货量系数（DW/△） 载货量系数（ 载货量系数 △ 即船舶载货量与船舶排水量之比。 即船舶载货量与船舶排水量之比。 在同一排水量下，载货量系数越高， 在同一排水量下，载货量系数越高，船舶装载 能力就越大，船舶经济效益将越好。 能力就越大，船舶经济效益将越好。 京杭运河标准船型DW/△值在 之间； 京杭运河标准船型 △值在0.75—0.8之间； 之间 川江及三峡库区标准船型DW/△值在 川江及三峡库区标准船型 △值在0.6—0.7 之间。 之间。 8.单位功率载量（t/kW） 单位功率载量（ 单位功率载量 ） 在相同航道条件下，单位功率载量越大，反映 在相同航道条件下，单位功率载量越大， 船舶阻力越小，船舶性能越优良。 船舶阻力越小，船舶性能越优良。 京杭运河标准船型t/kW值在 值在2—3之间。 之间。 京杭运河标准船型 值在 之间
（2）调查研究 ）
调查研究是搞好设计的重要环节。从设计开 调查研究是搞好设计的重要环节。 始以至整个设计过程中都要进行调查研究， 始以至整个设计过程中都要进行调查研究， 当然主要而大量的调研工作是在设计之初。 当然主要而大量的调研工作是在设计之初。 调研的内容包括: 调研的内容包括 查阅文献资料，调查航线、港口情况； 查阅文献资料，调查航线、港口情况； 现有同类实船的调研； 现有同类实船的调研； 调查船厂的生产能力等情况。 调查船厂的生产能力等情况。 通过调研掌握新船主尺度限制， 通过调研掌握新船主尺度限制，形成母型船 要素一览表，获得新船设计的思想、 要素一览表，获得新船设计的思想、方法及 各种有用的数据资料。 各种有用的数据资料。
(4)满足用船部门 船东 对新船的使用要求 满足用船部门(船东 对新船的使用要求; 满足用船部门 船东)对新船的使用要求 (5)满足客观条件 航区航线、港口、建造 满足客观条件(航区航线 满足客观条件 航区航线、港口、 厂等)对新船主要要素的限制 对新船主要要素的限制; 厂等 对新船主要要素的限制 （6）新船的经济性要求：努力提高新船 ）新船的经济性要求： 的经济性。 的经济性。
船舶阻力第六章
36
6.6 首尾形状影响
2、横剖面形状对阻力的影响及选择 （1）首部： 低速：V形 — S小 — Rf小； V形—水下部分瘦—沿纵剖线流动—减少舭部旋涡 中高速：U形—首部满载水线尖瘦—减小Rw （ 避免采用极U形—舭部半径过小—旋涡） （2）尾部 阻力角度：V形— S面积略小 — Rf 略小； 纵剖线平顺 — 不易发生分离 水线宽 — 便于双桨布置 推进角度：U形 — 伴流均匀 —螺旋桨效率高、船体振动小
同，存在最佳船长Lopt
9
6.2 船体主尺度影响
（4）船长选择须考虑因素： 总布置、阻力、操纵性、耐波性、经济性 （5）利用经验公式估算船长 2 巴士久宁公式 Ldisp 0.305C Vs Vs 2 其中速度单位为kn, 排水体积单位为m3 适用于Δ＝1600～42000t的各类民用船 常数C的选取：C= 23.5, 当单桨船Vs ＝11.0kn～16.5kn C= 24.0, 当双桨船Vs ＝15.5kn～18.5kn C= 26.0, Vs>20kn 艾亚公式
（1）横剖面面积曲线形状： xc 、Lp、首尾端形状
3
6.1 船型对阻力影响的基本概念
（2）满载水线形状： 面积、平行中段长度、首尾端形状、半进角 （3）首尾形状： 首尾横剖面形状、纵剖面形状 总阻力： t f L3、 T、 p、Cm、船体形状、Fr C B C
三、船型对阻力影响问题的研究方法
1
6.1 船型对阻力影响的基本概念
中速船 0.20<Fr < 0.30
Rw随V提高而增大, 既要减小Rw 又要考虑Rf 和Rpv, 办法:选择有利船型参数 — (兴波)有利干扰 船型趋于瘦削— 减小粘压
第一章 船舶基础知识
2 %一 4 %左右. 以阻力的性质则分为粘性阻力和兴波阻力两种.
附体阻力:水下的船体表面常有突出的附属结构,如舵,轴支架,舭龙骨, 减摇鳍等,航行中也产生阻力,我们把这部分阻力从主船体阻力中分出来, 称为附体阻力,约占总阻力的 3 %一 10 %. 裸体阻力:而剩下的主船体水阻力称为裸体阻力.对于一般船舶都只计算 裸体阻力,然后根据附体的设置情况增加一个百分数( 10 %一 25 % )作 为附体阻力.
耐波性好的船舶大体上应满足以下几方面 的要求
在波浪中的运动幅度和加速度不大; 运动比较和缓,乘员可以适应; 在风浪中失速小,螺旋桨不出水不产生飞车; 没有严重的船体砰击和波浪激发的振动; 波浪中附加的动力弯矩不致对船体结构造成损 害; 甲板上浪不严重.
(4)型深吃水比 D / T
该值影响船舶大角度横倾时的稳性和抗沉性. D / T 大船的储备浮力大,对提高大倾角稳性和 抗沉性有利.
(5)长度型深比 L / D
该值影响船舶的结构强度, L / D越小,则纵总 强度越好.不同用途不同类型的船舶都有其相 应的主尺度比值.
二,船体型线图基本知识
1.标高投影与平行剖切
2.主尺度比值
从船舶主尺度的比值可以看出船舶长短肥瘦的形 状特征,它还反映出船舶某些航海性能的好坏和 船体结构的强弱.主尺度比有以下几种. (1)长度宽度比 L / B
该值对船舶快速性影响较大.L/B值大表示船体狭长, 阻力较小而航速较高.
( 2 )型宽吃水比 B / T
该值与船舶的稳性,阻力关系比较大. B/T越大,稳性 越好,但阻力也较大. B / T过大时容易造成过快的摇 摆,不利于船上人员的生活和工作.
1.乘员居住条件变坏,影响船员工作,引起晕船呕吐 2 .剧烈的横摇使船身横倾过大,可能导致倾覆. 3 .航行阻力增加,螺旋桨工作条件恶化(负荷不均匀, 桨叶局部出水),航速下降,燃料消耗增加. 4 .纵摇和垂荡使首部甲板上 浪,底部出水,船体与水 面砰击,船体结构振动,应力增加. 5 .摇摆产生的加速度,特别是砰击加速度,严重影响 各类设备,仪器的正常工作. 6. 波浪产生的弯矩和运动产生的附加应力可能导致船 体折断或局部损坏. 7 .甲板浸水,影响甲板机械设备的正常运转和船员的 工作.
【管理资料】船型系数汇编
远
方形系数的大小表示船体水下型排水体积的总体肥瘦程度。
双
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船 舶
4、棱形系数（或称纵向棱形系数） CP
性
船体水线以下的型排水体积▽与相对应的中横剖面面积AM、船
能
长L所构成的柱体体积之比，即
计 算
CP
AML
CB CM
张
几何意义：
远
棱形系数的大小表示船体水下型排水体积沿船长方向的分布情况。
型深D：在上甲板边线最低点处，自龙骨线上表面（即基线） 至上甲板边线的垂直距离。
通常，甲板边线的最低点在中横剖面处。
张 远 双
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7
船 4、吃水
舶
吃水d或T：基线至水线间的垂直距离。
性
有些船具有设计纵倾，设计的首尾正常吃水不同，则有首吃水、
能
尾吃水和平均吃水，当不指明时，是指平均吃水d（T），即
快速性优良的船舶应满足：
1、航行所遭受的阻力要小，即所谓“优秀船型”（或称“低阻船
张 远
型”）的选择问题。
双
2、推进器应发出足够的推力且效率要高。
3、推进器与船体和主机之间要协调一致。
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2
船
舶
性
能
计
5、操纵性
算
船舶在航行时能按照驾驶员的意图保持既定航向的能力或改变
航行方向的能力。包括：
体积系数
5、垂向棱形系数CVP
张 远 双
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船 舶 性 能
1、水线面系数CWP
与基平面相平行的任一水线面的面积AW与船长L、船宽B所构成 的矩形面积之比，即
计 算
A W C WP LB
船体结构与识图-魏莉洁
第一章船体线型及结构概述船体结构型式依据船舶的类型而定，与所用材料和连接方式有关，也与船体形状、尺度及受力情况有很大关系。
第一节船体线型与尺度一、船体线型为了使船舶航行时所受到的阻力最小，船体的表面都做成流线形的光滑曲面，船体两端尖瘦中间肥大，如图1-1所示。
图1-1 船体形状（船图P13图1-2-1）不同船舶的船体的形状也不完全相同。
船体形状可以从三个方面来看：1．船体侧面形状船体侧面形状包括甲板边线、龙骨线及首、尾外形轮廓线形状。
（1）甲板边线和龙骨线甲板边线有首尾升高的舷弧形曲线、折线和水平直线形状等。
舷弧可以减少首尾上浪，也可增加首尾的储备浮力。
有些内河船舶为简化结构和便于施工，也用水平的甲板线。
龙骨线有水平直线、倾斜直线、曲线或断折曲线几种形式。
水平直线式使用最广，便于制造和进坞修理。
倾斜直线式一般均为尾倾。
这往往是因为首吃水受到限制，或是为了放置较大直径的螺旋桨，如登陆艇、拖船、渔船、快艇等。
机帆船及滑行快艇等特殊船型的龙骨线则为曲线或断折曲线式，图1-2所示为几种形式的甲板线和龙骨线形状。
图1-2 甲板线和龙骨线形状（船图P13图1-2-2）（2）船首形状如图1-3所示，常见的船首形状有：直立型首，首柱呈与基线相垂直或接近垂直的直线，首部甲板面积不大。
这种首现在主要用于驳船和特种船舶上，见图1-3a）。
前倾型首，首柱呈直线前倾或微带曲线前倾，首部不易上浪，甲板面积大，在发生碰撞时船体水线以下的部分不易受损，外观上比较简洁，有快速感。
军船上多采用直线前倾型，民船上常用微带曲线前倾型，见图1-3b）。
飞剪型首，首柱在设计水线以上呈凹形曲线，首部不易上浪，且较大的甲板悬伸部可以扩大甲板面积，有利于布置锚机和系船设备。
飞剪型首常用在远洋航行的大型客船和一些货船上，见图1-3c）。
破冰型首，设计水线以下的首柱呈倾斜状，与基线约成30°夹角，以便冲上冰层。
该型式的首用于破冰船上，见图1-3d）。
船舶尺度
青岛海运职业学校教案只有一个洞穴的老鼠很快被捉。
在一个漆黑的晚上，老鼠首领带领着小老鼠出外觅食，在一家人的厨房内，垃圾桶之中有很多剩余的饭菜，对于老鼠来说，就好像人类发现了宝藏。
正当一大群老鼠在垃圾桶及附近范围大挖一顿之际，突然传来了一阵令它们肝胆俱裂的声音，那就是一头大花猫的叫声。
它们震惊之余，更各自四处逃命，但大花猫绝不留情，不断穷追不舍，终于有两只小老鼠走避不及，被大花猫捉到，正要向它们吞噬之际，突然传来一连串凶恶的狗吠声，令大花猫手足无措，狼狈逃命。
大花猫走后，老鼠首领施施然从垃圾桶后面走出来说：“我早就对你们说，多学一种语言有利无害，这次我就因而救了你们一命。
”温馨提示：多一门技艺，多一条路。
”不断学习实在是成功人士的终身承诺。
青岛海运职业学校教案A．6.80m B C洪水未到先筑堤，豺狼未来先磨刀。
一只野狼卧在草上勤奋地磨牙，狐狸看到了，就对它说：“天气这么好，大家在休息娱乐，你也加入我们队伍中吧！”野狼没有说话，继续磨牙，把它的牙齿磨得又尖又利。
狐狸奇怪地问道：“森林这么静，猎人和猎狗已经回家了，老虎也不在近处徘徊，又没有任何危险，你何必那么用劲磨牙呢？”野狼停下来回答说：“我磨牙并不是为了娱乐，你想想，如果有一天我被猎人或老虎追逐，到那时，我想磨牙也来不及了。
而平时我就把牙磨好，到那时就可以保护自己了。
”温馨提示：做事应该未雨绸缪，居安思危，这样在危险突然降临时，才不至于手忙脚乱。
“书到用时方恨少”，平常若不充实学问，临时抱佛脚是来不及的。
也有人抱怨没有机会，然而当升迁机会来临时，再叹自己平时没有积蓄足够的学识与能力，以致不能胜任，也只好后悔莫及。
青岛海运职业学校教案困境即是赐予一个障碍，就是一个新的已知条件，只要愿意，任何一个障碍，都会成为一个超越自我的契机。
有一天，素有森林之王之称的狮子，来到了天神面前：“我很感谢你赐给我如此雄壮威武的体格、如此强大无比的力气，让我有足够的能力统治这整座森林。
船舶设计原理_04_船舶主尺度确定_0401_确定船舶主尺度的基本要求
第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求22第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主要内容第一，船舶主尺度的相关定义；第二，确定船舶主尺度的重要性；第三，确定船舶主尺度的六个基本要求；第四，确定船舶主尺度的四个显著特点。
第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求船舶主尺度是描述船舶几何特征的最基本的参数,主要包括船长L(一般指垂线间长L bp)、型宽B、型深D和设计吃水T。
主尺度相关定义第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求船舶主尺度是描述船舶几何特征的最基本的参数,主要包括船长L(一般指垂线间长L bp )、型宽B、型深D和设计吃水T。
主尺度相关定义第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义=▽/(LBT)方形系数Cb第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义方形系数C b =▽/(LBT)长宽比L/B长度型深比L/D宽度型深比B/D宽度吃水比B/T型深吃水比D/T 主尺度比第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义船舶主要要素：主尺度L、B、D、T等排水量△船型系数C b 、C p 、C pv 、C m 、C w 浮心纵坐标x b 载重量(或载箱量、载客量)主机功率航速船员人数……第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义船舶主要要素：主尺度L、B、D、T等排水量△船型系数C b 、C p 、C pv 、C m 、C w 浮心纵坐标x b 载重量(或载箱量、载客量)主机功率航速船员人数……第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求主尺度相关定义船舶主要要素：主尺度L、B、D、T等排水量△船型系数C b 、C p 、C pv 、C m 、C w 浮心纵坐标xb 载重量(或载箱量、载客量)主机功率航速船员人数……第四章船舶主尺度确定4.1 确定船舶主尺度的基本要求(1)在新船设计初始阶段的总体方案构思中，主尺度选择是首先要考虑的问题。
船舶货运—船舶型线图
船舶型线图1、定义：表示船体几何形状的图形。
船舶的型线图均采用不包括船壳板和甲板板厚度的船体表面来表示其形状。
2、基准面：中线面中站面基平面横剖线图3、船舶型线图纵剖线图半宽水线图四、船舶尺度根据不同的用途和计量方法分为：船型尺度、最大尺度、登记尺度根据《钢质海船入级与建造规范》规定的定义量取。
1、船型尺度（理论尺度／计算尺度）用途：计算船舶干舷、稳性、吃水差、强度等的依据。
型长L BP或L PP（两柱间长／垂线间长／船长）沿设计水线，由首柱前缘量至舵柱后缘的水平间距，无舵柱的量至舵杆中心线。
型宽B（船宽）：在船舶最宽处，由一舷的肋骨外缘至另一舷外缘之间的水平间距。
型深D在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离。
型吃水d在船长中点处，由平板龙骨上缘量至夏季满载水线的垂直距离。
2、最大尺度（全部尺度／周界尺度）用途：船舶操纵的重要依据。
它决定船舶能否停靠一定长度的码头，通过或进入一定长度和宽度的船闸及船坞，还决定船舶在狭窄航道和港内的安全移动和避让，以及能否在桥下和高空电缆下顺利通过。
总长L OA：船首最前端量至船尾最后端的水平距离。
最大宽度B max包括船舶外板和永久性固定突出物在内的垂直于纵中线面的最大水平距离。
最大吃水d max ：船中处，自龙骨下缘到夏季满载水线的垂直距离。
平板龙骨厚度实际+=dd水线上最大高度H max （连桅高度） ：船舶空载吃水到船舶最高点的垂直距离。
3、登记尺度用途：国家丈量船舶总吨位、净吨位的尺度。
登记长度L R沿船舶最小型深85％处水线，从首柱前缘量至舵柱后缘的水平距离。
登记宽度B R在船舶最大宽度处，两舷外板表面之间的水平距离。
登记深度D R登记长度中点处，从龙骨上缘量至最高一层连续甲板的横梁上缘的垂直距离。
五、船舶主要参数1、主尺度比● 长宽比L/B ：L/B↑，速航性↑● 宽吃水比B/d ：B/d↑，初稳性↑，摇荡性↑，操纵性和速航性↓● 深吃水比D/d ：D/d↑，抗沉性↑，纵向强度↑● 宽深比B/D ：B/D↑，稳性↑，纵向强度↓● 长深比L/D ：L/D↑，纵向强度↑2、船体系数中横剖面系数C m 面积系数水线面系数C w船体系数方形系数C b体积系数 棱形系数C p垂向棱形系数C vp● 中横剖面系数C m● 水线面系数C w● 方形系数C bd B A C m m ⨯=B L A C w w ⨯=dB L VC b ⨯⨯=● 棱形系数C p● 垂向棱形系数C vpm p A L V C ⨯=w vp A d V C ⨯=。
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船体主尺度、尺度比和船型系数一、船体主尺度
船舶的大小：
船长
型宽
型深
吃水
图2-2-1 船体主尺度
1. 船长（L）——通常选用的船长有三种，即总长、垂线间长和设计水线长。
总长（L OA）：自船首最前端至船尾最后端平行于设计水线的最大距离。
垂线间长（L PP）：首垂线（F.P）与尾垂线（A.P）之间的水平距离。
一般情况下，如无特别说明，习惯上所说的船长常指垂线间长。
水线长（L WL）：平行于设计水线的任一水线与船体型表面首尾端交点间的水平距离。
所谓设计水线长，即设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。
军舰一般均以设计水线长为垂线间长。
在船舶静水力性能计算中，通常采用垂线间长L PP，在分析阻力性能时常用设计水线长L WL，而在船进坞、靠码头或通过船闸时应注意它的总长L OA。
2. 型宽（B）——指船舶型表面（不包括船体外板厚度）之间垂直于中线面方向度量的最大距离，一般指船长中点处的宽度。
对于设计水线或满载
水线处分别称为设计水线宽或满载水线宽。
最大宽度是指包括外板和伸出两舷的永久性固定突出物（如护舷材等）在内的垂直于中线面的最大水平距离。
3. 型深（D ）——在船舶型表面的甲板边线最低点处，自龙骨板上表面（即龙骨基线）至上甲板边板的下表面的垂直高度。
通常，甲板边线的最低点在舯剖面处。
4. 吃水（d ）——龙骨基线至设计水线的垂直高度。
在有设计纵倾时，首尾吃水不同，则取其平均值，即)(2
1A F M d d d += 式中：M d ——平均吃水，也就是舯剖面处吃水；
F d ——首吃水，沿首垂线自设计水线至龙骨线的延长线之间的距离；
A d ——尾吃水，沿尾垂线自设计水线至龙骨线的延长之间的距离。
5. 干舷（F ）——自设计水线至上甲板边板上表面的垂直距离。
一般船舶在首、中和尾处的干舷
是不同的，因此在舯剖面处干舷F 等于型深D 与吃水d 之差再加上甲板的厚度。
二、尺 度 比
1. 长宽比（L/B ）——与船的快速性有关。
该比值越大，船越细长，在水中航行时所受的阻力越小，特别是高速航行时。
2. 宽度吃水比（B/d ）——与船的稳性、快速性和航向稳定性有关、
3. 型深吃水比（D/d ）——与船的稳性、抗沉性、船体坚固性以及船体内部的容积密切相关。
4. 船长吃水比（L/d ）——与船的回转性有关，比值越小，船越短小，回转越灵活。
5. 船长型深比（L/D ）——与船体总强度有关，长深比小，船短而高，强度好。
三、船 型 系 数
1. 水线面系数（C WP 、α）——与基平面相平行的任一水线面面积A 与垂线间长L 、型宽B 所构成的长方形面积之比，即LB A C W WP / ，C WP 的大小表示了水线面的肥瘦程度。
2. 舯剖面系数（C M 、β）——舯剖面在水线以下的面积AM 与型宽B 、相应吃水d 所构成的长方形面积之比，即 Bd A C M M /=，M C 的大小表示了水线以下的舯剖面的肥瘦程度。
图2-2-2 水线面系数和舯剖面系数
3. 方形系数（C B 、δ）——船体水线以下的型排水体积▽与船长L 、型宽B 以及相应水线吃水d 所构成的长方形体积之比，即 LBd C B /∇=，B C 的大小表示船体水下体积的肥瘦程度。
图2-2-3 方形系数
4. 棱形系数（C P 、φ）——又称纵向棱形系数。
船体水线以下的型排水体积与由相应水线下舯剖面浸水面积AM 和船长L 所构成的棱柱体体积之比，即L A C M P ∇=，或M B M B P C C BdL C LBd C C ==，P C 大小表示了排水体积沿船长方向的分布情况。
P C 大，表示▽沿船长方向分布较均匀；P C 小则表示▽主要分布于船中，两端较尖瘦。
图2-2-4 棱形系数
5. 垂向棱形系数（C VP 、φV ）——船体水线以下型排水体积▽与由相应水线的水线面面积AW 和吃水d 所构成的棱柱体体积之比，即d A C W VP
∇=，或WP B WP B VP
C C LBd C LBd C C ==，C VP 的大小表示了排
水体积沿吃水方向分布情况。
C VP大，表示▽沿吃水分布较均匀；C VP小，则表示▽主要分布于靠船的水线。
图2-2-5 垂向棱形系数
上述各系数的定义，如无特别指明，都是指设计水线而言。
在计算不同水线处的各系数时，其船长、船宽常用垂线间长（或设计水线长）和设计水线宽。
例题：如图2-2-6所示，其中a船的水下形状为一三棱柱体，b船水下形状为一首尾尖瘦的棱体，两船的长L、宽B及吃水d均同，排水体积▽亦相等。
根据定义可得：
a船：C WP=1.0, C M=0.5, C B=0.5, C P=1.0及C VP=0.5；
b船：C WP=0.5, C M=1.0, C B=0.5, C P=0.5及C VP=1.0。
图2-2-6 船型系数的物理意义。