第一章船舶设计
第一课引言
1.1定义
术语“基本设计”是指对影响造价和性能的船舶主要参数的确定。因此，基本设计包括船舶主尺度、船体线型、动力（数量和种类）的选取，以及船体、机械设备和主要结构的布置。恰当的选取可保证达到设计任务书的要求，例如良好的耐波性能，操纵性，预期的速度，续航力，舱容和载重量。进一步讲，基本设计还包括校核和修改，以满足货物装卸能力，居位舱，客房设施，分舱和稳性标准，干舷和吨位测量，所有这些都是将船舶当成运输、工业化或服务系统的一部分。
基本设计包含概念设计和初步设计，可以确定船舶主要技术参数，为造价初步估计做准备。再整个设计过程中，基本设计之后紧接着就是合同设计和详细设计。合同设计，顾名思义，需要做出图纸和详细说明书，以便船厂去投标和签约。一套良好的合同图纸和详细说明书应当是非常清晰和详细的，以避免高成本的偶然性项目，并使投标者不出现模糊不请的或不充分的描述。详细设计师船厂进一步完善合同设计的重要任务，以准备施工图用于船舶实际建造。
了解整个设计顺序对任何做基本设计的人都是必要的。设计的4个阶段用设计螺线图表示，如图1所示，是从任务书要求到详细设计的循环工作过程，这4个阶段在下面作详细叙述
a 概念设计
概念设计作为整个设计的第一阶段，是将任务书要求转换为船舶建造工程参数。它基本上包括技术可行性研究，确定船舶的基本参数如船长，船宽，船深，吃水，丰满度，动力，或可供选择的参数方案，所以这些应满足所要求的航速，航程，货舱舱容和载重量。这包括基于曲线、公式经验而进行的空船重量初步估算。在这一阶段，通常进过参数分析而进行多方案设计以寻求最经济的设计方案，或者任何其它控制也纳入考虑之中以确定最优方案。确定下来的概念设计就做为讨论文件以获得近似的建造成本，不论是否启动下一阶段的设计——初步设计。
b 初步设计
船舶的初步设计将进一步优化那些影响造价和性能的传播主要参数。一些控制参数如船长，船宽，功率和载重量，在该阶段完成之后不宜再变更。初步设计完成后将为船舶提供一个准确的描述，能够满足任务书要求，并为合同设计图纸和说明书提供基础支撑。
C 合同设计
合同设计阶段提供了一系列图纸和说明书，形成了一套船舶建造合同文件。它包括围绕设计螺旋的一个或多个环节，因为对初步设计作进一步优化。这一阶段更加准确地描绘船舶特征，如基于一套光滑线组成的船体线型，基于模型试验的主机功率匹配，船舶耐波性与操纵性，螺旋桨数量对型线的影响，结构细节，不同类型钢材的使用，肋骨间距和形式等。再合同涉及元素中最重要的是考虑了船舶各个主要分段设备的重量及其位置之后的船舶重量与重心的估算。最终的总布置图也是在这一阶段确定下来，这就将总体积、货物区域、机器设备、储物设备、燃油、淡水、居住与公用舱室以及几何相互关系固定下来。还包括与其它因素例如货物装卸装备、机器设备等的关系也都确定下来。
补充说明书描述了船体和舾装的质量标准，以及各个机器、设备的预期性能。这些说明书还叙述了模型试验和实验情况，一表明船舶设计师成功的，船舶是可接受的。
表1.1列出了一艘大型船舶在合同设计中的典型图纸清单。小型船、不复杂的船客不要求具备表中所列的每一图纸，但该表确实显示了合同涉及中考虑的细致程度。
d 详细设计
船舶设计的最后阶段是绘制详细的施工图。这些图纸是供船舶装配工、焊工、舾装工人、金属制造工、主机供货方、管件工使用的安装与建造说明。这些图纸不属于基本设计过程的一部分。这一设计阶段的唯一共同之处是设计的每一阶段均从一个设计组传递到另一个设计组。在此阶段，交换仅限于设计工作于技术工人之间，也就是说，一个设计工程师的设计不再由任何其他工程师进行评判、调整或修改。这个设计必须明确表达希望的最终结果，并且是可制造的和可操作的。
概言之，本章将基本设计看作是整个船舶设计过程的一部分。从概念设计和初步设计到合同设计图纸与说明书，有效地保证船舶主要特征参数能足够可靠地确定下来。这个设计过程构成了使船厂建造价格在预先确定的价格范围之内的基础。该价格也保证了充分有效地船舶性能。
表1.1合同涉及阶段典型图纸
侧视图，总布置图
纵剖面图，总布置图
所有甲板与船舱的总布置图
船员住舱布置图
型线图
舯横剖面图
钢材尺寸图
机舱布置图——俯视图
机舱布置图——侧视图
机舱布置图——横剖面图
主轴系布置图
动力与照明系统——布线图
甲板与侧面防火图
通风与空调设计图
所有管系的图表设计
热平衡与蒸汽流动图——在正常工作情况下的常规动力电路负载分析图
舱容图
船型曲线图
可浸长度曲线图
初始纵倾与初稳性手册
破舱稳性计算
1.2 一般介绍
在60年代后期和70年代，一些重要的新技术给普遍的基本设计问题在某种程度上带来一定的影响。其中最重要的是计算机。再计算机影响着基本设计的时候，其它一些变革已经在影响着基本设计的构成。例如，再班轮营运中一个革命性的进展是从散杂货向集装箱化货运运输方向发展。再其它类型船舶的另一些进展也产生了类似的新的问题需纳入考虑。以油船为例，尺寸迅速增大。世界上工业国家对石油和其它原料的需求的增长需要大型油船和散货船以可接受的成本来满足巨大的需求。
人类正在不断地向海洋探求各种重要资源，近海钻井以获取石油和天然气，从墨西哥湾浅水域的小规模工业迅速发展成巨人，进入到深水域和更加恶劣海况的水域中。这些发展对近岸钻井设备/船舶/模块的设计产生了变革，也对这样一个具有挑战性事业所必需的整个支撑船队产生变革。这包括交通艇、平台供应船，大马力拖船，铺管船/驳船，以及数不清的其它特殊的船艇。进一步的发展不可预知，但可以肯定的是，从海中寻找其它生成需要设计出完成此任务的全新船队。
因而，船舶基本设计的难度将依据对既往实践的背离程而变化。一些航运公司倾向于以前的成功设计，几乎不允许对以往设计进行改进。如果预期的运输任务与现有的业务类似，那么这种（固执）（保守）是一个不错的办法。因此在这些情形下，基本设计大体上上限于对主尺度、动力系统和布置微小修改。
再另一个极端，全新的海上业务，例如液化天然气海上运输，最开始的时候，设计者对此是一片空白（一张白纸），通过不断地修正和完善，最终实现合理的工程设计。
第二课船舶分类
2.1前言
船舶的形状是多种多样的，一艘船可能是一个豪华的海上酒店，载着旅客游世界；也可能是一个浮动的堡垒，扬起导弹发射架；也可能是一个长箱，运输原油，甲板上布满了复杂的管线。这些外部特征的介绍绝不能准确地描述完整的集成的船舶系统——自给自足的，适航的和有足够稳性的，能为船员和货物提供一个安全的处所。这一概念是造船师再设计船舶时必须牢记再心中的，也是今后讨论的基础，不仅仅是在本案中，而是贯穿整本书。
为了探讨造船工程，将船舶分类是有益处的，本课的目的是将船舶按照其物理支撑方式和设计用途二分类2.2按照物理支撑方式而划分的船舶类型
就船舶分类而言，物理支撑形式是基本于船舶在设计情况下进行的假定。船舶设计成在水上、水面或者水下工作，因此气—水交界面将用于参考数据。因为前面提到的三个区域的物理环境特性差异很大，设计成在这些区域工作的船舶的物理特性也不同。
空气静力支撑
有两种类型船舶是靠前身产生的空气垫而支撑在海面之上的。这些相对较轻的船舶具有很高的航速，因为空气阻力远小于水阻力，还有的原因是在告诉航行时不与海浪接触以及采用的柔性密封连接减少了海浪的冲击。这类船舶依靠鼓风机在船底部形成一个低压空气垫。这个空气垫必须足以支撑起水上船舶的重量。
第一种类型船的四周具有柔性的“裙”，在船底围成一个空气垫，试船能完全升离水面。这种船成为“气垫船”（ACV），再有些场合是两栖的。
另外一种是具有刚性侧壁或薄壳的气垫型船，侧壁伸到水面下，维持气垫压力所需的空气流量就降低了。这种类型的船称为束缚气泡减阻船（CAB）。这种船所需的升力风机功率要小于气垫船的，方向稳定性也更好，并可以由喷水装置或者超空泡螺旋桨推进。此类船非两栖，并且还没有达到像空气船那样推广，如旅客渡船、海峡汽车渡船、极地考察船、登陆艇及内河船等。
水动力支撑
依靠水动力支撑的船也只有两种类型。水动力是靠专门设计的水动力板在水面下具有快速相对运动而产生的。物理学原理表明任何带来不对称流体的运动物体都会在垂直于运动的方向上产生一个升力。正像具有机翼的飞机在空气中运动能产生升力一样，通过一个穿过水面的支柱而固定在水下的木翼，其水动力可以支撑一般船舶离开水面。
滑行船体的特点是具有相对平坦的底部和浅V型剖面（特别是在船中前），高速航行时在局部可以为轻排水量船和小型船艇提供足够的水动力支撑。滑行艇的尺寸与排水量一般都受限制，因为功率重量比和在波浪中航行产生的结构应力大小都有要求。大多数滑行艇都要求在静水中航行，尽管某些深V型船体具有再波浪中航行的能力。
静水力支撑
最后，是最古老的也是最可靠地支撑类型——静水力支撑。一直到20世纪，所有的船、艇和建议的水艇都依靠静水的浮力而工作在水面上。
静水力支撑通常称为浮力，可以由公元前二世纪古代哲学及数学家阿基米德发现的物理定律来解释。阿基米德定律指出，浸没在液体中的物体将受到一个等一所排开的液体重量的浮力作用。这一定律适用于浮在水面或在下潜到水中的任何船。水包括海水和淡水。依据这一定律，这类船可以统称为排水型船。
尽管这类船非常相似，其详细分类还是有必要进行特别讨论。例如，对某些船，合理的高航速必须与装载轻量货物的能力相结合，或者比滑行艇在波浪中航行更具舒适性。高速滑行船体的特点可以通过修改而产生半排水型船体或半滑行船体。这些折中的船艇，尽管没有全滑行船那样快，但还是比常规的排水型船快。它们需要比排水型船更大的功率和更小的重量。这些类型船很明显是“折中”的结果。
上面引证的例子是用物理定义作清晰分类而定义的类型，并不是从其实的排水型船中分化出的船型的一个良好的例子。后者应当认为是排水型船，它的归类主要取决于浮体体积即水下船体长度和宽度范围的分布情况。
最常见的是排水型船一般分类为通用海洋运输船，它们可以用作客运、轻货运输、拖网捕鱼或各种不需要特殊舱容、速度、吃水、或其它特殊性能的其他业务。这类船最常见并很容易识别，具有适度的排水量、航速、长度和舱容。它们通常具有最大的航程和最好的适航性，属于“全季节船”，是所有其它排水型船分类时重要参照的标准。
在这种标准船型中，最重要的船型是散装油船，油船和其它超级油船，它们不仅在世界贸易中也在全球工业中扮演重要角色。这些术语是普通的但不具体。在该讨论中它们的称呼也是不充分的，因为多年前称为超级油船而现在并不是。工业本身已经产生了非常清晰的术语。基于10万吨级油船的指标，其尺度可定为LCC（大型油船），VLCC（非常大型油船）和ULCC（超级油船），大于10万吨但小于20万吨的油船属于LCC，再20万吨至40万吨的是VLCC，超过40万吨的是ULCC。我们知道，再1956年以前还没有超过5万吨的油船，在60年代初期也没有超过10万吨的任何船型。而现在关于这些名称的规律变得清晰了。1968年，第一艘超过30万吨的船建成。这些巨型船舶（一个甲板相当于4个足球场大）设计并建造成为利润创造者，超长、超宽、超深船型，每个航次以最小的消耗运输大量的原油。这些超大油船很少配有超过一个的螺旋桨轴和舵。
它们的驾驶台距其船首将近1/4英里远（约400m）。其最高服务航速很低，以至于从阿拉伯油港到欧洲目的港的航程通常要两个月时间。
这些船属于排水型船，具有巨大的浮力支撑。当满载时其船体在水下有非常巨大的和不成比例的（？）体积。事实上，货物重量远远超过船本身的重量。一艘满载的VLCC的吃水或要求的水深在50~60英尺之间，一艘ULCC大概要80英尺。这些船舶在排水型船舶中有专用的类型称为深排水量船。
另外还有一类排水型船具有大的吃水。类似于前面讨论过的原油船，但吃水还没有超过它们。这类船称为SWATH（小水线面双体船）。简单地讲，这类极少见的船型设计成在中等程度海况中具有高速和稳定性的上体（上部结构）。它们的未来是有疑问的，但在水面以下提供大多数排水体积，通过窄的立柱支撑水面以上的船体或甲板的理论是完善的，通过上层平台而连接在一起的双船体提供了必要的稳性。
排水型船中最值得关注的特殊应用是潜艇，完全潜入到水中工作。潜艇的特性和它的各种工作状态，包括静力的和水动力的，的描述在后面章节中有全面介绍。这里有必要强调的是潜艇是一种特殊的排水型船，应用了阿基米德定律及其所有隐含的定理。
多体船
有一种常用的船型还没有提到，主要因为不能归到已介绍的任何一种船型中，但是都在一定程度上可以归纳到它们之中。这种船即所谓的多体船——双体船和三体船。它们是常见的排水型船，例如前面提到的SWATH，或更常规的海洋考察船，要求有稳定的平台和保护区域以便于向水中投放设备。还有前面提到的双体气泡(幕)船和高速滑行双体船。实际上，多体船是一种由任何基本船型至特殊应用之间的改造船，以满足期望的横稳性要求和大的内部工作面积要求。
图2.1绘出已经介绍过的船体轮廓图（没有比例尺）以及与其物理支撑的关联。除了多体船依据不同用途有不同的船速外，它们按速度从高向低排列。
2.3其它指标
还有其它的指标可以证明船体设计的广阔的变化空间。它们是在考虑到成本、任务、航速、续航力、有效载荷（货物或武器容量）、工作环境（稳性，生存性和港口要求）、可靠性、外观、乘员舒适性与居住性以及政策因素之后进行取舍、平衡而得到的结果。在各种因素中相对重要的是穿的用途，由商团、政府或购买船舶的个人所决定。关于用途而作的有用的划分包括下面几种类型：商船，军船和游艇。
商船
购买商船一般是用于赚取利润。先前讨论的货船的设计要满足最小的（或至少有竞争力的）所要求的运费率，涉及到指出船舶生命周期成本，包括购置成本，运行与维护成本以及出售的残值。还要进行现金流分析以明确船在投资回报率为多少。所有商船的新设计都必须与世界上其它造船者的类似船进行经济上竞争。所有商船应包括货船、客船、渔船、近岸供应船和拖船。政府通过补贴来保护民族造船工业，防止外国竞争，对购船者来讲可以将成本降成，虽然实际建造成本比较高。因此，政策因素在商船设计与建造经济中起重要作用。
外观、乘员舒适性和可靠性对豪华客船来说是必要的，而有效载荷、续航力和在恶劣海况下生存能力是渔船设计时要考虑的重要方向。近岸供应船关心运送平台员工的或者应急服务的速度（航速），而当钻管或钻井泥为主要运输货物时，较低的航速也是可接受的。工作环境包括在海上、港内和离岸停泊是的风和海浪条件。因此，大吃水船不能工作于特定的海域。专门用途的货物装卸机械，例如滚装船的卸货跳板，对于往返于世界主要港口和欠发达国家的港口之间船舶快速装卸时必要的。欠发达国家港口条件还迫使造船设计者应考虑其它一些货物转装卸中的限制。
军船和海岸警备船
军船一般按照战斗性能或辅助装备而分类，尽管有些特殊用途的舰艇难以归类。对于大型战斗舰船，例如航母，导弹巡洋舰，驱逐舰和核潜艇，所有以前提到的因素均重要，因此，这类船造价非常高。它们的军事任务是最重要的，而执行这些任务取决于航速、续航力（可能由海上补给船提供帮助）、武器装载量以及在恶劣海况中的操纵性和生存性。作战条件下的可靠性，动力表现、对延长服役期限有影响的成员适居性，以及成为主承包商和武备等系统重要分包商的政策重要性，所有这些都必须考虑进去，因而军船的建造和运行对纳税人来说是很昂贵的。
军用辅助船在外观上与相关的商船更接近，但它们的任务是为军船服务，要求兼备航速、续航力、规定的有效载荷和在不良海况下补给操作能力等性能。所以人们（造船者）希望军船造价要比商船的高。
海洋考察船、海岸警备船和破冰船在执行任务时，其续航力、可靠性、在困难海况下操作能力以及适居性方面都是重要的。由于小型船只有有限的燃油舱容，因而需要在航速和续航力之间做好平衡。有两种常见的发电设备用于提高航速和续航力。前面讨论的较高档的船艇一般牺牲有效载荷和续航能力来满足航速要求。游艇
游艇包括电力驱动和风帆推进的，尺寸和形状变化很大以满足私人要求和风格。经济上的定位基于那些潜在的消费者所能负担起或认为他能负担起的考虑。外观、航速、乘员舒适性和适居性以及稳性是设计者要考虑的重要指标，以满足游艇的功能，使船主业余时间娱乐活动能很好地展开。
第三课
在仔细研究造船工程各种分支之前，定义一些术语是重要的，一便后面章节学习中使用。这一章的目的是解释这些术语，并让读者熟悉他们。首先，应考虑测量船舶尺寸的尺度，它们就是“主尺度”。正像任何固体一样，船舶要求三维尺度来定义她的尺度，包括船长、船宽和船深。这些将依次讨论。
3.1主尺度
船长
定义船长有多种方法，首先考虑垂线间长。垂线间长是指从尾垂线沿夏季载重水线量至首垂线的距离。尾垂线取自舵柱的后缘（如果存在舵柱），首垂线为自首柱和夏季水线交点面作的铅垂线。如果船舶未设舵柱，那么尾垂线则取自舵杆中心线。垂线间长如图3.1所示。
垂线间长（LBP）用于计算，将在后面看到但从图3.1中可以明显看出它不代表船的最大长度。在多种场合，例如船舶靠泊时，了解船舶最大长度为多少是必要的。这个长度称为“总长”，定义为从最后端量至最前端。这一点可以再图3.1中清楚地看出。对大多数船来讲，总长要比垂线间长大出许多。包括尾部和首部外展的部分。现代传播具有大型球鼻首的最前端。
第三种常用的船长，特别是在研究船舶阻力时用的是水线长（LWL）.水线长是自水线至船尾交点量至水线与首柱交点的长度。这个长度对于某艘船不是固定不变的，而是取决于船舶当时的水线位置以及船舶纵倾情况。该长度在图3.1也标出了。
船宽
垂线间长的中点称为船中。船舶通常在该点处最宽。船宽就在该点处测量。最常用的船宽称为“型宽”。它可以简单定义为在最大船宽处自一舷侧板内表面量至另一舷侧板内表面的水平距离。
就像垂线间长的情况一样，型宽也不是最大宽度，所以要求定义最大的船宽“最大船宽”（见图3.2）。对很多船来说，最大船宽是型宽加上每一舷舷侧板的厚度。在铆接船时代，船壳列板式搭接的，最大船宽等于型宽加上4倍的船壳板厚度。但在现代焊接船舶，额外的宽度只有2个外板厚度。
在某些船上，最大宽度可能比型宽大出很多，因为船舷外有永久性突出物时，最大宽度是两舷最外点之间的距离。这个距离可能包括外伸的甲板，此种情况在客船上有时可见到，以增加额外的甲板面积。有的船经常靠自身动力进出港，故设有护舷以使靠码头保护船舷。
船深
第3种尺度是船深，沿着船长方向是变化的，但通常在船中处测量。该船深即“型深”，是自船中舷侧甲板下表面量至基线的距离，如图3.2（a）所示有时“上甲板型深”和“二甲板型深“等。如果没有特别指明哪层甲板，则是指量至最上层连续甲板。在一些现代船上，设置圆形舷边，如图3.2（b）所示在这种情况下，型深是自甲板线沿长线与船舷型线延长线的交点量起。
3.3其它尺度
三个主尺度给出了船舶尺寸的一般概念。此外还有一些其它尺度需要考虑，在两艘船具有相同的船长、船宽和船深的情况下，它们可能是不同。当中比较重要现在给出定义。
舷弧
从舷侧甲板上一点量至基线平行的且与船中甲板线相切的那条直线的距离称为舷弧。在船厂方向上不同位置处的舷弧是不同的。通常在首尾两端为最大。现代船舶舷侧甲板线形状是变化的：可能在船中两舷某一范围内是平的，舷弧为0，而向首尾两端竖直线上升。另一方向可能在整个甲板上都没有舷弧，甲板边线在整个船长上都与基线平行。较老式船舶上，甲板线在测视图上是抛物线形状。在首尾垂线处的舷弧值在图 3.1中有标注。所谓标注舷弧由下面公式计算：
首舷弧=0.2L+20 L-单位：（feet）英尺
尾舷弧=0.1L+10 舷弧单位：英寸（inch）
这两个公式换成米制，则为：
首舷弧（cm）=1.666L+50.8 L-单位：米
尾舷弧（cm）=0.833L+25.4
可以看出在这些标准公式中首舷弧是尾舷弧的2倍。在某些情况下，舷弧与这些标准公式值有很大差异，有时首舷弧增加而尾舷弧在减小。偶尔还出现上甲板最低点位于船中之后一段距离的情况。有时还在抛物线舷弧上出现（阶梯状）变化情况。舷弧值特别是首舷弧增加甲板在水面上的高度（称为平台高度），此举可以使航行于风流中的传播减少甲板上浪。在一些现代船舶上不采用舷弧结构，其原因是从耐波性角度看首部甲板距水面如此之高所以首舷弧没有必要了。
取消了舷弧的船舶更容易建造了。但从另一方面看船的外观没有以前的漂亮了
梁拱
梁拱或甲板圆弧的定义式甲板中心线距两舷甲板与舷侧交点连线的高度，如图3.3（a）所示。梁拱曲线是抛物线，但目前多数是直线梁拱也就是没有梁拱。从排水角度讲梁拱主要用于露天甲板。但这一点并很重要，因为船舶在静止时很少是直立的。通常，如果船舶露天甲板设梁拱，那么下层甲板特别是客船的根本无梁拱，因为平甲板有利于客船布置。
梁拱通常利于船的型宽来表示它的大小。标准梁拱取型宽的1/50.甲板梁拱想船舶首尾端逐渐减少，因为甲板宽度在减少。
舭部半径
船中横剖面轮廓如图3.3（a）所示。在许多“全“货船上。其横面是垂直的矩型在底角部以圆弧过渡。剖面的这一部分称为”舭部“其形状为圆弧形。构成舭部的圆弧的半径称为“舭部半径”。有些设计人员喜欢将该处做成曲线面不是圆弧。此曲线具有曲率半径，并且当曲线接近要连接的平直部分时，曲率半径是增大的。
底部升高
船中处的船底通常是平的但不必要是水平的。如果平坦船底线向舷外连续延伸，它将与船宽型线相交，如图3.2（a）所示。该交点在基线以上的高度称为“底部升高”
底部升高主要取决于船体型线。对于丰满船型例如货船，底部升高可能可能仅仅有几厘米。或者根本没有。对于瘦型船，将采用较大的底部升高，并且有较大的舭部半径
平板龙骨
在铆接船时代，“平板龙骨”或是“平底”是很普通的构件。如果没有底部升高，那么从船底中心线至舭部圆弧起点处的船底是平的。如果有底部升高，那么船底线与基线相交与船底中心线两侧一段距离的某一点上，是司空见惯的，因而船底中心线上的一小部分船底是平坦的，如图3.3（a）所示。这就是熟知的“平底”。它的作用在与平板龙骨与中底桁可以垂直连接，而不必对连接角钢进行倒边
舷侧内倾
船舶横剖面还有一个特点在一段时期内相当常见，而现在几乎完全消失了此即所谓的舷侧内倾。它是船舷从型宽线向内缩进的距离，如图3.3（b）舷侧内倾在帆船上很常见，在二战前的商船上也经常出现。现代船舶已不在采用这一特征，因为取消它使建造容易且它的也是有疑问的。
首柱倾斜
在采用值的型材首柱或钢板首柱的船上，首柱自铅垂线向前倾斜称为首柱倾斜。它既可以由倾斜角角度来定义，也可以由首柱与基线交点至首垂线的距离来定义。当船舶首柱是弯曲特别是具有球鼻首时，首柱倾斜不易定义，所以有必要再不同水线上通过一些列坐标值来定义。
在直首柱情况下，首柱线通常与基线以圆弧连接有时以其他形式曲线连接，需要用一些坐标值来定义其形状
吃水和纵倾
船舶飘浮时的吃水简单地讲是指船底到水线的距离。如果水线与基线平行，船舶就称为平吃水；如果水线不平行于基线，那么船舶就称为纵倾。如果船舶尾吃水大于船首吃水，那么该船尾为倾。反过来，首吃水大于尾吃水，则为首倾。吃水可以用两种方式表示：或者用型吃水表示，即基线之水线的距离；或者用最大吃水表示，即船底缘至水线的距离。在现代焊接商船上，这两种吃水的差别仅仅为船底板的厚度，而在一些特定类型船上，采用棒状龙骨，那么最大吃水要从它的下边缘量起，所以要比型吃水大15~23cm（6~9英寸）。
这对了解船舶吃水或船舶入水多深是重要的。因此，吃水值应当容易获取。水尺刻在船首和船尾。这些数字给出了至船底的距离在采用英制单位时，字高为6英寸，字间距也是6英寸（一个数字的顶边缘与相邻另一个数字的底边缘的距离）。当水位在某个数字的字脚时，那么那个数字就代表吃水值（单位为英尺）。如果采用米制，那么字高为10cm，子的间距为10cm。
在许多大型船上，即使在静水中。其结构在纵剖面上也是弯曲的，结果基线或龙骨未能保持直线。那么船舶漂浮时的平均吃水不能简单地用首吃水加尾吃水再除以2来获得。为了弄清楚船舶中拱或中垂为多少，有一套水尺刻在船中，因而尾吃水，中吃水和首吃水分别为da,d0和df，那么
中拱或中垂=（da+df）/2-d0
在使用船中吃水时，有必要在左右两舷分别读取吃水然后在取平均值，因为船舶可能会有横倾。
船舶首吃水与尾吃水的差值称为纵倾，因而纵倾T=da-df 正如前面所述的那样船舶纵倾要根据首吃水和尾吃水哪个大而称之为首吃水或尾吃水。对于船舶的给定载重量，当船舶平均吃水时，其吃水值是最小的。这一点对于船舶进入有限水深区域或进入干船坞时是非常重要的。通常，船舶设计成满载时式平吃水。如果无法做到那么一般式有少许的尾倾。首倾是不希望出现的应当避免，因为它将减少首部平台高度，并使大风流中航行上浪增加。
干舷
干舷可以定义为传播在水面以上的投影高度或者从甲板至水线的距离。例如露天甲板的干舷在船长方向上各不相同，原因是加班舷弧的存在，也受纵情的影响，以及其他原因。通常干舷在船中处最小，向首端增大。
干舷对船舶适航性有重要影响。干舷越大则水线以上体积就越大。该体积提供了储备浮力当船舶在波浪中航行时帮助船舶漂浮，船舶受损时水线以上体积还帮助船舶保持漂浮性。后面还会看到干舷对船舶稳性也有重要影响。在国际载重线合约中对船舶最小干舷作了规定。
第四课基本几何概念
典型船舶的主要部分极其术语如图4.1所示。首先，因为上层建筑和甲板室（对船舶性能来说）影响很小，故忽略不计船体当成各个方向都是曲线的中空物体，上层覆盖的是水密甲板。大多数船只有一个对称面，称为中线面，作为船舶的主要参考面。船体形状被该平面切开后就是纵剖面或总剖图。设计水线面是垂直于中线面的平面，去做水平或近于水平的参考面。它可以也可能不平行于龙骨。同时垂直中线面和设计水线面的平面称为横剖面，通常它关于中线对称与中线面垂直并与设计水线面平行的称为水线面，它还可能位于水中也可能不是，通常是关于纵中线对称的，水线面不必平行于龙骨。因此，通过相互垂直平面的剖切，船体曲面形状就很好地展示给我们。图4.2给出了这些平面。
一个放在另一顶部的横剖面形成横剖面图，因为剖面是左右对称的，所以按照常规只显示半个剖面：船首部分的半剖面是放在中心线右边船尾部分的班剖面是放在中心线的左边，一个放在另一上边的半宽水线面形成了半宽水线图。纵剖面图、横剖面图和办款图放在一起就成为型线图或剖面图。三个相关的要素是清晰的（见图4.3）
如果水线面和横剖面均为等间距是方便的需要基准点来开始排序。船舶设计水线面称为载重水线面（Lwp），或者是设计水线面。其它用于表示船体形状的水线面等间距地给在它的上边或下边。在靠近龙骨的地方是不均匀以便更好的表示形状
船舶前端的参考点是满载水线面与首柱轮廓线的交点。经过改点垂直于满载水线面的直线称为首垂线（FP）。如果在整个船舶寿命期间，垂线是精确的和固定的，它包含水下的大部分以及它们之间没有严重的不连续，那么垂线在什么位置是没有关系的。尾垂线通常取在舵杆中心线或满载水线与方尾轮廓线的交点处。在交点处船体形状尖陡，那么通常最好取在间断点的后面，或者取在船体形状间断点的附近。这两个灵便的参考线之间的距离称为垂线间长（LBP或LPP）.另外两个长度不需要进一步解释是总长和水线线长两条垂线间的距离被分成方便数目的等距离，通常是20个，以给出包括首垂线和尾垂线一共21个等间距坐标（站位）。当然，这些站位是横剖面在纵剖面上或半宽线上的投影，并在横剖面图上有半宽形状。这些站位还能定义任何给于不规则形状的等间距参考线。在某一站位从船体中心线量到半宽处的距离称为型值。这个距离将在从不同方向看去的横剖面图上再次出现，所有水线面的全部这样恶距离和所有的站位就形成表示船体形状的型值表，由型值表又能绘制船体型线图，简单地型值表用于计算船型的几何特性。
还需要一个关于船长中点的参考面，自然地，就选取为垂线间长中点处的横剖面，它称为船舯。船体的这个横剖面称为中横剖面。它可能不是最大的横剖面，不比它所在的垂线中点位置有更大的意义，它的位置通
常用表示
造船理论界感兴趣的船型、型线和型值表是那些在水面以下的部分，称为排水型线，站位，型值等。除非特别说明，本书通常指的是排水尺度。造船者感兴趣的肋骨型线，由于外板厚度，进一步讲，根据造船建造方法不同，它与排水型线是不同的。这些称为型尺度。排水尺度与其类似但差别在外板厚度。
型吃水是在船中横剖面上量取得垂直距离船中吃水总是平均吃水，除非平均吃水时水尺上直接读取的。 型深是横剖面内从平板龙骨上边缘量到船舷甲板下边缘的垂直距离，如果没有指明，它是在船中处量取的。 干舷是在船舷处型深与型吃水的差值，它是在横剖面内量取的，从水线至舷侧甲板上边缘的垂直距离。 最大型宽是指任何结构剖面的最大水平宽度。术语breadth 和beam 是一个含义。
还有一些表示精确的几何概念在定义船体形状时有用的。底部升高是指某点在龙骨以上的距离。该点式船中横剖面上船底切线与最大船宽线的交点，见图4.6舷侧内倾是指甲板边缘处的舷侧向船中面方向缩进的距离。与之相反的称为外飘见图4.6
甲板梁拱是甲板横向曲线它通常是向上凸起的，一个抛物线形或圆形曲线，用Y 英尺上有X 英寸高；来表示（图4.6）
舷弧是甲板在侧视图上偏离铅垂线的距离，例如烟囱、桅、首柱轮廓、上层建筑等（图4.7）还有一些专用词汇用来表示船舶偏离平衡位置的角位移在横剖面内偏离铅垂线的称为横倾。在纵中剖面内哦角位移称为纵倾。水平面内船舶主航向的扰动角称为首摇，注意这些都是角度而不是比率，将在后面章节中讨论
从型值表可以得到两条面积曲线来定义船体形状，而不用距离来定义船体形状，这在后面将证明是有重要意义的。在水平轴的每一站位上，将正比于每个面积的高度累加至载重水线面，得到的曲线称为面积曲线。图4.8给出了四坐标曲线的例子。在4号站的面积曲线高度代表4号站剖面的面积。在5号站的高度正比于5号站剖面积。余此类推。第2种面积曲线通过计算每一站位剖面面积而得到。图4.8再次举了4坐标的例子。从垂直轴画出一段距离，代表水线以下剖面面积，由此形成的曲线称为邦戎曲线，在载重水线处，该距离正比于该水线下的剖面面积，余此类推很显然，每一剖面上均给出邦戎曲线。
排水体积?是船舶排开的全部流体体积可以想象流体是蜡，船舶从蜡中移开，船体留下的挖槽的体积就是它，为了方便计算，可由主船体体积加上附体如龙骨、尾垂线以后部分，舵，舭龙骨、螺旋桨等体积，减去凹陷或其它孔洞体积。
最后在定义船体几何形状时，还有一些船型系数来表示船体丰满度或瘦削程度，后面将证明它所时有重要价值。
水线面系数CWP 是水线面积与其外切长方形型面积的比值。它的变化范围是从0.70~0.90.等于0.70的船首尾端比较瘦，而等于0. 90的船舶平行肿体较长。
*W wp wl A C L B =
中横剖面系数M C 是中横剖面面积与一边长分别等于吃水和船中最大船宽的长方形的面积的比值。除了快艇，一般船舶的该系数超过0.85
*M M A C B T
= 方形系数B C 是排水体积与一个宽度等于船宽。高度等于平均吃水，长度等于垂线间长的长方体体积之比 **B PP
C B T L ?= 对于大型油船，方形系数的平均值大约为0.88；对于航空母舰大约0.60，对于小艇大约0.50
纵向菱形系数P C 是排水体积与一个陵柱体体积之比，该陵柱体的长度等于垂线间长，断面面积等于船中
横剖面面积，一般它的值超过0.55
*P M PP
C A L ?= 垂向棱形系数VP C 是排水体积与棱柱体体积之比，该棱柱体的长度等于吃水，断面面积等于水线面面积 *VP W C A T
?= 在暂时离开这些系数之前，应当注意到上述定义使用了排水量而设用型尺度，因为通常在最初的设计阶段才关心这些系数。在这方面的实际将发生很大变化。在差别是重要之处，例如依据劳埃德船级社而进行的油船结构设计，在应用中应当仔细的检查其定义还应该注意各种系数值取决于采用的垂线的位置。
第五课 船型与船型系数
5.1 前言
船舶外表面是一个在两个方向上具有曲度的固体表面，表示这个表面的曲线一般不能用数学表达式绘出，尽管很长时间以来人们一直企图用数学来表达它。因此，很有必要通过尽可能详细的曲线图来描绘船体表面。定义船型的图称为型线图。型线图包括三张图来表示三组剖面图。这三组剖面图是由三个相互垂直的平面与船体外型相交而得到的。
首先考虑垂直于船纵中线的一组平面。假想这些平面在船长的不同展位上与船体为表面相交。因此得到的剖面称为横剖面，并由横剖面图表示，如图5.1所示。在绘制横剖面图时，只绘出半个剖面，因为船体是左右对称的。船中以后的剖面绘在中心的一边，船中之前的剖面绘在中心线的另一边。通常将垂线间长分为若干个等间距分段（通常为10段），并绘出每一个分段的剖面。早首尾部由于型线变化比较快因此要增加一些剖面。在商船实践中，这些剖面从为垂线开始向首垂线编号。于是尾垂线是0号站，首垂线是10号站，如果船舶分为10个分段。在首尾的分段通常加密划分，因此剖面编号为1/2，3/2，17/2，19/2。有时使用20个分段，在每一端大概要加分2段，但通常10个分段已有足够精度来描绘船体形状。
现在假设有一些列平面与基平面平行，并考虑每个平面距基平面的不同距离。这些平面与 船体外表相交而得到的剖面称为水线。这些水线在图5.1绘出，就像横剖面那样，水线图也是只绘一半。它们通常有1M 的间距，但在船底附件采用更加小的间距，因为此处船体外形变化快，在半宽图中还包括船舶最上层甲板轮廓线。
第三组剖面由一些列平行于船舶纵中面的平面与船体表面相交而得到。这些剖面的视图称为纵剖面图（见图5.1），并将传中以后的称为后体纵剖线，讲船中以前的称为前体纵剖线。或者有时就简单称为“buttock ”，与水线一样。纵剖线间距1M 。在纵剖面图上绘有船舶中心线的轮廓，并认为是与船舶中心线为0距离的纵剖线。
上面讨论的三组剖面图显然不是彼此相互独立的，在此意义上，一个面的变化会影响到另外两个面，因此，如果横剖面的形状改变，那么将影响水线和纵剖线。在设计船舶外形时，三组曲线光顺是非常重要的，并且在光顺过程中它们相互依赖变的重要。搞出一条光顺曲线是令人怀疑的，但以前光顺国产很大程度上是通过目测完成的。现在型线图通过数学手段来光顺，大多数是用计算机来完成的。光顺国产进行时，船体型线设计通常从近似的横剖面开始。当设计者有了横剖面图时，他将为水线面量取型值并在半宽图上画出水线。这意谓着通过型值画出最可能的曲线。这一工作借助于木质或塑料型条来完成。如果通过横剖面图量取的所有点还不能绘出水线，那么就从水线上量取新的型值并重新绘制横剖面图。这个过程不断地重复直到水线和横剖线达到一致。于是可能去绘制纵剖线。为了保证纵剖线光顺，还有必要调整横剖面与水线的形状。加精确地船型光顺，这项工作由船厂实尺度放样来完成。其程序是有绘图极爱你过光顺后的型线型值送到放样间，然后在放样间的放样台上进行实尺度展开。船长是采用缩尺比的，但水线和横剖面宽度和纵剖线高度都是以全尺度绘出。在放样间内采用同样的光顺过程。光顺时采用断面的大约为25mm2的木压条，由钢钉钉在放样台上为了节约空间，水线和纵剖线在首尾部分均在长度方向重叠，这种光顺形式能生成具有良好精度的横剖面，水线和纵剖线。通过全尺度光顺，重新量取型值并返回到绘图室，作为船舶下一步计算的基础，这一点将在后面看到。
最近开始采用1/10比例进行放样，可以再绘图室内完成，有取代实尺放样的趋势，已有多种方法用于船型数学光顺，并与生产过程结合起来，然而这一主题的讨论，不是本书的范围。
画在型线图上表示船体形状的曲线称为“型线”，用来描绘结构外板的内表面。在全焊接船上，船体外表面比型线要多一个外板的厚度。在采用铆接的船上外板是一块搭一块的。这种情况下，船体外表面就比型线增加了两块外板的厚度。实际上外表面可能比型线增加不止一个或两个外板厚度，在结构弯曲度很大的地方，例如在船首尾端或在船舭部之下。
在多螺旋桨商船上，通常要对侧轴进行包裹，称为“轴包套”。该结构包括外板，加强材，从桨轴从船体伸出那点起，一直延伸到一个称作“轴支架”的地方。轴包套通常单独光顺，然后装到船体上，轴包套以附体处理。
在很多船体上，从船中两舷处看，横剖面形状没有明显变化。这一部分称为“平行舯体”。在丰满船型上它有很大一个范围，而在消瘦型快速船上，可能根本就存在。
在平行舯体之前，船体横剖面想船首逐渐减小，同样在平行舯体之后，其向船尾也逐渐减小，这两部分分别称为“进流段”和“去流段”，而连接于这两部分与平行舯体的点分别称为“前肩”和“后肩”。
第六课：船级社
6.1前言
对船舶设计、建造和安全有重大影响的两个组织是船级社和政府管理机构。前者具有相当长的历史，已经通过规范建立了建造标准，这些规范在保证船舶安全方面做了大量的工作，并没有强迫船东去按照某一船级社的规范去建造他自己的船舶，但可以发现，大多数船都是这样的，船级定义为“按价值高低而划分的等级”。这在转播分级的早期确实是这样的。他代表了船东、货主和保险商的利益，以便某船合理的保险金。船级的起源与名为劳埃德船级社的公司有关，它是最早的船级社。
政府管理机构关心船舶的安全，以及在船上工作的所有人的利益。在英国，关注此事的当局是贸易部（以前是贸易厅）。只要船东关心的事情，它们都制订强制性规则以保证。如果一艘船不满足当局颁布的标准，那么将被禁止航行。
船级社和政府管理机构的工作在一定程度上是重叠的。前者的地位通常是政府授予给他们的，例如，船级社非常关注船舶机构强度，因此，如果船舶是按照船级社规范建造的，那么政府机构就认可船舶强度是足够的。
6.2劳埃德船级社
劳埃德最初采用的分级系院是以A、E、I、O、U作为记号来表示船体质量，又以G、M、B（好、中、差）来表示船舶设备状况（如锚、缆索等），随着时间的推移，人们就想建立一套统一的建造标准。这就是100A1，其中“100A”表示船舶体是按照船级社规范的最高标准建造的，“1”表示设备，此外，还可以发现在100A1前有一个十字符号，因而船级变为+100A1.十字符号表示船舶是在船级社验船师监督下建造的。劳埃德船级社是在船舶机械推进方式之前就进入船舶领域了。现在，与船体检验一样，机械检验也是常规的项目，所以符号LMC（劳埃德机械证书）在入级时可以看到。
因为劳氏规范覆盖了多种船舶类型，所以在入级符号后面要指示其船舶类型。那些船级如100A1油船、1001液化气船、100A1矿砂船等，在入级证书中可以见到。
回顾早期船舶分级情况，实践中依据船龄和建造地来分级。在北英格兰建造的与在南部的只给较低的入级。船东对此做法很不满意。在19世纪早期，他们颁布自己的登记规则（绿皮书），实际上与劳埃德船级社在竞争。然而，最终很明显，这两个组织不能独立地生存（所以在1834年合并）。从那时起，劳埃德船级社，正像今天所知道的，真正地开始。该船级社不受政府控制，由一委员会运行。委员会由船运业的成员组成，代表行业的利益。
船级社每年出版一次船名录，记录了总吨位在100吨及以上的船舶的参数，不管该船是否入劳氏船级。此外还按季节出版冠以全世界造船业务的统计结果。
6.3劳氏船级社业务
船舶的发展，船级社处理其他事务变得很必要。已经包括机器的检验。船级社处理的其他问题包括特种船例如油船、液化气船、挖泥船、自卸驳船等。泵、管路、防火、探火、和灭火设备、锅炉和其他压力容器，电气设备，货物冷藏装置，以及建造材料。
随着时间的推移和船舶技术的发展，船级社出版的规范，最初非常简单，而现在变得越来越复杂，甚至在
近些年产生了重大进展。例如1939年以前，船体构件尺可以通过船体的主尺度L、B和D来确定。这些尺寸取决于2个数据L×(B+D)和L×D，到了1945年以后，这种方法就不足了，并且也不详细，可以说，那时已经出现很多修正，并对结构强度问题给予了更多的重要关注。最初建立的规范很大程度上是凭借经验的。结构尺寸实践中证明是足够的，这种确定尺寸的方法可以说目前仍然存在劳氏船级社搜集船舶意外事故数据，通过对这些数据分析二给出那些地方需要修改的建议。这个经验过程当然也由船级社的研究工作所支持，还有就是与其它研究结构合作。
为了确得根据规范建造的船舶能满足最高标准要求，检验工作伴随着船的一生都在进行。首先，钢船大约一年（间隔期）检验1次。这些年度检验处理相对先得项目。这些项目要求年度检验，也要求验证船两舷的干舷标志。更深入的检验称为特别检验，在船舶生命周期内没4年检验1次，这些检验包括年度检验的项目是结构尺寸，因为腐蚀越来越严重。例如，由于此原因而导致的板材厚度减小的地方，需要更换。在这里不可能详细的列举这些特别检验的要求，它所在劳氏船级社钢质船入级与建造规范中有详细说明。
这里对劳氏船级社的起源于发展作了一个简要的概述，更详细的资料早Archer的论文中可以找到，推荐读者去研究规范和船名录，以增加在此讨论的读者内容。
劳氏船级社是最古老的船级社。现在世界上其他的船级社的发展基本上也是类似的形式，这些船级社有BV （法国）DNV(挪威)、ABS(美国)、GR(德国劳氏)、RIV（意大利）和NKK(日本)。这些船级社现在相互协商，在入级和发展、改进的结构标准方面的共同利益取得一致。国际船级社协会（IACS）开展咨询活动。尽管船级社的主要功能还是船级社，但是他们现在做的要比这些更多。在特殊的结构布置方面给船东和建造者一些忠告，并且总是准备审查任何新的建议，最近一些年中他们还在改进结构设计于新的方面上发挥作用，在这些行动中，在致力于安全船舶设计改进船体结构中履行重要职责。
船级社业务以拓展到其它海上结构如钻井设备，有些船级社还在陆地结构中做了大量工作。
6.4 政府机构
关于船舶安全的立法是船舶登记国政府的责任。在英国这项工作最初由同业公会来执行，而现在由贸易部来做。该部被授权制造一系列商船运输法，这些法规有100多年的历史。贸易部雇佣一些检验员检查船舶，以核实这些船是根据其规范建造的，该部关注的事项有：载重线；吨位；船长及船员生活区；客船的水密分隔；就生设备；散粮运输；危险货物。这些专题的一部分现在是国际规范所涵盖的内容，例如，载重线，吨位及客船相关的规范。其中一部分将在后面详细讨论。
6.5 载重线
将船舶装载限制在一定吃水下的问题到现在已经讨论了100年了。在19世纪，劳氏船级社有一些简单的规范来限制吃水，但是还没有政府关注的强制规定。劳氏规则要求船舶每英尺货舱深度允许有3英寸的干舷。直到19世纪后1/4时期，这个通过了议会立法的问题才重视起来。载重线限制于赛谬尔·普林索尔这个名字有关。她是议会成员，提出了一项议案，对船舶装载吃水做出限制。现在熟悉的在船上勘绘的标志称为普林索尔载重线，它的官方名称是“载重线标志”。
这里不去考虑载重线发展历史，但是很清楚水线以上的船舶体积应该有个最小值，主要分三个原因，从后面的章节中将变得明显。这里声明，首先，最小干舷是当船舶在波浪中航行时能提供储备浮力，所以船舶在波浪中能浮起，它还得保护船舶在大量上浪时的浮力要求，于是为干货船制定。第二，正如后将看到的，船舶在水面以上的部分越大，船的稳性范围也越大。第三点是，船舶要求有储备浮力，因而在发生破损事故时能保持浮性，至少有足够的时间让船上人员撤离船舶。
尽管最小干舷问题实际上是个水动力问题，但规范中干舷计算还算是主要依据静水力考虑。可能在将来随着规范的发展，在干弦考虑中会计入船舶在海中的水动力影响。
干舷从一个称为干舷甲板的甲板往下量取。干舷甲板定义为暴露在空气中和海水中的最上层完整甲板，甲板上具有永久性的关闭措施，在甲板之下的舷侧安装有永久性水密的开口。另外，比它位置低的甲板也可以认为是干舷甲板，只要它是永久性甲板且在首位方向和横向均为连续的。
目前载重线公约里基本干舷以两个表的形式给出，一是A类船，另一位是B类船，这些最小干弦取决于船长。A类船是用于装载散装液货的船舶，并且货船之具有小的装有密封垫的开口。对于这类船的进一步要求是船长超过150m的和设计有空舱的船舶，必须具备当这些空舱中的任何一个进水后能浮起；B类船是指非A类船。这两类船的干舷在表6.1可以看到。
6.6吨位丈量近况
关于吨位丈量在近年又有进一步的发展。1969年，有国际政府间海事咨询组关于船舶吨位丈量的国际会议在伦敦召开。会议结果由Wilson出版了一份报告。该报告旨在简化已有的吨位规范，并将总吨位和净吨位计算量减小到公式计算，公式如下：（略）
上述公式中的体积计算到板架的内表面，并包括附体体积与海水连通的体积不包括在内。
在新的吨位丈量系统中，以前版本的吨位标志废除了，尽管公式中含有吃水表明吨位随船舶所设计的吃水而变化，在新的吨位丈量规范中，包含了上述计算船舶吨位的规则。在规范出版时（1973年），该规范还没有取代原有的规范。但是，当有足够的成员在公约上签字时，各国政府就着手准备国内的规范（在英国是通过贸易部）。
新的丈量规范大大地简化了以前采用了很长时间的复杂规则。然后也留下了争议；在这个过程中隐藏在吨位评估之后的基本概念却丢失了，至少不在明显了。
6.7其他吨位
根据本章所述的规范而计算的船舶吨位现在已被国际航行船舶所接受，船舶吨位登记在吨位证书上。然而，还有一些特殊的吨位，计算方法有点不同，登记在一个单独的证书上。它们是船舶通过苏伊士运河和巴拿马运河的吨位证书。前者现在没有什么用处，因为苏伊士运河已经关闭了若干年了，但是在过去通过苏伊士运河的费用是基于苏伊士运河吨位。类似地，使用巴拿马运河的费用根据巴拿马运河吨位计算。
6.8客船
用于运输旅客的船舶须满足非常严格的安全规范要求。出于这个目的，客船定义载客超过12人的船舶，并颁发满足规范要求的客船证书。现在，客船规范是在本世纪各种国际会议总结出的成果和说明。尽管世界各海运因在1912年之前就有客船规范，但直到那年泰坦尼克号沉没世界上才对客船安全问题引起重视。泰坦尼克号首航时撞上冰山使多个船舱破损最终沉没而损失很多生命。在这次灾难之后，因为客船破损后的浮性问题成分立法者脑中的魔影，所以英国同业公会成立了一个“舱壁委员会”来核查客船的强度和舱壁的位置。破损后进水的技术问题将在后讨论。
考虑到客船安全是国际范围上研究的主题，所以在泰坦尼克号海难之后，于1914年召开了一次国际会议。但由于第一次世界大战的爆发而未能进一步讨论，尽管那次会议的成果在战争期间有出版，然而知道1929年，召开了另一次国际会议。到了1932年一些主要海运国家在“国际海上人命安全公约”上签字。因为公约已经声明与载重体和吨位相关联，所以由签约国履行，其内容体现在各国制定的法律中。1932年的公约在1948年和1960年的会议上讨论，并根据实践经验做了一定的修订。另一次会议大概将在1976年举行，预期在整个安全评价方面作出重大修改。
SOLAS公约不仅关心客船的水密分隔及破损条件下的相关安全问题，而且还关注其他安全方面问题，例如，探火、灭火和防火机器与电气装置，救生设备如救生艇及施放方法，无线电报和无线电换，航行安全，谷物与危险货物运输，以及与核动力船舶相关规则。
第七课平衡与稳性
7.1引言
在第二章，根据力与力矩的平衡定义静平衡条件。根据牛顿运动定律，如果作用在物体上的合力和力矩为零，则物体将保持静止或匀速运动。
稳性的概念更复杂一些。这里人们关心的是当物体受到一个力或力矩作用后，能否回到它原有的静平衡状态，从力系平衡的定义角度讲，包括没有加速度和减速度，静平衡定义为：处于静止状态的物体即为静平衡。
如果物体受到一个外力干扰作用，并当外力消失是恢复到初时位置，那么就说它处于稳定平衡。这种情况的一个例子就是一个在面朝上的碗中的小球，如图7.1（a）所示，当小球受到一个干扰后，总是最终回到他的静止位置。图7.1（b）表示的是中性平衡状态（随遇平衡）。当小球受到外力作用而运动又受到外力（包括摩擦阻力）作用而停止，它将在水平面上的任何点处于平衡状态。图7.1（c）表示是不稳定平衡，小球处在面朝下的碗中的顶部。平衡位置处的任何一个小的扰动将导致小球沿碗滚落。
对于浮体，稳定平衡条件表现为当船受外力作用倾斜时，能够恢复到原先正浮状态，中性平衡表现为一个均匀圆柱浮体浮在水面上，当外加力引起的运动停止时，圆柱体也就停止于任何位置，稳定不平衡常常出现这样的例子，当一个小孩子试图一个洋娃娃放在浮于浴盆中的玩具船上时，松手后玩具船倾斜直到倾覆或于洋娃娃脱离，之后玩具船又恢复到它的正浮状态。
7.2船舶平衡原理
考虑一艘船正浮于静止的水面上，为了保持静止或平衡，必须无不平衡力或力矩作用在船上。有两种力在维持船的平衡状态，它们必须数值上精确的相等，且方向相反。
垂力作用于一点或垂心，船体的所有力可以说集中在该点上垂力总是垂直向下的
作用线通过力的中心浮力认为在起作用，该力总是垂直向上，当船横倾时，浮体水下形状发生变化，于是浮心位置也移动了。
现在，当船舶受到外部倾斜力矩作用而横倾时，浮心位置也从船体纵中面移出去，通常重力作用与浮力作用线之间有一个距离。这两个大小相等方向相反的作用力的距离，构成了一个力偶，即作用力（排水量）与该距离的乘积。在图7.2（a）中，这个力矩使船恢复至正浮位置，该力矩称为复原力矩，两条作用线之间的距离称为复原力臂（GM）
现在假设当船舶产生一个小的横倾时，垂心在这个位置移动至向上。浮力作用线经过垂心，在新位置上，没有不平衡力，或换句话说，船舶有零力臂或零力矩。在图7.2（a）中船舶处于中性平衡，复原力臂和复原力矩均为零。
如果船舶重心往上移动一点，如图7.2所示，当船舶有一个小的横倾后，两条作用线的方向与图7.2（a）的相反。在着种情况下，力矩方向不会使船舶恢复到正浮位置，而是使船继续倾斜。此时，船舶具有负的复原力矩，或倾覆力矩，及负的倾斜力臂（GZ）
这三种情况解释浮力与重力，以及它们作用线相对位置，为三种基本的平衡状态。
7.3稳心位置
在第3章讨论的稳心M，定义为通过倾斜物体或船体浮心的垂直线，与船舶横倾角趋于零时的铅垂线的交点，这个交点位于船舶正浮时代重力作用线与浮力作用线上。
因此，从前面几节中很容易看出当稳心位于重心之上，如图7.2（a）所示，那么船舶倾斜时就有复原力矩，船舶处于稳定平衡。
当稳心与重心重合，如图7.2（b），则没有力矩产生，船舶处于中性平衡。
当稳心位于重心之下，如图7.2（c）就形成了负的或倾覆力矩，船舶处于不稳定平衡。
考虑到稳心与船舶平衡状态的相互关心，有必要知道，稳心定义实际上只在船舶横倾角早0到7-10范围内才有效。超过这个范围，浮力作用线与船纵中面的交点就没有意义。因而采用稳心与重心相对位置作为稳性指标只限于小的倾斜角。很明显，稳性本身不会仅限于这样一个范围。因此人们必须区别在往一倾斜角度下的总体稳性与小倾角的初稳性（⊙<10）
7.4稳性高度：初稳性度量
稳性高度，包括横向的和纵向的，定义为重心至横稳心或纵稳心的距离，在正浮平衡位置上铅垂线量取。
在图7.3中，稳性高度为GM，船舶重心G或G1，除非特别声明，稳性和稳心高指的是横稳性高。如果讨论纵稳性，那么相应的稳性高记为GML，称为纵稳性高。
如果M在G点之上，那么稳性高是正的。如果M在G之下，那么GM是负的。
GM是初稳性的度量，或者死船舶抵抗从正浮位置倾斜的能力。船舶具有正的GM则不能在正浮，并且不具备初稳性。有些船出现负的GM是因为货物偏离中心，船在正浮位置上是不稳定的，随着倾斜角出现，船体水下形状改变，该船将向左舷横倾或向右舷横倾直到它达到新的稳定平衡点。
因为纵稳心ML总是离船相当高（图7.4），可以说在正常条件下纵稳性高GML不可能出现负值。纵稳性将在下一章讨论。
7.5复原力臂
由前面讨论的重力和浮力构成的力偶在数量上是船舶重量与两个力线的乘积。；两个作用力线间的距离通常称为复原力臂（GZ）。当船舶重量或排水量是常数时，我们可以采用GZ作为度量船舶在各种倾斜角度下静稳性的尺度。
对于小角度倾斜（即倾斜时浮力作用线与船中心线的交点在M点处）
GZ=GM×SIN⊙ (7-1)
复原力矩=△×GZ
RM=△×GM SIN⊙ (7-2)
其中⊙是横倾角，单位是度（图7.5）
因而，GM值可用来比较同类型同尺度船舶的初稳性。
7.6稳性范围
稳性范围的定义是从平衡位置向左舷或向右舷倾斜的角度，单位是度。在平衡位置船舶是静平衡的。
该范围的幅度主要取决于船宽、干舷、与甲板的上层建筑水密完整性以及重心位置。这个范围表明正复原力臂的范围，并不意味倾斜是安全的不会翻船，理论上，稳性范围表示船舶逐渐倾斜到一个角度不会倾覆，水也是静止的，在任何倾角下倾斜力矩都没有超过复原力矩。复原力臂曲线也表明复原力臂最大值所对应的倾角。稳性范围、最大复原力臂、出现的倾角以及曲线下面积对评估船舶稳性都是至关重要的元素。
第8课阻力
8.1 前言
浮在静水中的船舶受到垂直于浸水表面的静水力作用，在解决浮力和稳性问题已经指出，压力的合力是垂直向上的，正好等于作用在船体上的重力，也就是等于船的重量，如果由静水压引起的外力在船首尾方向和船宽方向求合力的话，可以发现在这两个方向上的合力均为零。考虑一下当船舶在水中以速度V运动时会发生什么，这种前进运动的效果是会在船体上产生水动压力，从而改变了原先的法向静水压力。如果根据这个修正后的压力系统而产生的力在首尾方向上求合力，可以发现它是与船在水中运动方向相反的，如果在横方向求合力，那么该合力等于零，因为船是左右对称的。
当船舶向前运动时，还要考虑另外一组力，所以流体都或多或少地具有粘性，因而船的浸水表面在水中运动时，切向力就产生了，将其求和之后就产生了与船舶运动方向相反的力，法向力和切向力就产生了一个与船舶运动方向相反的合力，这个总的力就是船舶阻力，有时将总阻力分解为一些分量是方便研究的，并给各个分量取名，然而，不管给它们以什么样的阻力分量名称，都是讨论的两种力之一，即或是垂直于船体表面的力，或者是相切于表面的力。
船舶实际上是同时在两种密度差别很大的流体中运动，船体下部表面在运动而上部表面在空气中运动，空气和水一样，也具有粘性，因此水面以上部分也受到和水下同样的两种力。然而，空气密度比水小很多，当空气静止时，由于空气引起的阻力也是非常小的，然而，如果船舶迎风航行，那么空气阻力将比静止空气的阻力大许多，因而，这种阻力仅在一定范围内，取决于船速，更取决于风速。
8.2 阻力类型
前面已经指出，有时将阻力分解为一些分量处理起来方便，现在讨论它们。
由于向前运动导致围绕船体的法向压力重新分布，引起自由表面的升高和下降，因为自由面必须是常压的，其结果是在水面上产生了波浪，并从船边向外传播，波浪具有能量，因而由船产生的波浪代表着船舶能量的损失，从另一个角度看，船舶必须对水作工来维持波浪，由于这个原因而产生的与运动方向相反的阻力称为兴波阻力，对于深潜物体，由于运动引起的围绕在物体表面的法向压力变化对自由表面影响很小，因而在此情况下兴波阻力很小或忽略不计。
由于水粘性而引起的阻力确切地称为粘性阻力或摩擦阻力。实际上与湿表面接触的那一薄层流体始终伴随着船体，但由于粘性，在与邻近层之间产生了由速度传递带来的剪切力，这层流体又将速度经相邻的下一层流体传递，不断向船体以外发展，很显然由于粘性作用有一部分流体沿着船在拉动，这部分流体需要力来保持运动，于是就产生了阻力，在船体表面向外，向前移动速度逐渐减小，尽管理论上在一定距离上仍然存在速度，靠近船体表面上的速度梯度最大，而向外一点距离则向前的流体速度实际上可忽略，向前的速度因而限制在邻近船体的一个相对窄的范围内，这个薄层称为边界层，边界层厚度在船首相对较薄，但向船尾较厚，正如将在图8.1中所看到的，在整个船长方向上各个位置处流体速度的下降情况。
边界层的实际厚度是难以确定的，但是流体向前速度下降1%处的点可作为边界层的外边界，在该点处流体可认为是无粘性的，于是，在图8.1中，流体相对船体速度V1为无粘性时该点速度的0.99处，就是边界层的外边界。
流体在物体周围流动的理论研究表明流动是图8.2所示的流线形状的，然而在物体表面上曲线变化明显的地方，部分由于流体粘性，流动从物体表面分离，形成漩涡，这种分离意味着流体法向切力不能恢复，正如理论所描述的那样，结果阻力产生了，通常称该阻力为漩涡阻力，这种阻力就像兴波阻力，产生于船体表面法向压力重新分布，对应地摩擦阻力因切向粘性力而产生。
第四类型阻力是水面以上部分在空气中运动而产生的，在前面已经提到过，它包括摩擦阻力和漩涡阻力。
船体形状的确定受很多竞争因素的影响，为建造简单，它应为长方形箱体，为有足够的横稳性，它应够
宽；为了能像梁一样在纵中面内弯曲而有足够厚度，它应足够深。所有这些都影响船体形状，但最重要的是船体与水的动力耦合作用。这种作用决定了匀速向前运动的船体阻力。该阻力又决定了推进动力的选择，所以通常船与水的动力作用，要求造船师对此须有最大程度的关注。
匀速向前运动的阻力有四个分量：1、水与船体表面的摩擦，2、由船体兴波引起的能量消耗，3、由于船体和附体（例如舵）引起的漩涡而消耗的能量，4、船体水面以上的空气阻力。
摩擦阻力与水密度、水接触面积、相对船体的水速度成正比，还与摩擦系数成正比。这个阻力可以通过减少船体湿表面积使之最小化，但是在面对其他方面对船体尺寸和形状的要求时，这个愿望是很难实现的，很明显一个光滑的表面可以减小阻力，但是比普通涂漆钢更光滑表面所带来的利益与其成本相比是微不足道的，摩擦系数很大程度上与雷诺数的函数（水密度乘以船速乘以船长，除以水粘性）；由于水密度和粘性是无法控制的船长和船速大多不可避免的受其他要求左右，所以设计者是很难控制雷诺数的，摩擦阻力系数是研究热点，特别是在20世纪上半叶，但从那以后大多数船舶设计者使用由国际拖曳水池会议推荐的额标准值。
兴波阻力和漩涡阻力经常合并为一个“剩余阻力”，特别是在通过模型试验来测量阻力时，兴波阻力通常在剩余阻力中占据大部分；因而在研究与船体设计时给予它更多的关注。事实上，兴波随着船速增加而快速增大，因此最终需要更强的动力去克服它，在船上是不可行的，对常规船型实际上不可能以速长比超过 1.3的速度航行（速度单位为海里/小时，除以水线长度的平方根，单位是英尺）。超过这个速度范围，一个较小的速度增量要求必须非常大的动力增加值才能满足兴波能量需求，小型船艇可以借助滑行来超越这个限制，但滑行所需的动力功率要超过常规船实际所需的。
第九课螺旋桨与推进系统
9.1前言
最早想使用机械力推进船舶是实验性的尝试，在真正实验之前以获得成功。历史上早期由于航行时风力不足及不可靠的持续性就迫使人们去研究其他手段来驱动水中船舶。除了简易的浆或人力橹之外，有证据表明公元前罗马人用明轮舟（动力为牛）来运输士兵去西西里。明轮在东方约在公元7世纪使用。当然，达芬奇设计了许多机械装置来驱动船舶。
然而，真正的从蒸汽机转换出来动力的机械推进，出现将是晚许多，并经历了很多失败。很难将在什么地方，什么时候这样的推进首先获得成功，但有记录显示1783年在法国里昂，1个长148英尺驳船样子的小船，装备了一个水平的双作用蒸汽缸来驱动两个舷侧的明轮，能够在罗纳河上逆流而行。这只船命名为火船，它的设计发明者茹富鲁瓦一般认为是最早的商用蒸汽船。1790年，他的蒸汽船实验号，开始在费城和特伦敦之间以班轮的形式运输旅客。然而他的船不使用明轮推进的。它的18英寸单缸蒸汽机和火水管锅炉驱动船尾处的三个鸭腿桨，移动一只60英尺的船以8节速度航行。1787年，弗吉尼亚希波力克县的杰姆斯拉姆赛造了一艘蒸汽船，用喷水器推进。这艘船准备在波托马克河上渡船作用，在成功获得公认之后进坞修理，气候速度带到大约4.5节。
有趣的是在这些早期的努力中，推进装置都不相似。明轮、机械橹和喷嘴器，在阿基米德螺旋桨被约翰埃里克森成功用于美国海军和弗朗西斯。皮替特史密斯成功用于英国皇家海军之前的半个世纪里，都在一定程度上取得了成功。这两个人1836年获得了螺旋桨推进的专利，并进一步证明螺旋桨比明轮的先进性。螺旋桨很少受吃水变化、严重横摇的影响，需较少的有效宽度，受到较好保护而不被损坏，使用更集中机器，以更高的速度航行。1845年，英国海军举办一场有名的在一艘螺旋桨船和明轮船之间的“拉力战“，螺旋桨船是蒸汽驱动的军船RAHLE号。明轮船是它的姐妹船，比他略小，功率略低，叫ALECO号。尽管ALECO号先开航拉着RAHLE以2节速度后退，但RAHLE号在5分钟之内就将ALECO拉向后退，并且以2.8节的速度拖着ALECO 航行（BROWN1977）。尽管如果ALECO号具有相等的功率的话只可能赢得作为实验一部分的某些比赛，但是，螺旋桨推进的批评者还是保持沉默了。军船此后都采用了螺旋桨。
现在有很多种类型的船舶推进装置，一些不同寻常的效率低下的装置被发明实验抛弃。19世纪中期明轮曾经成功的用于大西洋号和其他的蒸汽船上，在大洋航行推进系统中逐渐消失。虽然他仍然在一些遥控定位的内河船上和特别用途的船舰上采用外，但已经过了他们的最辉煌的时代。费驰的机动橹再也没有用过。喷水推进近来成功复苏，并有希望更多应用（他将在本章后面讨论）。船用螺旋桨及其他们的各种变种是现代船舶的主要推进装置。
9.2推进装置
现在应用最成功的推进装置类型，有四种：
1螺旋桨
a定螺距桨不b可调螺距桨c可控螺距桨d有套罩螺距桨用于隧道之内（导管桨）e对转桨
2明轮装在舷侧或船尾的有固定叶片或顺将叶片的
3喷水推进器
a潜没喷嘴喷水推进器b水面喷嘴喷水推进器
4平旋摆线推进器
a正摆线推进器b外摆线直翼推进器
上述这些类型将在后面几节中单独讨论
螺旋桨
因为应用最广泛的推进器是螺旋桨推进器（以下与实际应用一致称为螺旋桨），他将进行最详细的讨论，在用的其他类型螺旋桨的若干推进理论也将包含在内
首先考虑螺旋桨本身的一些有用的术语及其相关的术语和定义。一个螺旋桨在桨毂上至少应有两个桨叶。该桨毂用销键固定在桨轴上并由浆轴驱动。现在有三种常用的船舶螺旋桨固定螺距螺旋桨的桨叶与桨毂山一个整体，通过螺栓固定在桨毂上，在这种桨上，桨叶相对于桨毂的位置不能改变，除非是那种螺栓固定桨叶型桨在装配期间所做的微小调整。可调距桨具有当桨停止时可以调成不同螺距的桨叶，可控螺距桨有一个机械装置用于改变桨叶相对于桨毂的位置，在任何时间都可进行。在下面的讨论中，见图9.1，是一个三叶固定螺距桨。
右旋桨是从船尾往船首方向看去顺时针旋转的并驱动船前进的螺旋桨（当向船尾看去则为顺时针旋桨如图9.1）左旋桨是从船尾向船首看去逆时针旋转并推进船前进的桨。
当桨推船前进时，桨叶压力面是桨叶后面（叶面）
桨叶吸力面是与压力面相反的面。（叶背）
叶稍是桨叶上立轴最远的点。
桨叶导边是进车时首先切如水的那个边，
随边是与导边相反的那个边。
桨直径是叶稍到桨轴距离的2倍，或者是叶稍圆的直径。
螺旋面是这样生成的一个面：一个与轴线成一定角度的直线（母线），通过他的端点，绕着轴以端角速度旋转，同时沿着轴线以固定角速度前进所生成的曲面。在最简单的形式中，压力面是沿螺旋桨轴轴线的螺旋面的一部分，任何机器螺旋的螺纹都是螺旋面。
桨叶上任何点的螺距都是这样一个距离：所在的螺旋面和母线绕桨轴旋转360度，在平行桨轴方向前进的距离。图9.1中点C的螺距就是在旋转一周后距离FE。当压力面是螺旋面时，面上任一点都有相同的螺距，这个螺旋桨就称为等螺距的。从图9.2可以看出，在叶面上的每一个点都有与C点相同的螺距。如果从导边到随边，螺距逐渐增加，那么该螺距是轴向增加的。如果螺距从桨毂向叶稍增加，那么该螺距是径向增加的。当叶面上的每点的螺距都不相同时，那么压力面就不是螺距面。
在整个叶上可变螺距桨的设计理论是一个特殊和专门的理论。为了概括这个设计的目的，可以充分地讲（1）当螺距在导边和随边间变化时，那么螺旋桨可适应一个较大范围的船速（2）螺距从叶根到叶稍变化时，那么螺旋桨具有适应桨周围的半流的优点。前者修正延伸到推进效率的范围，而后者增加了推进效率的峰值。
第十课操纵性、运动和动力要求评估
10.1船舶操纵与航向控制
如果当一个外力或力矩作用在船上才使航向偏离增加的话，就说船舶具有航向稳定性。另一方面，如果外力作用消失而船舶航向仍在改变，那么就说该船是不稳定的。一艘方向不稳定的船是不容易操控的，而一艘稳定性好的船需要较少的能量就能由掌舵装置保持在固定航向上。因而两种极端的折中方案是希望出现的。粗略的讲，方向稳定性和不稳定性可以通过船舶水下侧面积大小来评价。如果船体和附近面积集中在首尾端，那么该船是方向稳定的。
稳定性和不稳定性都不可避免地需要设备来保持航向或根据命令改变航向。这样一个方向控制的准方向机构就是安装在船尾的舵，并且固定在它上方的船体内的电动液压舵机来驱动。舵是一个附体，具有机翼状的横剖面，并在相对于水有一个非零攻角时会产生升力。该升力产生了一个围绕大概在船长中点的点动回转力矩。
对于一个给定的攻角，舵升力正比于相对于舵的水速度的平方。因而，舵的位置最好在由螺旋桨产生的高速排除流的范围内。对于多螺旋桨船，应该配备多舵（每个螺旋桨后面一个）以便借告诉水流之利。此外，对于倒车时也必须具有良好操纵性的船。经常为每一螺旋桨安装一对侧翼舵。它们设在螺旋桨的前面，浆轴的两侧各一个。
在低速下的操纵性是一个特殊的问题，因为低速情况下意味着由舵产生的升力不足。如果舵安装在螺旋桨正后方，那么在数秒钟之内的连续剧高速旋转可以产生足够的升力去推动船尾，却未能产生明显的向前的运动。侧向推动船尾等于改变船体航向，但这只是权宜之计，对于低速操纵时常常是不够的。由于这个原因，许多船装备了艏侧推器，一个固定在首部横向隧道内的螺旋桨，该侧推器可以推船首侧移而不产生向前的运动。如果一个类似的侧推器装在船尾，那么船舶可以侧向推动或当两个侧推器往相反方向作用时原地回转。
10.2海中船舶运动响应
在操纵中，船舶产生首摇（绕一个垂直轴旋转）和横荡（侧向移动）。更一般的情况。可为多个自由度的运动，另外4个是横摇（绕纵轴的旋转），纵摇（绕横轴的旋转），垂荡（垂向运动）和纵荡（纵向运动与匀速推进运动的叠加）。所有多个运动都是不希望出现的，除非在特殊情况下，通过首摇而改变航向。
横摇大概是最希望出现的运动，因为它产生最大的加速度，因而是晕船的主要原因。它可以用一个强迫振动来表示。因为质量、阻尼和回复力等典型的机械振动系统是存在的。然而，试图通过分析来发现船舶横摇的固有频率不是简单的。因为基本方程的系数本身就是频率的函数。进一步讲，质量项必须包括相当多的水的质量。该质量在船横摇时伴随船一起运动，并且在横摇和另外一种运动间还可能产生耦合作用。尽管如此，横摇固有周期可以通过简化公式而近似的得到，当遇到的波浪谱的主周期与横摇周期相等时，横摇会变得非常严重。
很多船装上了舭龙骨以减小横摇，这是长而窄的鳍状物，在船底和舷侧交汇处的船体上设置。舭龙骨在减轻横摇方向是有效的，但它们与其他措施相比效用还是较低，最有效的是减摇鳍，从船舷侧横向伸出大约30英尺（10m），并且不断地绕它的轴旋转以产生与横摇相反的力，这些鳍造价非常大，所以当船舶进坞时必须将它们收回到船体内。
纵摇是关于另一个轴的简单摇摆运动，但是结果却是不同的。因为船长比船宽大很多，一个角度在横摇时看上去很小，但是对纵摇来说却将船首抬到水面以上，在迎浪航行时遇到的波浪周期与船体纵摇固有周期接近时，首部砰击和甲板上浪就可能发生。对这种危险的最普遍的会回应是降低船速以避免共振。减纵摇鳍的实验已经开展，但还要进入实际应用。
船与表面波的相互作用研究是水动力学非常关注的，因为它是很难从理论上获取有意义结果的领域，又是一个很有价值的领域。
10.3通过模型试验确定推进功率
推动船舶所需的功率正比于船速和航行阻力。获知阻力的能力在确定预期船舶所需的推进功率时是基本要素。很多年以来，水动力学研究者根据基本原理寻找计算此阻力的方法，但到目前为止还没有提出普遍可行的方法。可以根据现有船舶或标准模型的经验建立估算方法，但是在设计中作出预报的满意方法是进行所设计船的模型试验。
模型试验包括在静水中以精确的控制速度来拖曳一个精确制作的船模。因为侧力时需要拖它。通过模型与实船相同的付汝德数而建立起船模与实船的基本联系。这个数以英国造船师威廉姆付汝德命名，是一个无V，其中V是船速，g是重力加速度，L是水线厂。在这个普通参考点上，由实船和船模产生的因次数
gL
波形是相同的，单位排水量的剩余阻力也是相同的。不幸的是，付汝德数相同意味着雷诺数严重不等，在模型和实船的摩擦阻力间引起严重不匹配。从模型到实船的比例换算技术因而必须是迂回的，其主要步骤如下：（1）测出模型总阻力。（2）采用国际船模试验水池提供的数据和技术计算模型的摩擦阻力。（3）从总阻力中减去摩擦阻力而得到模型的剩余阻力。（4）实船剩余阻力采用与模型相同的单位排水量剩余阻力。（5）实船摩擦阻力计算。（6）将第（4）步和第（5）步计算的阻力相加得到实船的总阻力。
第11课船舶阻力
11.1阻力试验
许多名人试图使用船模或介绍他们是如何用船模来预报实船性能的。这些知名学者包括布格，蒂德曼，
牛顿，查普曼，欧拉和波弗埃等。但是知道威廉·弗汝德，才让实船预报成为现实。
W．弗汝德提出讲船舶阻力分成剩余阻力和等效平板摩擦阻力两部分的假设。他还主张空气阻力和波涛阻力可以分开处理。通过对几何外形相似船型在不同速度下生成的波形的研究，弗汝德发现当船模以与其长度平方根成比例的速度航行时，生成的波形的几何形状是相同的。该速度称为相应速度。它仅仅是弗汝德德另一种表达方式。他注意到，如果将单位排水量的阻力与相关速度关系画出，那么阻力对速度曲线一般是相似的。进一步研究，如果在总阻力中减去等效平板摩擦阻力，那么符合程度相当好。
由此，诞生了弗汝德比较定律：
如果两艘几何相似船型以相关速度航行（即速度与长度的平方根成比例），那么单位排水量的剩余阻力相同。
于是，通过模型试验预报实船阻力成为现实。预报步骤制定得很细致，从弗汝德到现在一直在应用。对每一船速值：
（a）以相关速度测试几何相似船模的总阻力。
（b）运用从实验室得到的平板阻力公式计算船模摩擦阻力。
（c）从模型总阻力中减去摩擦阻力，得到模型剩余阻力。
（d）将模型剩余阻力乘以实船与船模排水量的比值，得到实船的剩余阻力。
（e）加上实船的摩擦阻力就得到实船的总阻力。
应当注意到在估算模型与实船摩擦阻力时均会产生误差。然而，只有对两者都产生影响的误差才是重要的。
现在可以看到为什么早期试图建立模型阻力与实船阻力相互关系的都失败了。如果剩余阻力与摩擦阻力的比值相同，那么两只船模具有相同的阻力只代表实船具有相同的阻力。通常，上述结论是不对的。除非它们的线型是相同的。也就是说，如果模型A的阻力小于模型B的，并不能说实船A的阻力一定小于实船B的阻力。因此，甚至在日前造船领域中经常使用的两模型间定性比较，可能是没有依据的。
11.2阻力测试的设备和技术
受英国海军部的大力支持，弗汝德于1871年在托基建造了世界上第一座模型试验水池。在那里他继续完成他父亲1879年去世后所留下的工作。弗汝德做了卓有成效的工作，当1885年托基水池期满时，被批准于1887年在哈斯拉建造另一座水池。这是海军部实验场的开端，经过多年发展仍为世界上该领域的领先之所。
用于测试模型阻力的现代船舶水池基本上与弗汝德所造的相同。这是一个长的水池，近似为长方形横剖面，上面装有拖车可以拖拽船模在水池移动。经过多年发展，在拖车推进方法、拖车速度保持稳定以及记录模型阻力的仪器等都有很多改进。
在一个典型测试中，拖车先加速到要求的速度，在速度稳定期间记录模船阻力、测量船体下沉量和纵倾。然而拖车减速随着船舶长度和速度的增加，需要越来越长的水池以满足更长的加速段和减速段的要求。
模型试验过程中一些非常有趣的事情在参考文献6中介绍。这些事情来自于弗汝德父亲使用过的非常系统和辛苦努力的方法。早在1880年，R.E.弗汝德就知道对于一个给定的船模，重复试验所测得的阻力存在无法解释其变化。他怀疑是模型在水池中经过引起的流动及温度变化引起的摩擦阻力变化造成的。在AEW就首先展开了这两个方向的研究，采用推进器型计程仪来记录船模相对水的速度。温度效果研究令弗汝德假定，水温每升高10°F则摩擦阻力就会降低3%。这一点可作为以55°F为标准的清晰地阻力补偿。
在温度试验中，R.E弗汝德使用名为HMS Iris的船模作为标准船模，在整年中试验多次。该船模的实船是一艘300英尺长，3700吨的通信船。经过在哈斯拉水池进行的Iris船模试验与之前在托基进行的实验相关性研究最后证明，即使对水流和水温进行了修正，阻力值还是有很大偏差。这就导致了所谓Iris修正的应用。该修正时在短时间内连续进行的标准模型试验基础上，以及根据Iris阻力与其标准值之差而对新船模应用修正因子的方法来实现的。一般的，Iris修正在1%~6%之间变化。但是，在异常阶段，通常认为是“风暴”，此修正可超过10%。现在，“风暴”的原因相信是由于木物质具有长链分子而引起的。标准模型试验的概念从那时起就在其他船池中采用。
11.3船身效率元素的模型测定
该实验必须在船体和螺旋桨正确匹配情况下进行，如图11.2.
船模以与所研究实船相关的正确速度航行时，在覆盖船模自航点的螺旋桨转速范围内进行一系列组次的实验。船模速度、阻力以推力、扭矩、螺旋桨转速一并记录下来。结果以螺旋桨转速为横轴，以推力为纵轴
绘在途11.3中，以寻找船模自航点。
然后在敞水中测试螺旋桨模型的推动力和扭矩。螺旋桨以其在船后水绕流的速度估值为进速，也就是进行伴航流补偿。通过比较该曲线和在桨船试验中的曲线，螺旋桨在敞水中的修正速度就能计算出来。桨船试验中的模型速度与修正的敞水速度的差值就是伴流。相对旋转效率与敞水试验所测扭矩和桨船自航试验转速的比值有关。阻力增额就得到了，如图11.3.
应当注意到，尽管在这些实验中所采用的螺旋桨模型尽可能制作得逼近实船螺旋桨，至少在其几何形状的首次估算中，因为缩尺比太小而不能将推力和扭矩数据直接应用。事实上，上面计算的船身效率元素的应用要结合系统的系列数据或专门的空泡筒试验数据，以开展螺旋桨设计。
11.4螺旋桨敞水试验
设计者具有以螺旋桨几何特征选择为基础和确定适合的螺旋桨效率的有用数据是重要的。这些数据是从螺旋桨模在敞水中进行的一系列系统实验而获得的。这个实验消除了空泡的影响和某一具体船型后面经过螺旋桨的真实流动的影响，并在一致的基础上使对不同螺旋桨的比较成为可能。
该实验在船模水池中进行。螺旋桨固定在一个装有驱动轴的流线型套管的前方。螺旋桨由装在套管中的电机驱动。记录下推力，扭矩，螺旋桨转速和套管的速度，根据这些数据可以计算KT KQ J和n。通常每次测试都采用相同的螺旋桨转速，但每次都采用不同的进速。
1.5空泡筒试验
在做螺旋桨模型敞水试验时，要保持模型与实船间的所有无因次数均相同时不可能的。特别地，压强就无法按比例缩小，因为在模型和实船周围都是大气压。另外，桨模在水面以下深度也无法给出确定的答案。如果空泡作用很大，那么水上空气压力必须必须人为地减小，这就是使用空泡筒研究螺旋桨性能的原因。这样一个装置如图11.4所示，并借助于较少筒内水量以便观察。
实际中，试验通常在下面条件下进行：
（a）流速尽可能地高速以保持高雷诺数，来避免摩擦阻力的尺度效应。
（b）在筒尺寸允许情况下尽可能选取直径大一些的桨模（筒壁效应必须避免）。
（c）桨模以正确的进速值进行，而螺旋桨转速是固定不变的。
（d）将筒内压力降低以在桨轴处产生正确的空泡数。
因为螺旋桨转速是最容易调节的变量，所以通常是设定筒内水流速度，调节筒内压强以产生正确的空泡数，然后系统地改变螺旋桨转速以使进速系数发生变化。整个系列实验可能在其它空泡数a下重复进行。
图11.4中所示的空泡筒是一个很简单的一种，但都需要忍受这样的事实，即模拟船尾真实流动是困难的。
在某些情况下，采用特殊设计的格网以控制局部流动条件，作为克服上述困难的一种尝试。另外，工作段流动从右向左，因而螺旋桨模型驱动轴在桨盘的后面而不像实船那样在前面。在大型空泡筒内，这两个缺陷可以克服掉：将船尾模型完全放置在空泡筒内，并在模型内部驱动螺旋桨旋转动。
尽管存在这些限制，空泡筒内已产生了有用的空泡资料数据。空泡筒还可以做成各种各样。
11.6实船试验
速度试验
船舶建成后，要进行速度试验，以确定该船满足设计要求。这个实验还能提供有用数据，以帮助设计者进行今后的设计。
试验在“measured mile”范围内进行，这个实验是已知的准确的一个距离，可不必是刚好11海里。该距离由设计在岸上的醒目标杆标示。典型的设置如图11.5所示。
船舶以垂直于一对标杆线的航向航行，并离岸保持足够距离，以保证有足够的水深来克服海底对阻力的影响。船舶横越每个标杆距离的时间需要准确记录下来，同时还要记录轴推力，扭矩和转速。试验时应选择好的天气，风小，海平。为减小天气因素对阻力结果的干扰，在试验中应用舵使影响最小。在一次实验的最后，应转中等舵角，使船转一个大圈，如图所示，为下一次实验提供一个足够的加速距离，一使船舶进入第一对标杆前能够及时停止加速。
第三章船体结构
第12课船体结构构件的作用与设计
12.1定义
船的强力甲板。船底和船侧的作用就像一个箱形桁材那样抵抗弯曲力矩及作用在结构上的其它载荷。露
天甲板、船底和舷侧又构成了以个密闭空间来抵抗海水作用，提供浮力使船浮在水面。其它结构或者直接或者通过支撑主要构件而间接地产生类似贡献，因而它们都有效地发挥作用。
船底板是主要纵向构件，构成了船底纵桁的下边板。它也是构成水密空间的一部分，并受倒到局部水头的作用。在前端，船底板还要抵抗额外的由抨击引起的动压力。故其厚度通常要增加以提高必要的强度。
船底建好后，内底板也对下边板的强度作出重要贡献。内底板和船底板以及船底肋板和桁材，其作用像一个复板结构，抵抗一些局部的弯矩。这些局部弯矩主要由静水载荷和货物载荷作用到船底主要支撑边界，如舱壁或舷侧而引起。当内底作为双层底舱的一个边界时，它还要提供局部支撑，并受到舱内液体的局部压力作用。此外，它还受到来自上边的局部力作用，通常是货舱内货物的重力。
一个或多个强力甲板构成了船体上部结构的重要构件，通常提供上边界的水密性，并受到水、货物、设备等局部作用力。其余的甲板，根据它在纵向的范围、与中性轴的距离以及与主船体连接的效用，在抵抗纵向弯矩载荷方面起着或多或少的作用。这些甲板还作为舱室边界或屏障，抵抗累进进水的压力。
舷侧板为主船体桁材提供腹板支撑，是船体水密空间的重要部分。它受到静水压力作用，还受到纵摇、横摇和波浪引起的水动力作用。特别是在船前部，外板还必须能够抵抗海浪的冲击。在船尾，板厚也要增加，对舵、轴支架和尾轴管强度、板架加强和减少振动式有益的。在冰区航行的船舶，最大冬季水线和最小服务水线之间的板也要增加，还能抵抗撞击码头、船闸和船的载荷。
舱壁是内部结构的重要组成部分之一。在船体结构中它们的作用取决于它们的位置和范围。主横舱壁起内部加强隔板作用，抵抗平面内的扭转作用或挤压力作用，但不直接对总纵强度有贡献。另一方面，总舱壁如果延伸超过船长的1/10，那么对纵向强度就有贡献，在某些船上近乎像舷侧那样有效。舱壁一般还起其它一些结构上的作用，如构成舱室边界，支持甲板和受力装置如起重机，以及增加刚性以减小振动。此外，横舱壁还提供分舱以防累进进水。所有实际可能遇到的载荷在设计中都必须考虑到。
上述的船舶结构构件基本上时大型板材，它们的厚度与它们的其它尺寸相比是个很小的数。通常，承受着平板内和垂直于平面的力的作用。这些板材可以是很平或弯曲的，但不管哪种形式都必须得到加强以便有效地发挥它们的作用。由折板支撑的槽型也可以应用。
各种加强构件具有多种作用：横梁加强甲板板；桁材支撑横梁，将载荷传递到支柱或舱壁；对于横骨架式结构，横向构件加强舷侧板，并支撑甲板横梁的两端，反过来又被甲板和纵桁所支撑；对于纵骨架式结构（未完待续）
第一章汽车总论 1)Today’s average car contains more than 15,000 separate, individual parts that must work together. These parts can be grouped into four major categories: body, engine, chassis and electrical equipment 。P1 现在的车辆一般都由15000多个分散、独立且相互配合的零部件组成。这些零部件主要分为四类：车身、发动机、底盘和电气设备。 2)The engine acts as the power unit. The internal combustion engine is most common: this obtains its power by burning a liquid fuel inside the engine cylinder. There are two types of engine: gasoline (also called a spark-ignition engine) and diesel (also called a compression-ignition engine). Both engines are called heat engines; the burning fuel generates heat which causes the gas inside the cylinder to increase its pressure and supply power to rotate a shaft connected to the power train. P3 发动机作为动力设备，常见的类型是内燃机，其原理是通过发动机缸内的液体燃料燃烧而产生能量。发动机可分为两类：汽油机（点燃式）和柴油机（压燃式），都属于热力发动机。燃料燃烧产生热量使缸内气压上升，产生的能量驱动轴旋转，并传递给动力传动系。 第二章内燃机 1)Power train system: conveys the drive to the wheels 2)Steering system: controls the direction of movement 3)Suspension system: absorbs the road shocks 4)Braking system: slows down the vehicle P4 传动系把发动机输出的扭矩传递给驱动轮。传动系包括离合器（对应机械变速器）或液力变矩器（对应液力自动变速器）、变速器、驱动轴、主减速器、差速器和驱动桥。 5)Drum brakes have a drum attached to the wheel hub, and braking occurs by means of brake shoes expanding against the inside of the drum. With disc brakes, a disc attached to the wheel hub is clenched between two brake pads. P6 鼓式制动器的制动鼓和轮毂连接，制动蹄张开压紧制动鼓内侧从而产生制动。在盘式制动器上，连着轮毂的制动盘被紧紧夹在两个制动块之间。 1)Linking the piston by a connecting rod to a crankshaft causes the gas to rotate the shaft through half a turn.The power stroke"uses up"the gas,so means must be provided to expel the burnt gas and recharge the cylinder with a fresh petrol-air mixture:this control of gas movement is the duty of the valves;An inlet valve allows the mixture to enter at the right time and an exhaust valve lets out the burnt gas after the gas has done its job . P10 活塞通过连杆和曲轴连接，使得气体带动曲轴旋转半圈。作功冲程耗尽了所有的气体，这样就必须采取相应的措施排出废气并且向气缸内充入新的可燃混合气：气体的运动由气门来控制。进气门使可燃混合气在恰当的时刻进入气缸，排气门使燃烧后的废气排出气缸。 2)The spark-ignition engine is an internal-combustion engine with externally supplied in ignition,which converts the energy cntained in the fuel to kinetic energy.The cycle of operations is spread over four piston strokes. To complete the full cycle it takes two revolutions of the crankshaft. P11 火花点火式发动机是由外部提供点火的内燃机，从而将含在燃料内的能量转化成动能。发动机的一个工作循环分布在活塞的四个行程中，一个完整的工作循环曲轴需要转动两圈。 3)The oil pump in the lubricating system draws oil from the oil pan and sends it to all working parts in the engine. The oil drains off and runs down into the pan. Thus,there is constant circulation of oil between the pan and the working parts of the engine. P15
主船体main hull 上层建筑superstructure 上甲板/上层连续甲板upper deck 船底bottom 舷侧broadside 艏艉fore and aft 舱壁bulkhead 水密watertight 艏部bow 艉部stern/quarter 二层甲板second deck 平台甲板platform deck 桅屋masthouse 罗经甲板compass deck 驾驶甲板bridge deck 船长甲板master deck 高级船员甲板office deck 艇甲板boat deck 船员甲板crew deck 机舱engine room 货舱cargo hold 货舱口cargo hatch 压载舱ballast tank 深舱deep tank 燃油舱fuel oil tank 滑油舱lubricating oil tank 淡水舱fresh water tank 污油水舱slop tank 隔离空舱/干隔舱caisson 球鼻艏标志bulbous bow mark/BB mark 首侧推器标志bow thruster mark/BT mark 吃水标志draft mark 甲板线deck line 干舷甲板freeboard deck 载重线标志load line mark 热带淡水载重线tropical fresh water load line/TF 夏季淡水载重线fresh water load line/F 热带载重线tropical load line/T 夏季载重线summer load line/S 冬季载重线winter load line 北大西洋冬季载重线winter North Atlantic load line/WNA 国际船舶载重线证书international load line certificate 吃水指示系统draft indicating system 船舶尺度ship dimension 最大尺度/全部尺度/周界尺度overall dimension 最大长度/全长/总长length overall/LOA 最大宽度/全宽extreme breadth 最大高度maximum height 净空高度air draught 船型尺度/型尺度/主持度moulded dimension 垂线间长L/length between perpendiculars 型宽B/moulded breadth 型深D/moulded depth 型吃水d/moulded draft 登记尺度register dimension 登记长度register length 登记宽度register breadth 登记深度register depth 船舶主尺度比dimension ratio 船长型宽比L/B , length breadth ratio 船长型深比L/D , length depth ratio 船长型吃水比L/d , length draft ratio 型宽型吃水比B/d , breadth draft ratio 型深型吃水比D/d , depth draft ratio 重量吨weight tonnage 排水量displacement 满载排水量dead displacement 空船排水量light displacement 装载排水量load displacement 总载重量deadweight/DW 净载重量net deadweight/NDW 容积吨/登记吨capacity tonnage 总吨位/总吨gross tonnage/GT 净吨位net tonnage/NT 运河吨位canal tonnage/CT 抗沉性floatability 全客船passenger vessel 客货船passenger-cargo vessel 货客船cargo-passenger vessel 客滚船ro-ro passenger ship 集装箱船container ship 箱格导轨系统cellguide system 散装货船bulk carrier 散装货物bulk cargo 舱口围板hatch coaming 横剖面cross-section
第六章 section B 布鲁姆的教育目标分类法 到今天为止，我们可以理直气壮地声称我们的教学目标比较准确地描述了教学所指向的目的。它们在学习和教学中占有重要的作用。 当制定教学目标，提供教学和评价学生成绩时，把存在的不同的标准或学习的结果记在脑中是重要的，把不同标准和结果区分开是重要的，如果教师没有意识到不同的学习的标准，他们很可能专注于一个水平上而忽略其他的。例如，一个教师可能会教大量的事实信息，但从不会抽出时间教学生应用和综合信息，或许一个教师会教更高水平的思考技巧而没有意识到这些技巧必须融入这些更高端技巧的基本技巧的事先学习。 布鲁姆的教育目标分类在认知能力层面上是最著名的，这种分类是等级鲜明的。也就是说，学习者必须先掌握较低层次的目标，在这些目标的基础上通过构建知识达到更高层次的目标，以下是分类的内容： 1、知道（回忆已知的学习知识） 2、领会（把握所学材料的意义） 3、应用（在具体情境中运用知识） 4、分析（把知识分成若干块） 5、综合（把各部分连起来形成整体） 6、评价（按给定的要求通过具体标准评价产品的价值）
知道或知识（回忆信息）代表了布鲁姆分类中的最低层次。它最低是就它最先出现而言的——它为所有高层次的认知活动提供了基础。只有能够对信息进行回忆，学习者才能进入领会这个层次（对信息进行解释）。第三个层次是应用，指的是在新的或者现实情况中运用知识或原理，在这个层次的学习者通过运用前一层次所理解的信息来解决实际问题。第四个层次是分析——将复杂的信息分解成简单的部分，当然，这些简单的部分已经在分类中的前几个层次中得到了解。第五个层次是综合，包括通过整合低层次中的了解到的信息创造出以前不存在的东西。评价是布鲁姆教育目标等级中的最高层次，包括做出一些判断，这些判断基于前几个层次所学习到的根据指定的标准比较某种产品。 这种分类方法的主要价值可以分为两层意思： （1）它可以激发教师帮助学生获得各种不同层次的技能，通过首先确保掌握较低层次的目标来为掌握较高层次的目标铺设适当的基础。 （2）它为发展评价学生各层次学习绩效的测量策略提供了一个基础。 Section C 杰罗姆·布鲁纳的发现学习理论什么是发现学习? 发现学习是一种以质疑为基础的建构主义的学习理论，这种学习发生在问题求解的情况中，在这种情况下，学习者利用他或她过去的经验和现存的知识去探索将要学习的事实和新真理。学生通过探索和
船舶专业英语词汇（按英文字母排序） a faired set of lines 经过光顺处理的一套型线船 a stereo pair of photographs 一对立体投影相片 abaft 朝向船体 abandonment cost 船舶废置成本费用 accommodation 居住（舱室） accommodation ladder 舷梯爱 adjust valve 调节阀 adjustable-pitch 可调螺距式 admiralty 海军部 advance coefficient 进速系数 aerostatic 空气静力学的 aft peak bulkhead 艉尖舱壁 aft peak tank 艉尖舱船 aileron 副鳍 air cushion vehicle 气垫船 air diffuser 空气扩散器K`_\ W s C&@{:H air intake 进气口b ircraft carrier 航空母舰 aircraft carrier 航空母舰 air-driven water pump 气动水泵 airfoil 气翼，翼剖面，机面，方向舵 alignment chock 组装校准用垫楔 aluminum alloy structure 铝合金结构爱我 American Bureau of Shipping 美国船级社 amidships 舯 amphibious 两栖的-- 25 Wan m anchor arm 锚臂- anchor chain 锚链-- 25 Wang anchor crown 锚冠 anchor fluke 锚爪https://www.doczj.com/doc/d97988945.html, K/W n n6y B G[7^ anchor mouth 锚唇 anchor recess 锚穴 anchor shackle 锚卸扣 anchor stock 锚杆 angle bar 角钢 angle of attack攻角 angle plate 角钢 angled deck 斜角甲板 anticipated loads encountered at sea 在波浪中遭遇到的预期载荷anti-pitching fins 减纵摇鳍 antiroll fins 减摇鳍
Unit 6 Give Me Liberty, or Give Me Death 课文I翻译 1. 议长先生：我比任何人更钦佩刚刚在议会上发言的先生们的爱国主义精神和才干。但是，对同样的问题，智者见智，仁者见仁。因此，尽管我的观点与他们大相径庭，但是我仍要把自己的心里话一吐为快，并希望不要因此而被看做是对他们大不敬：现在不是讲客套的时候。摆在议会面前的问题关系到国家的存亡。我认为，这是关系到享受自由还是蒙受奴役的关键问题，而且正因为事关重大，我们的辩论就要做到各抒己见。只有这样，我们才能弄清事实的真相，才能不辜负上帝和祖国赋予我们的责任。在这种时刻，如果怕得罪人而闭口不言，我认为就是叛国，就是比对世上所有国君更为神圣的上帝的不忠行为。 2. 议长先生，对希望抱有幻觉是人的天性。我们往往紧闭双眼不去正视痛苦的现实，而是倾听海妖蛊惑人心的歌声，让她把我们变成禽兽。在为自由而进行艰苦卓绝的斗争中，这难道是聪明人的所作所为吗？难道我们愿意为对获得拯救如此至关重要的事情视而不见，听而不闻吗？就我来说，无论精神上有多么痛苦，我仍愿意获悉全部的真相和最坏的事态，并为之做好充分准备。 3. 我只有一盏指路明灯，那就是经验之灯。除了过去的经验，我没有其他的方法去判断未来。依据过去的经验，我倒希望知道，十年来英国政府的所作所为，凭什么使得各位先生有理由满怀希望，并欣然用来安慰自己和议会呢？难道就是最近接受我们请愿时的那种狡诈的微笑吗？不要相信这种微笑，阁下，事实证明那是放置在您脚下的陷阱。不要被人家的亲吻把自己出卖了!请你们扪心自问，接受我们请愿时的和蔼亲善与遍布海陆疆域的大规模备战怎么会相称呢？难道出于对我们的爱护和和解，就有必要动用战舰和军队吗？难道我们流露过绝不和解的愿望，因此结果为了重新赢得我们的爱，而必须诉诸武力吗？我们不要再欺骗自己了，阁下，这些都是战争和征服的工具，是国王们采取的最后的辩解手段。 4. 我要请问先生们，阁下，这些战争的部署如果不是为了迫使我们俯首称臣，那又意味着什么？先生们能够指出还有其他的动机吗？难道在世界的这个地方，还有什么敌人值得大不列颠如此兴师动众，调集如此庞大的海陆军队吗？没有了，阁下，什么敌人也没有。他们完全是针对我们的，而不是别人。他们是派来给我们紧紧套上英国政府长期以来铸造的锁链的。 5. 我们用什么来抵抗呢？还要辩论吗？阁下，我们已经辩论了十年。难道对这个问题我们还有什么新鲜观点吗？什么也没有。我们已经把各个方面全考虑过了，但是一切都徒劳枉然。难道我们只得苦苦哀告，微言乞求吗？难道我们还能期望找到什么没有穷尽的说法吗？阁下，我恳求您，我们千万不要再自欺欺人了。 6. 阁下，为了躲避这场即将降临的风暴，一切该做的事情我们都已经做了。我们请愿过，我们抗议过，我们哀求过：我们曾拜倒在御座之前，恳求制止国会和内阁的残暴行径。我们的请愿遭到蔑视，我们的抗议招致格外的镇压和侮辱，我们的哀求被置之不理，我们被不以为然地从御座前一脚踢开了。全都枉然，事已至此，我们还能沉湎于愚蠢的希望之中吗？我们什么希望都没有余地了。假如我们希望获得自由，并维护我们长期以来为之献身的崇高权力，假如我们不愿意卑鄙地放弃我们多年来的斗争，不获全胜，绝不收兵，那么，我们必须战斗！我再重复一遍，我们必须战斗！我们只有诉诸武力，只有求助于千军万马之主的上帝。
About car engine Of all automobile components,an automobile engie is the most complicated assembly with dominant effects on the function of an autombile.So, the engine is generally called the"heat"of an automobile. 在汽车的所有部件中，汽车发动机是最复杂的组件，其对整车性能有着决定性的作用。因而发动机往往被称作发动机的“心脏”。 There are actually various types of engines such as electric motors,stream engines,andinternal combustion engines.The internal combustion engines seem to have almost complete dominance of the automotive field.The internal combustion engine,as its name indicates,burns fuel within the cylinders and converts the expanding force of the combustion into rotary force used to propel the vehicle. 事实上，按动力来源分发动机有很多种，如电动机、蒸汽机、外燃机等。然而内燃机似乎在发动机领域有着绝对的统治地位。就像其字面意思一样，内燃机的染料在气缸内燃烧，通过将燃烧产生气体的膨胀力转换成转动力来驱动发动机前进。 Engine is the power source of the automobile.Power is produced by the linear motion of a piston in a cylinder.However,this linear motion must be changed into rotary motion to turn the wheels of cars or trucks.The puston attached to the top of a connecting rod by a pin,called a piston pin or wrist pin.The bottom of the connecting rod is attached to the crankshaft.The connecting rod transmits the up-and-down motion of the piston to the crankshaft,which changes it into rotary motion.The connecting rod is mounted on the crankshaft with large bearings called rod bearing.Similar bearings, called main bearings,are used to mount the crankshaft in the block. 发动机是整部车的动力来源。能量来自于活塞在气缸内的（往复）直线运动。然而这种（往复）直线运动必须要转换成旋转运动才能驱动车轮。活塞与连杆通过一个销来连接，这个销称为活塞销。连杆的下部连接于曲拐。连杆把活塞的上下往复运动传递给曲拐，从而将往复直线运动转变成旋转运动。连杆和曲拐的连接使用大的轴承，称之为连杆轴承，类似的轴承也用于将曲轴连接到机体，称之为主轴承。 They are generally two different types of cooling system:water-cooling system and air-cooling system.Water-cooling system is more common.The cooling medium, or coolant, in them is either water or some low-freezing liquid, called antifreeze.A water-cooling system consists of the engine water jacket, thermostat, water pump, radiator, radiator cap, fan, fan drive belt and neccessary hoses. 主要有两种类型的冷却系统：水冷和风冷。水冷系统更为普遍。系统所用冷却介质或是冷却液常委水或其他低凝固点液体，称为抗凝剂。一个完整的水冷系统包括机体水套，节温器，水泵，散热器，散热器罩，风扇，风扇驱动皮带和必需的水管。 A water-cooling system means that water is used as a cooling agent to circulate through the engine to absorb the heat and carry it to the radiator for disposal.The ebgine is cooled mainly through heat transfer and heat dissipation.The heat generated by the mixture burned in the engine must be transferred from the iron or aluminum cylinder to the waterin the water jacket.The outside of the water jacket dissipates some of the heat to the air surrounding it, but most of the heat is carried by the cooling water to the radiator for dissipation.When the coolant temperature in the system reaches 90°,the termostat valve open fully, its slanted edge shutting off
主船体main hull 上层建筑superstructure 上甲板/上层连续甲板upper deck 船底bottom 舷侧broadside 艏艉fore and aft 舱壁bulkhead 水密watertight 艏部bow 艉部stern/quarter 二层甲板second deck 平台甲板platform deck 桅屋masthouse 罗经甲板compass deck 驾驶甲板bridge deck 船长甲板master deck 高级船员甲板office deck 艇甲板boat deck 船员甲板crew deck 机舱engine room 货舱cargo hold 货舱口cargo hatch 压载舱ballast tank 深舱deep tank 燃油舱fuel oil tank 滑油舱lubricating oil tank 淡水舱fresh water tank 污油水舱slop tank 隔离空舱/干隔舱caisson 球鼻艏标志bulbous bow mark/BB mark 首侧推器标志bow thruster mark/BT mark 吃水标志draft mark 甲板线deck line 干舷甲板freeboard deck 载重线标志load line mark 热带淡水载重线tropical fresh water load line/TF 夏季淡水载重线fresh water load line/F 热带载重线tropical load line/T 夏季载重线summer load line/S 冬季载重线winter load line 北大西洋冬季载重线winter North Atlantic load line/WNA 国际船舶载重线证书international load line certificate 吃水指示系统draft indicating system 船舶尺度ship dimension 最大尺度/全部尺度/周界尺度overall dimension
主要内容： 测控技术与仪器专业属于仪器仪表类专业，现代测控依靠智能仪器仪表，智能仪器也是现代工业生产中运用的一种现代化测量控制仪器。本文主要简单介绍了什么是智能仪器以及其发展状况和特点。最后说明了随着计算机技术和微电子技术的进一步发展，智能仪器将会向微型化，多功能，人工智能化，网络化方向发展。本文简单介绍了什么是智能仪器的人工智能化，什么是智能仪器的网络化。虚拟仪器是智能仪器发展的新的阶段。 Development of intelligent instrument Measurement and control technology and instrument specialty is the acquisition and processing of information, as well as to the related theory and technology factor model control.with the continuous development of computer technology and microelectronics technology, has now been mature application in measurement and control system, the typical representative of intelligent instrument is the application. Intelligent instrument is a measuring instrument with microcomputer ormicro processor ,has small volume, strong function, low power consumption.In 80 the microprocessor is applied to together, instrument front panel began to develop in the direction of the keyboard, the measurement system is often connected by a bus.In intelligent instrument outstanding performance in the following areas: advances in microelectronics and more profound impact on instrument design; the DSP chip is published, the instrument digital signal processing functions greatly enhanced; the development of the microcomputer, the instrument has the stronger ability of data processing; image processing function is increasing common VXI bus is widely used.The emergence of intelligent instrument to improve the measuring precision of the instruments, which greatly facilitates the maintenance of equipment.In recent years, digital self-tuning regulator development of intelligent measurement and control instrumentation such as American rapidly American production company FOXBORO, which combines expert system technologies,can be like control engineer experienced that, according to the scene quickly tuning parameters.This control system is especially suitable for the regulator object changes frequently or nonlinear. Because of this regulator can automatically tuning control parameters, which can make the whole system to always maintain the best state in the process of production. With the continuous development of computer technology and microelectronics technology, intelligent instrument in future will be towards miniaturization, multifunction, artificial intelligence, networking. Artificial intelligence is a new field of computer application, using computer to simulate human intelligence, for each robot, medical diagnosis, expert system, reasoning and proof.The further development of intelligent instrument will contain a certain artificial intelligence, namely, to replace part of mental labor, which has certain ability in the visual, hearing, thinking and so on. Thus, the intelligent instrument without human intervention and independently to complete the detection or control function.The further development of intelligent instrument will contain a certain artificial intelligence, namely, to replace part of mental labor, which has certain ability in the visual, hearing, thinking and so on. In future, virtual instrument is a new stage of the development of intelligent instrument. 测控1601 35
Fuel Supply System of Gasoline Engine(UNIT SEVEN) All the gasoline engines have substantially identical fuel systems and run on a mixture consisting of fuel vapor and air. The fuel system comprises the units designed to store, clear and deliver fuel, the units intended to clean air and a unit for preparing a mixture from fuel vapor and air. In a fuel system different components are used to supply fuel from the fuel tank into the engine cylinder. Some of the important components are fuel tank, fuel pump, fuel filter, carburetor, intake manifold and fuellines or tubes connecting the tank, pump and the carburetor. The fuel tank is a fuel container used for storing fuel. It is made of sheet metal. It is attached to the vehicle frame with metal traps and is located at the rear of the vehicle. They are mounted in a boot or boot-floor pan in case of front-engined cars and small commercial vehicles. In order to strengthen the tank as well as to prevent surging of fuel when the vehicle rounds a curve of suddenly stops, baffle plates are attached to the inside of the tank. A cap is used to close the filler opening of the tank. The fuel line is attached at or near the bottom of the tank with a filtering element placed at the connection. The other components of the fuel tank are the fuel gauge sending unit, a vent pipe, receiving unit. To prevent the dirt and water from entering the luggage compartment, a sealing strip is fitted between the fuel tank and boot floor pan. Moreover to limit the transmission of frame distortion to the tank giving rise to squeaking as the metal parts get rubbed together, rubber or felt pads are often fitted between the mountings and the tank. Provision is also made against drumming of the tank by these mountings. The tank may be placed at the side of the chassis frame for convenience in case of large commercial vehicles. The length of the connecting lines or tubes from the tank to the carburetor is also restricted by this at the same time. A porous filter is attached to the outlet lines. By drawing fuel from the tank through the filter, any water in the bottom of the tank as well as any dirt into the fuel gathers on the surface of the filter. To keep the fuel always under atmospheric pressure, the filter pipe or tank is vented. In order to prevent dirt in the fuel from entering the fuel pump or carburetor, fuel filters and screens are used in the fuel system. If the dirt is not removed from the fuel, the normal operation of these units will be prevented. The engine performance will also be reduced.
Chapter 1 Ship Design（船舶设计） Lesson 2 Ships Categorized（船舶分类） 2.1 Introduction（介绍） The forms a ship can take are innumerable. 一艘船能采用的外形是不可胜数的 A vessel might appear to be a sleek seagoing hotel carrying passengers along to some exotic destination; a floating fortress bristling with missile launchers; 。or an elongated box transporting tanks of crude oil and topped with complex pipe connections. 一艘船可以看做是将乘客一直运送到外国目的地的优美的远航宾馆。竖立有导弹发射架的水面堡垒及甲板上铺盖有复杂管系的加长罐装原油运输轮 None of these descriptions of external appearance, however, does justice to the ship system as a whole and integrated unit所有这些外部特点的描述都不能说明船舶系统是一个总的集合体 self-sufficient,seaworthy, and adequately stable in its function as a secure habitat for crew and cargo. ——船员和货物的安全性功能：自给自足，适航，足够稳定。 This is the concept that the naval architect keeps in mind when designing the ship and that provides the basis for subsequent discussions, not only in this chapter but throughout the entire book.这是一个造船工程师设计船舶使必须记住的、能为以后讨论提供根据的观念，不仅涉及本章也贯穿全书。 In order to discuss naval architecture,it is helpful to place ships in certain categories. For purposes of this text, ships are classified according to their means of physical support and their designed purposes.将船舶分成一些特定的种类来讨论造船工程是有好处的。本文的目的就是根据船舶物理支撑方式和设计目的来将它们分类。