船舶主要要素估算

1.简述船型论证的一般步骤：1.调查研究；2.设立船型方案（重量、航速、动力装置）；3.船型方案的技术、运营、经济型的计算；4.选取最佳船型；5.敏感性分析；6.提出建议方案编制设计任务书。

2.简述载重型船舶确定主要要素的步骤：1.排水量的估算（方法：载重量系数法，诺曼系数法）；2.主尺度初选（按母船型比例换算，利用有关统计式计算；3.性能校核及主尺度调整（重量校核，舱容最小干舷校核，稳性和横摇周期校核，航速校核）3.简述平行中体的作用于适用范围：1.对于前体可使进流段型线尖瘦一些，降低兴波阻力；2.对于后体可消瘦去流段的船体型线有利于改善形状阻力；3.简化工艺降低建造成本。

适用范围：Fr较低（Fr<）4.简述双层底的作用：1.保护内底，可提高船体纵向强度和抗沉性，保证船舶船底触礁和搁浅时不沉；2.可作为淡水、燃油、压载水舱之用；3.对油轮有防污作用5.简述纵倾调整方法和途径：1.改变油水舱，淡水舱的布局；2.中机型及尾机型船适当移动机舱位置；3.改变浮心位置6.简述采用网格法（变值发/参数分析法）优化设计方案的思路及特点：思路：系统的改变对设计船的主要性能有显著的影响的船舶要素，组合成若干尺寸方案，对每组方案都进行各项性能计算，然后再每组方案中比较优选。

特点：1.计算工作量比较大；2.参数变值范围不能过小；3.选用的方法与各种近似的公式应比较准确。

7.简述布置地位型船确定主要要素的步骤：1.按布置要求初选主尺度；2.排水量的估算；3.方形系数Cb 的确定；4.性能的校核； 5.综合确定合理的主尺寸。

8.简述船舶总布置的主要内容：1.主船体与上层建筑的总体规划；2.纵倾调整；3.梯口与通道的规划舱室的布置；4.舾装设备的选型与布置。

9.简述船型论证中进行敏感性的理由及常用的方法：为提高船型论证工作的可信度，降低投资者的决策风险通常要在确定性分析之后采用敏感性分析法进行不确定性分析，以期对最优方案作出更为确切的估计和评价。

1船舶主要特点 (2)1.1船型、航区及用途 (2)1.2船级 (2)1.3航速、续航力及自持力 (2)1.4设备 (2)1.5乘客编制及配置 (2)1.6要求完成的设计内容 (2)2船舶主要要素确定 (3)2.1排水量初步估算 (3)2.1.1选取载重量系数DW (3)2.1.2排水量△初步估算 (4)2.2初步拟定主尺度及方形系数 (4)2.2.1主尺度比法 (4)2.2.2统计法 (4)2.3初选主机 (5)2.4空船重量估算 (5)2.4.1 钢料重量估算 (5)2.4.2 舾装重量估算 (5)2.4.3 机电设备的重量估算 (5)2.5重力与浮力平衡 (6)2.5.1诺曼系数法修改主尺度 (6)2.5.2重新计算校核 (6)2.6载货量Wc计算 (6)2.7稳性校核 (7)2.8航速校核 (8)2.8.1估算总推进系数 (9)2.8.2估算设计船的有效功率 (10)2.8.3绘制有效功率曲线（EHP-V曲线） (11)2.8.4航速校核 (11)2.9舱容校核 (12)2.9.1双层底高度及双层壳宽度计算 (12)2.9.2本船所能提供的总容积V D (12)2.9.3货油舱能提供的容积V tk (12)2.9.4压载水舱（即双层壳之间）能提供的容积： (12)2.9.5货油所需容积V cn (13)2.9.6压载水舱所需容积V bn (13)2.9.7 校核 (13)2.9.8 小结 (13)参考文献 (14)1船舶主要特点1.1船型、航区及用途本船为钢质、具有连续甲板、首楼和尾上层建筑、球鼻艏线型、倾斜艏、混合骨架全电焊结构、双底、单桨、单舵、艉机型、单柴油机驱动的散货（成品油）船、航区为近海航区。

1.2船级本船按“ CCS”有关规定设计1.3航速、续航力及自持力本船试航速不低于10.5kn；续航力3000n mile；1.4设备锚、系泊、舵、工作、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置1.5乘客编制及配置乘员人数按需要及调查后自定，室内设施按舱室设备规范配置1.6要求完成的设计内容1）确定主尺度及主要要素2）进行总布置设计、绘制总布置草图3）编写设计报告书2船舶主要要素确定2.1排水量初步估算在初步设计阶段，首先需要查找母型船资料。

定速直航（一般为全速）的船舶操一定舵角（一般为满舵）后，其重心所描绘的轨迹叫做旋回圈（turning circle）。

表征旋回圈大小的几何要素主要有进距、横距、旋回初径、旋回直径、滞距和反移量等。

1．进距（advance）进距也称纵距，是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角度时重心所移动的纵向距离。

通常，旋回资料中所说的纵距，特指当航向转过90°时的进距，并以A d表示之，其约为旋回初径的0.6～1.2倍。

2．横距（transfer）横距是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角度时船舶重心所移动的横向距离。

通常，旋回资料中所说的横距，特指当航向转过90°时的横距，并以T r表示之，其约为旋回初径的一半。

3．旋回初径（tactical diameter）旋回初径是指从操舵开始到船舶的航向转过180°时重心所移动的横向距离，并以D T表示之。

它大约为3～6倍的船长。

4．旋回直径（final diameter）旋回直径是指船舶作定常旋回时重心轨迹圆的直径，亦称旋回终径，并以D表示之。

它大约为旋回初径的0.9～1.2倍。

5．滞距（reach）亦称心距。

正常旋回时，船舶旋回直径的中心O总较操舵时船舶重心位置更偏于前方。

滞距是该中心O的纵距，并以R e代表之，大约为1～2倍船长，它表示操舵后到船舶进入旋回的“滞后距离”，也是衡量船舶舵效的标准之一。

6．反移量（kick）反移量亦称偏距是指船舶重心在旋回初始阶段向操舵相反一舷横移的距离。

通常，该值极小，其最大量在满载旋回时仅为船长的1%左右。

但操船中应注意的是，船尾的反移量却不容忽视，其最大量约为船长的1/5～1/10，约出现在操舵后船舶的转头角达一个罗经点左右的时刻。

反移量的大小与船速、舵角、操舵速度、排水状态及船型等因素有关，船速、舵角越大，反移量越大。

表征船舶旋回运动状态的运动要素主要有漂角、转心及其位置、旋回中的降速和旋回中的横倾等，它们与船舶的旋回性能有着密切的关系。

1.试航航速V t：一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率的情况下，静止在水中（不超过三级风二级浪）的新船满载试航所测得的速度。

服务航速V S 是指船平时营运时所使用的速度，一般是平均值。

2.续航力：一般指在规定的航速或主机功率情下，船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。

3.自持力：亦称自给力，指船上所带淡水和食品在海上所能维持的天数。

4.船级（船舶入级）：是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计满足的规范。

5.积载因数C：对于干货船，通常用其表征货物所需的容积，即每吨货所要求的货舱容积数，单位是T/m 3。

6.船型：是指船的建筑特征，包括上层建筑形式，机舱位置，货舱划分，甲板层数，甲板间高等。

7.载重量系数ηDW=D W0/Δ0：它表示D W0占Δ0的百分数，对同样Δ的船来说，ηDW大者，L W小，表示其载重多。

而对同一使用任务要求，即D W和其他要求相同时，ηDW 大者，说明Δ小些也能满足要求。

8.平方模数法：假定W h比例于船体结构部件的总面积（用L,B,D 的某种组合）如W h=C h L(aB+bD)。

该方法对总纵强度问题不突出的的船，计算结果比较准确，适用于小船尤其是内河船。

9.立方模数法：假定W h比例于船的内部总体积（用LBD反映）则有W h=C h LBD。

该方法以船主体的内部体积为模数进行换算，C h值随L增加而减少的趋势比较稳定。

对大、中型船较为适用。

缺点：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD各要素对W h的影响看成是等同的。

10.诺曼系数N:错误！未找到引用源。

,表示的是增加1Tdw时船所要增加的１浮力。

11.载重型船：指船的载重量占船的排水量比例较大的船舶。

12.布置地位型船：又称容积型船，是指为布置各种用途的舱室，设备等需要较大的舱容及甲板面积的一类船舶。

13.失速：风浪失速是指船舶在海上航行，由于受风和浪的扰动，航行的速度较静水条件时的减少量，这种速度损失有时是相当大的。

第二节任务书分析及船舶主要要素的确定1. 任务书分析的要求1.1 任务书的内容1.1.1 概念船舶设计技术任务书是船舶设计的依据。

是由船东或业主根据使用要求，考虑技术和经济条件等实际情况，经过技术经济论证之后编制的。

1.1.2 内容航区、航道、气象、用途、尺度要求、主要技术经济性能、主辅机及主要设备、舱室标准、经费预算、规范和标准的规定和要求、一些特殊要求等。

1.1.3 名词概念航区：根据水域航道、气象、风浪等划分的船舶航行区域。

内河航区划分：A 级航区—吴凇口至江阴B 级航区--- 江阴至宜昌C 级航区—宜昌以上海洋航区划分：遮蔽航区—10海里（n mile ）以内沿海航区一10〜20海里（n mile ）近海航区一20〜200海里（n mile ）无限航区—200海里以外试航速度（kn或km/h）：主机最大持续功率情况下，蒲式风级不超过三级的满载试航速度。

服务速度（kn或km/h）:船舶平时营运所使用的速度。

续航力（n mile或km）：在规定的主机功率或航速情况下，船上一次所带燃料可供连续航行的距离。

规定续航力是为了计算燃料储备量。

自持力（自给力）（d）:船上所带淡水和食品能在海上维持的天数。

1.2 任务书的分析任务书的分析必须包括以下内容：1.2.1船型、主尺度、主要系数、航速、续航力、自持力设计船的材料、甲板形式、单、双机、桨、驱动的动力、船类（干散货船、件杂货、集装箱、油船、客船等）；航区、航线；主要用于装载什么货物（矿石、钢材、建材）为主，兼装货物。

该船舶优、缺点。

是否吃水受到航道的限制，平面尺度如何，方型系数如何、是否合理。

该船的佛氏数在什么范围，航速为多少左右设计航速不大于、不小于多少是合理的。

分析设计船的续航力、自持力（讨论油水、食品、备品与经济性的关系）。

1.2.2船级、法规、规范、规则、标准该船入级否，入那个船级社（CCS BAS BV GL NK等）。

用何法规建造规范标准对该船航区的要求设计衡准。

船舶主尺度确定3船舶主要要素的确定3.1船舶主尺度初估3.1.1船长(Loa&Lpp)船长L是表征船舶⼤⼩的最主要的因素之⼀。

⑴浮⼒ L的增减，对排⽔量的影响很⼤。

当船的各部分重量之后⼤于排⽔量时，可以通过加⼤L来解决重量与浮⼒的平衡问题，但影响的⾯较⼴。

⑵航速 L对船舶阻⼒有较⼤影响，在不同的傅劳德数Fn下，Rt及Rr 占总阻⼒的百分数是变化的。

在对Fn﹤0.25～0.30的低速船舶，可以考虑不使阻⼒激烈增加⽽经济上有利的经济船长Le的概念。

⑶总布置包括舱容和甲板⾯积两个⽅⾯，L选⼩了，布置不下；L选太⼤了⼜不紧凑。

所以存在⼀个满⾜容积及甲板⾯积要求的适度L。

⑷操纵性加⼤L将使船舶全速回转时的直径加⼤，并使船在曲折和狭窄的航道中航⾏增加困难，但有利于保持航向稳定性。

⑸经济性这⾥主要是指船体重量等变化引起的船造价的增减。

增加L将导致船体钢料等重量⼜加⼤的增加，如要保持船有相同的载重量，则船的排⽔量将加⼤，造价及相应的费⽤增加。

同时，L的⼤⼩⼜将使船的快速性能不同，会影响到船舶的运营成本。

另外，船长的⼤⼩对耐波性、抗沉性和总纵强度等⽅⾯的影响也是⽐较⼤的。

本船设计过程中，船长的确定主要包括总长度Loa和垂线间长Lpp。

我们通过型船的⼀些统计，得出来总长与垂线间长⼀般有以下关系图3-1 Lpp与Loa线性关系y = 0.9795x - 6.5939 R2 = 0.9957 （3-1）这是⼀组线性相关度⾮常⾼的数据，所以我们可以根据这个线性回归公式，来估算出垂线间长。

故在任务书给定总长为75⽶级时，不妨就取Loa=75m，则可以得到相对应的垂线间长Lpp=66.87m。

3.1.2型宽B在满⾜船宽尺度限制的条件下，选择船宽时⾸先考虑的基本因素是：浮⼒，总布置（舱容及布置地位）和初稳性⾼（上，下限要求）。

最⼩船宽常由稳性下限调节和总布置要求所决定，这对于⼩型船舶和布置地位型船尤其是这样。

a. 从布置地位看，增⼤船宽可增加舱室宽度，加⼤甲板⾯积，对船舶的布置及使⽤⼀般是有利的。

船舶设计原理简答题1.进行完工设计的必要性，船舶设计的基本要求新船建成后，实际情况往往不可避免地会与原来的设计有所出入。

例如初步设计时，重量重心是估算的；建造时型线的修改、布局的局部变动；设备的变换和材料的代用。

从而使传播的重量重心、布置、结构以及性能等方面发生变化，因此要完工设计。

船舶设计的基本要求：适用经济，安全可靠，先进环保2.空船质量估算方法及影响钢料重量的因素估算方法：载重量系数法，百分数法，分项估算法重量因素：主尺度及方形系数，布置特征，使用要求，其他因素3.影响货仓舱容量的因素有哪些，为什么说增加型深D是增大货舱容积最有效的措施？影响货舱容量的因素：增加船长，增大舱容，但也相应增加船体钢料提高造价；增加船宽虽然能增加舱容，但对稳性有较大影响；缩小l F、l A及h d似乎能增加舱容，但规范对其有一定规定，且首尾尖瘦，对Vc影响不大；最大限度缩短l M是提高船舶经济性的措施之一；增加D和D/T是增大货舱容积最有效的措施。

因为对大船来说，增大D对强度有利，对钢料影响不大。

当然D增大，船的重心升高，受风面积加大对稳性有影响，但一般比较好解决。

4.设置压载水舱的必要性及其考虑空载返航过程中，由于油水和备品的消耗，船舶重心提高，导致初稳性高度降低；空载返航时，吃水太小，桨叶不能充分浸在水中，螺旋桨推进效率和推力就会减小，且由于桨叶交替变化而引起的桨叶严重震动；空载时，首吃水太小，船舶在海浪中易引起拍打和抨击，以致损坏首部结构；同时极度的尾倾会缩小驾驶视野，在横向风浪中给操舵增加困难。

5.δΔ试根据海军系数公式来推断排水量增加δΔ时，主机功率需要增加δP/P及δΔ/Δ的关系C=Δ^2/3V^3 P=Δ^2/3V^3P Cδp=2/3(Δ^2/3)*V^3 δΔ=2/3 δΔPΔPC ΔΔp=2/3 δΔΔ6.稳性高度满足上下限的必要性初稳性高下限是从保证安全和使用要求来考虑的，其最低限度必须满足法规对各种装载情况初稳性高的要求。

“货物积载与系固”评估规范（适用对象：无限、近洋、沿海航区3000总吨及以上船舶二副/三副）1.评估目的通过评估，检验被评估者掌握货物积载与系固基础知识的能力，满足中华人民共和国海事局海员适任考试和评估大纲的有关要求。

2.评估内容2.1杂货船积载2.2非标准货物积载与系固3.评估要素及标准3.1 杂货船配载（70分/120分钟）3.1.1 载货能力的核算（8分）3.1.1.1核算船舶的载重能力（3分）（1）评估要素：①根据航线所经海区确定可使用的载重线；②计算航次净载重量并核算船舶的载重能力。

（2）评估标准：计算完全正确得该项满分，否则不得分。

3.1.1.2核算船舶的容量能力（3分）（1）评估要素：由装货清单所列货物总体积及船舶货舱资料核算船舶的容量能力。

（2）评估标准：核算正确者得该项满分，否则不得分。

3.1.1.3核算特殊载货能力（2分）（1）评估要素：根据船舶条件和航次特殊货物的种类，核算船舶的特殊载货能力。

（2）评估标准：核算正确者得该项满分，否则不得分。

3.1.2分配各舱货物重量（5分）（1）评估要素：按舱容比分配各舱货物重量，并计算出相应各舱装货重量的上下限。

（2）评估标准：计算完全正确者得该项满分，每错一个计算数据扣1分，直至0分。

3.1.3向各舱配装货物（27分）（1）评估要素：向各舱配装货物时应考虑以下因素：①不同种类货物的舱位合理选择；②不同种类货物间的隔离；③货物装卸及安全作业的考虑；④各货舱配货重量和体积的考虑；⑤船舶性能的考虑。

（2）评估标准：①完全符合以上原则得27分；②较小错误每一处扣2分；③一般性错误每一处扣4分；④较严重性错误每处扣8分；⑤货物整体配装较差者，以本项目评估成绩不及格论。

3.1.4全面检查初配方案（5分）（1）评估要素：按上述货物配装所考虑的因素对初配方案进行核查；①填写重量、体积核查表，核查其各货舱配货重量及体积的可靠性、准确性；②校核实际负荷较大处的甲板局部强度。

名词解释1.船型(设计船上层建筑形式、机舱部位、甲板层数、货舱划分、推进方式、装卸方式及是否采用球鼻首)。

2.航速：民用运输船为要求达到的满载时航速度。

3.续航力:在规定的航速或主机功率下(民船通常按主机额定功率85%-90%的螺旋桨设计点时)船上所携带的燃料储备可供航行的距离。

4.自持力:船上所携带的淡水和食品可供使用的天数。

5.排水量:船在某载况下的总重量,它是空船重量与相应载况时的载重量之和。

6.空船重量：船建成后的交船重量，包括钢料重量，木材舾装重量，机电设备重量和在设计过程中还要考虑一定的排水量储备，有些船上还要加固定压载。

7.载重量：包括货物、旅客及其行李；船员及其行李、食品、淡水；燃油、滑油及炉水；备品及供应品等重量。

8.载货量：等于载重量DW减去油水等消耗品重量之和空船排水量：船建成后交船时的排水量；空载排水量：船上不载运货物、旅客及其行李载况下的排水量；满载排水量：船上装载了预定的设计载重量的载况下相应的排水量；最大排水量：重载时对应的排水量。

9.载重量系数：载重量与排水量之比;表示载重量占排水量的百分数，反映了运输船舶装载能力的大小，表示排水量的利用率。

10.船舶容量：船舶舱室容积和甲板面积的总称。

11.货物的积载因数：每吨货物所需的货舱容积，单位为m3/t。

12.型容积利用系数：货舱、油舱、水舱的有效装载容积与其型容积之比称之为型容积利用，系数kc。

kc的大小表示舱容利用率的高低。

13.容量图：表示全船舱容大小及分布，是以船长为横坐标，各舱的横剖面面积为纵坐标绘制成的曲线。

14.舱容要素曲线：各液体舱的容积和容积形心随液面高度变化的曲线。

15.船舶主要要素：船舶的排水量、主要尺度（长、宽、型深、吃水等）以及船型系数（方形系数、棱形系数、水线面系数、中剖面系数等。

16.诺曼系数：表示的是增加1tDW 时船所要增加的浮力。

17.平行中体:平行中体就是船中部设计水线下横剖面面积大小和形状完全一样的部分，其长度通常用Lp 表示。