船體
船體,也稱船身或船殼。船體的形狀會影響船舶在水中的航行速度和穩定性。船舶按船體的數量可分為單體船、雙體船和三體船。[1]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/88/Ship_diagram-numbers.svg/310px-Ship_diagram-numbers.svg.png)
形狀
編輯單體船
編輯單體船是一類只有一個船體的船舶,是水上船舶最常見的形式。單體船在水中常吃水較深。[2]
雙體船
編輯雙體船通過一個框架連接兩個船體,穩定性好,在海上可承受較大的風浪,不易翻船。在高速時,兩個較瘦長的船體可以大幅降低船身的阻力。由於跨越了兩個船體,雙體船通常有更多的空間。另外,雙體船吃水淺能夠接近岸邊拋錨。[3]
最早的雙體船是波利尼西亞人發明的[4]。在公元5世紀,印度泰米爾的朱羅王朝就用由雙體船組成的艦隊征服了東南亞地區。1662年,威廉•配第設計了歐洲的第一艘雙體船的草圖,但該船型並未獲得認同[5][6]。1960年代後開始出現不同的高性能雙體船設計,大致可分為:普通雙體船(Basic Catamaran)、小水線面雙體船(Small Water-plane Area Twin Hull, SWATH)、穿浪雙體船(Wave Piercing Catamaran)和複合雙體船等四類。[7][8][9]
三體船
編輯三體船(trimaran)主要由三個船體組成,其中間為主船體(vaka),尺度約占排水體積的90%,兩側並肩各有一個大小相同的輔助船體(akas)。土著波利尼西亞人在近4,000年前就建造了第一批三體船(馬來式帆船)。[1]
設計
編輯船體工程師們發明了船體型線圖,以便在圖紙上反應船體形狀[10]。它由三組線圖構成:橫剖線圖、半寬水線圖和縱剖線圖[11]。設繪船體型線圖時要考慮船型係數、線型特徵等方面。首先要確定主尺度係數和外形輪廓等初始條件。然後要根據一定的步驟設繪型線圖:1-設繪格子線,2-設繪橫剖面面積曲線,3-設繪主甲板邊線及滿載水線,4-設繪船舶側投影輪廓線,5-設繪折角線及舭部升高線,6-設繪橫剖面線圖,7-設繪水線面線圖,8-設繪縱剖面線圖,9-檢查型線圖是否光順,10-標註尺寸、繪製型值表。型線圖設繪是一個逐步近似的過程。圖上的每一根曲線都不是一次完成的,而是經過幾次,幾十次修改才能完成。[12]
保養
編輯船體可以根據中國船級社提供的《船體檢查保養計劃指南》進行日常保養[13]。根據美國海軍人事處的要求,船體保養技師應制定計劃,定期檢查船體,並實施安裝、保養、維修等工作[14]。
測量
編輯船體結構可用於量化以下項目:
專有名詞定義:
- 船寬(B):船體的寬度。(例如:BWL 是水線最大船寬)
- 吃水深度(d)或(T):船底龍骨至水線(WL)的垂直距離。
- 乾舷(FB):深度加上龍骨結構高度減去吃水深度。
- 水線長(LWL):自前端水線在剖面中測量至後端水線最遠點的長度。
- 垂標間距(LBP 或 LPP):夏季載重水線[a]從艉柱到越過艏柱的位置的長度。
- 全長(LOA):從一端到另一端的極端長度。
- 型深(D):從龍骨頂部到側面上層甲板下方的垂直距離[15]。
專有名詞與船型結合,可導出以下指標:
- 排水量(Δ):相當於船體浸沒體積的水重量。
- 浮心長(LCB):浸泡體積重心的縱向位置,通常給出從參考點(通常是中央)到靜態浸沒體積的重心的距離。請注意,當船體處於平衡狀態時,船體的重心必須與浮心長對齊。
- 浮心縱(LCF):水面積的重心縱向位置,通常表示從參考點(通常是中央)到靜態水面積的中心的距離。可以將其想像為由水面和船體定義的區域。
- 浮心垂(VCB):被浸泡體積的重心的垂直位置,通常表示從參考點(如基線)到靜態浸泡體積的中心的距離。
- 體積(V或∇):船體排水的水體積。
公式
編輯不同船體的差異,可由以下係數表示[16]。
- 方形係數(Cb)
排水量(V),與由吃水線處的船體寬度(B)、船體長度(L)乘上吃水高度(d)的體積之比稱為「方形係數(Cb)」 。油輪等大型艦船的Cb值較高,而帆船等小型船的Cb較低(像喀琅施塔得號的數值為0.61,但IIA型只有0.3986)。
- 中橫剖面係數(Cm)
船舯水線以下的面積(Am),與外接它的矩形B × d的面積之比稱為「中橫剖面係數」。這定義了船體底部的厚度。
- 菱形係數(Cp)
最大橫向面積乘以船體長度(L)所得的排水容積(V)與直柱容積(L × Am)比稱為「菱形係數」。這用於評估底部體積的分佈。低Cp表示較寬的中段和方正的船尾,高Cp表示船尾較突出。若要要求高速,傾向於更高的Cp。此外,以低福祿數行駛的高效排水型船體,往往具有低Cp。
- 水線面積係數(Cw)
水線圍成的水線內面積(Aw)與外接矩形的面積(L × B)之比稱為「水線面係數」[17]。水線面積係數表示水線面的豐滿程度,或水線面面積與相同長寬的矩形之比。較低的Cw值表示船尾較方正;反之,較高的Cw值表示船尾較突出。高Cw提高了穩定性以及在惡劣條件下的抗壓能力。
註解
編輯- ^ 這被定義為位於水線上,從龍骨頂部測量的最小型深度的85%處的96%總長度,或者如果更長,則是從艉柱前側到該水線上的舵柄軸線的長度。
參考文獻
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