船舶基礎知識及術語解釋(集成版)

機械注冊

定義
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航行或停泊于水域的運輸或作業(yè)工具,按不同的使用要求而具有不同的技術性能,裝備和結(jié)構(gòu)型式。
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$ J& d* ?! e' o2 A2 x+ V3 n* m9 [簡史

船舶從史前刳木為舟起,經(jīng)歷了獨木舟和木板船時代,1879年世界上第一艘鋼船問世后,又開始了以鋼船為主的時代.船舶的推進也由19世紀的依靠人力,畜力和風力(即撐篙,劃槳,搖櫓,拉纖和風帆)發(fā)展到使用機器驅(qū)動(見船舶動力裝置).

7 ]' y# d: e* c1807年,美國的R.富爾頓建成第一艘采用明輪推進的蒸汽機船"克萊蒙脫(Clerment)"號,時速約8公里/小時。

# y! w7 w- h: E2 }1839年,第一艘裝有螺旋槳推進器的蒸汽機船"阿基米德(Archimedes)"號問世,主機功率為58.8千瓦.這種推進器充分顯示出它的優(yōu)越性,因而被迅速推廣。
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* l/ {; ~2 t5 M$ {/ Q4 e/ \. E$ B1868年,中國第一艘載重600噸,功率為288千瓦的蒸汽機兵船"惠吉"號建造成功。

% D1 _: z  A$ {$ B1894 年,英國的C.A.帕森斯用他發(fā)明的反動式汽輪機作為主機安裝在快艇"透平尼亞(Turbinia)"號上，在泰晤士河上試航成功,航速達60公里/小時以上，早期汽輪機船的汽輪機與螺旋槳是同轉(zhuǎn)速的，約在1910年出現(xiàn)了齒輪減速,電力傳動減速和液力傳動減速裝置，在這以后,船舶汽輪機都采用減速傳動方式。

/ L: J+ l4 F8 \1 o0 T2 M0 p1902～1903年在法國建造了一艘柴油機海峽小船。1903年,在俄國建造的柴油機船 "萬達爾(Βандал)"號下水.20世紀中葉,柴油機動力裝置遂成為運輸船舶的主要動力裝置.
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! W8 ^2 s1 z% x( d. Q! c7 N. ~2 i英國在1947年首先將航空用的燃氣輪機改型安裝在海岸快艇"加特利克(Cartaric)"號上,以代替原來的汽油機,其主機功率為1837千瓦,轉(zhuǎn)速為 3600轉(zhuǎn)/分,經(jīng)齒輪減速箱和軸系驅(qū)動螺旋槳.這種裝置的單位重量僅為2.08千克/千瓦,遠比其他裝置輕巧.60年代先后出現(xiàn)了用燃氣輪機蒸汽輪機聯(lián)合動力裝置(見燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置)的大,中型水面軍艦.當代海軍力量較強的國家,在大,中型船艦中,除功率很大的采用汽輪機動力裝置外,幾乎都采用燃氣輪機動力裝置.在民用船舶中,燃氣輪機因效率比柴油機低,用得很少。
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原子能的發(fā)現(xiàn)和利用又為船舶動力開辟了一個新的途徑.1954 年,美國建造的核潛艇"鸚鵡螺(Nautitlus)"號下水,功率為11025千瓦,航速為33公里/小時.1959年蘇聯(lián)建成了核動力破冰船"列寧 (Ленин)"號,功率為32340千瓦.同年,美國核動力商船"薩瓦納(Savannah)"號下水,功率為14700千瓦.現(xiàn)有的核動力裝置都是采用壓水型反應堆汽輪機動力裝置,主要用在潛水艇和航空母艦上,而在民用船舶中由于經(jīng)濟上的原因沒有得到發(fā)展.
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! w1 S: }' i! f2 _* y70～80年代,為了節(jié)約能源,有些國家吸收機帆船的優(yōu)點,研制一種以機為主,以帆助航的船舶,用電子計算機進行聯(lián)合控制,日本建造的"新愛德丸"號便是這種節(jié)能船的代表.
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古代中國是當時造船和航海的先驅(qū).春秋戰(zhàn)國時期就有了造船工場,能夠制造戰(zhàn)船.漢代已能制造
帶舵的樓船.唐,宋時期,河船和海船都有突出的發(fā)展,發(fā)明了水密隔壁.明朝的鄭和于1405～1433年間七次下西洋的寶船,在尺度,性能和遠航范圍方面,都居世界領先地位.

到了近代,中國造船業(yè)發(fā)展遲緩.1865～1866年,清政府相繼創(chuàng)辦江南制造總局和福州船政局,建造了"保民","建威","平海"等軍艦和"江新","江華"等長江客貨船.
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& {5 [# ^3 M, N* E% ?9 Y. U. ]中華人民共和國成立后,船舶工業(yè)有了很大發(fā)展,50 年代建成一批沿海客貨船,貨船和油船. 60年代以后,中國的造船能力提高得很快,陸續(xù)建成多型海洋運輸船舶,長江運輸船舶,海洋石油開發(fā)船舶(平臺),海洋調(diào)查船舶和軍用艦艇,大型海洋船舶的噸位可達120000載重噸.除少數(shù)特殊船舶外,中國已能設計,制造各種軍用艦艇和民用船舶.

/ Z' {& W, u0 V% [( ?! y構(gòu)成

船舶是由許多部分構(gòu)成的.按各部分的作用和用途,可綜合歸納為船體,船舶動力裝置,船舶舾裝等3大部分.
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& m" \4 V. r% Q! c船體：
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船體是船舶的基本部分,可分為主體部分和上層建筑部分.

主體部分一般指上甲板以下的部分,它是由船殼(船底及船側(cè))和上甲板圍成的具有特定形狀的空心體,是保證船舶具有所需浮力,航海性能和船體強度的關鍵部分, 一般用于布置動力裝置,裝載貨物,儲存燃油和淡水,以及布置其他各種艙室.為保障船體強度,提高船舶的抗沉性和布置各種艙室,通常設置若干強固的水密橫艙壁(或同時包括縱艙壁)和內(nèi)底,在主體內(nèi)形成一定數(shù)量的水密艙,并根據(jù)需要加設中間甲板(一層或數(shù)層)或平臺,將主體水平分隔成若干層.

上層建筑位于上甲板以上,由左,右側(cè)壁,前,后端壁和各層甲板圍成,其內(nèi)部主要用于布置各種用途的艙室,如工作艙室,生活艙室,貯藏艙室,儀器設備艙室等. 上層建筑的大小,層樓和型式因船舶用途和尺度而異,一般都設首樓,而上層建筑的主要部分則位于機(爐)艙區(qū)域之上.運輸貨物船舶的上層建筑長度較短,而客船和科學考察船的上層建筑則是很講究的.
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船體結(jié)構(gòu)大都用鋼材,由板材和型材組合成板架結(jié)構(gòu).

船舶動力裝置

/ `3 l  f+ J2 Z4 P3 V1 b" ~( W船舶動力裝置包括:推進裝置——主機經(jīng)減速裝置,傳動軸系以驅(qū)動推進器（螺旋槳是主要的型式);為推進裝置的運行服務的輔助機械設備和系統(tǒng),如燃油泵,滑油泵,冷卻水水泵,加熱器,過濾器,冷卻器等;船舶電站(發(fā)電機,配電板等),它為船舶的甲板機械,機艙內(nèi)的輔助機械和船上照明等提供電力;其他輔助機械和設備,如鍋爐,壓氣機(和空氣瓶),船舶各系統(tǒng)的泵,起重機械設備,維修機床等(它們并不全是為主機服務的).通常把主機(及鍋爐)以外的機械統(tǒng)稱為輔機.
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/ q8 |; z; `+ `- z& T4 M9 @0 m# G9 }: J船舶舾裝和其他裝備：
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0 P) s# Y0 ]- C3 [& s( U' @船舶舾裝包括艙室內(nèi)裝結(jié)構(gòu)(內(nèi)壁,天花板,地板等),家具和生活設施(炊事,衛(wèi)生等),涂裝和油漆,門窗,梯和欄桿,桅桿,艙口蓋等.

船舶的其他裝置和設備中,除推進裝置外,還有:①錨設備與系泊設備;②舵設備與操舵裝置;③救生設備(救生衣,救生筏,救生艇及其收放裝置);④消防設備(探火和滅火設備與系統(tǒng));⑤船內(nèi)外通信設備(船內(nèi)電話,無線電臺);⑥照
明設備;⑦信號設備(號燈,號旗等);⑧導航設備(雷達,各種定位儀,測探儀,計程儀等);⑨起貨設備;⑩通風,空調(diào)和冷藏設備(食品庫和冷藏貨艙用); 海水和生活用淡水系統(tǒng); 壓載水系統(tǒng); 液體艙的測深系統(tǒng)和透氣系統(tǒng); 艙底水疏干系統(tǒng); 船舶電氣設備,包括電纜,電氣控制板(箱),蓄電池,變壓器和變流機等.船舶設備中的照明,通信,信號,導航等設備也可歸入電氣設備; 其他特殊設備(依船舶的特殊需要而定).

. Q  h' C  g  H/ e/ x6 c' M分類
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6 V9 p! o. z: n4 C8 E1 `0 f& a船舶分類方法很多,可按用途,航行狀態(tài),船體數(shù)目,推進動力,推進器等分類.
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按用途分類 這種分類方法最常用,可分為軍用和民用船舶兩大類.
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5 c- ~8 {1 J$ ^% }/ I軍用船舶通常稱為艦艇或軍艦.其中,有直接作戰(zhàn)能力或海域防護能力者稱為戰(zhàn)斗艦艇,如航空母艦,驅(qū)逐艦,護衛(wèi)艦,導彈艇和潛艇,以及布雷,掃雷艦艇等,擔負后勤保障者稱為軍用輔助艦艇.

, [  n8 k8 ?: W* K7 @- }民用船舶指各種非軍用船舶.某些小船習慣上也稱為艇.民用船舶一般又分為運輸船,工程船,漁船,港務船等.

: I0 z. l8 S; [5 M① 運輸船:用于港口之間的運輸,如客船(包括渡船),貨船,客貨船.貨船又按貨物種類,運輸方式和裝卸方法分為:散件雜貨船(統(tǒng)貨或雜貨船),集裝箱船,滾裝船(包括車輛渡船),散貨船(多指谷物,煤,礦砂運輸船),運木船,油船,液化天然氣(和石油氣)船,駁船,拖駁船隊,頂推駁船隊(分節(jié)駁)等.有的船舶能運載集裝箱,礦砂,木材,谷物等多種貨物,稱為多用途船;有的專業(yè)船舶兼能運載石油,礦砂和其他粒狀散貨,稱為兼用船.

②工程船:如挖泥船,打樁船,起重船,打撈船,布纜船,疏浚船和炸礁船.

③漁業(yè)船:如各類捕撈船(拖網(wǎng)漁船,圍網(wǎng)漁船,刺網(wǎng)漁船,流網(wǎng)漁船,釣魚船,蟹工船,捕鯨船和狩獵漁船),水產(chǎn)品加工船,水鮮冷藏運輸船,漁政船等.
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④港務船:如港作拖船,引水船,航標船,港監(jiān)船,供油船,供水船,消防船和交通船.

⑤海難救助船.⑥海洋開發(fā)船:如海洋調(diào)查船,鉆井船,多用途拖船和潛水器.

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按航行狀態(tài)分類

. G% `# P0 A0 `) X$ t; J. t* g, a通常分為排水型船舶,滑行艇,水翼艇和氣墊船.
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①排水型船舶:水面船舶航行時,重力全靠水的浮力來支承,絕大多數(shù)船舶屬于此類.

②滑行艇:高速航行時,僅部分艇底接觸水面,重力大部分靠作用于艇底的動壓力支承.
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1 d9 u; h4 w, u1 v3 M. p③水翼艇:船體下裝有水翼,高速航行時靠水翼的升力使船體部分或全部離開水面.

2 Y' T% j7 c/ `: C$ q- D" y/ U④氣墊船:靠向艇底不斷輸送高于大氣壓力的空氣把艇體全部或部分升起,以降低水阻力而高速航行.氣墊船又分全墊式和側(cè)壁式兩種.
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按船體數(shù)目分類

分為單體船(絕大多數(shù)船舶屬此類)和多體船.

在多體船型中雙體船較為多見.雙體船具有二個相同的片體(成一定距離并列),在距水面一定高度處用連接橋連接成一體,多用作客船和車輛渡船,具有甲板面積大,裝載地位多和穩(wěn)性好的優(yōu)點.為改善雙體船的耐波性和快速性,又有一種小水線面船,片體自水面下一定高度起縮小為流線型,狹窄柱體伸出水面與連接橋相接.
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機械注冊

按推進動力分類
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可分為機動船和非機動船.
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3 \9 z3 _9 |$ G' I機動船按推進主機的類型又分為蒸汽機船(活塞式,現(xiàn)已淘汰),(蒸)汽輪機船,柴油機船,燃氣輪機船,聯(lián)合動力裝置船,電力推進船,核動力船等.

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: Z: C* d0 `& g3 d2 u( |按推進器分類
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有螺旋槳船(主要型式),噴水推進船,噴氣推進船,明輪船,平旋輪船等.
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: }# }+ b: ]: j( U6 {, Z空氣螺旋槳只用于少數(shù)氣墊船.

5 s6 ?4 `; a# H( E) S% J按推進器數(shù)目還可分為單槳船,雙槳船,三槳船等.
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! d) T4 V( Q3 n( w+ |) X( ~按機艙部位分類 有尾機型船(機艙在船的尾部),中機型船和中尾機型船.


按主體連續(xù)甲板的層數(shù)分類 有單甲板船,雙甲板船,三甲板船等.

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按船體結(jié)構(gòu)材料分類 有鋼船,鋁合金船,木船,鋼絲網(wǎng)水泥船,玻璃鋼艇,橡皮艇,混合結(jié)構(gòu)船等.
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# k' C, n$ k  x" S2 x主要技術特征

. d  _( ]  m# n/ L" r& r) y船舶的主要技術特征有船舶排水量,船舶主尺度,船體系數(shù),艙容和登記噸位,船體型線圖,船舶總布置圖,船體結(jié)構(gòu)圖,主要技術裝備的規(guī)格等.
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  s2 U' D) F2 l# S船舶排水量

1 j' f/ K4 w( ~+ ?/ _根據(jù)阿基米德原理,船體水線以下體積所排開水的重量,即為船舶的浮力,并應
等于船舶總重量.船的自重(固定于船上的不變重量)等于空船排水量.船的自重加上裝到船上的各種載荷的重量的總和(載重量)是變化的,即等于船的總重量.
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民船的空船排水量包括船體結(jié)構(gòu),木作舾裝和船舶設備與裝置,船舶機電設備等部分的重量.船舶載重量包括貨物,燃油和潤滑油,淡水,食物,人員和行李,備品及供應品等的重量.
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+ m) \7 w0 `3 t5 f6 c: f通常預定的設計載貨量與按預定最大航程計算的油,水,食物等的重量之和,稱為設計載重量(即通常所標稱的載重量).設計載重量時的排水量稱為設計排水量或滿載排水量.還有對應其他裝截情況的排水量.
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船舶主尺度

船舶主尺度包括總長,設計水線長度,垂線間長,最大船寬,型寬(一般指船體型線設計排水量水線處最大寬度),型深(船體型線從船底到最上層連續(xù)甲板處,分艙甲板或干舷甲板的舷邊最低處的垂直距離),滿載(設計)吃水,干舷(一般指干舷甲板處型深減設計吃水)等.
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鋼船主尺度的度量指量到船殼板內(nèi)表面的尺寸,稱為型寬和型深,水泥船,木船等則指量到船體外表面的尺寸.
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9 y3 b3 H0 J" z$ N4 f+ @( E, o船體系數(shù)

0 |- z1 p% \0 g' Z4 i6 [, ^" z一般指船體型線設計吃水處的各種系數(shù).

方形系數(shù)為排水體積與長＝垂線間長、寬＝型寬、高＝設計吃水的長方體的體積之比,即它表征船體下水部分的肥瘦程度;
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中剖面(垂線間長中點處或最大剖面處)系數(shù) ;
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棱形系數(shù) 表征排水體積沿船長方向的分布程度;
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' @" u( J5 T+ r7 y4 R+ Y! _3 j艙容和登記噸位
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& }. L% ]" e  i; K, f! d艙容指貨艙,燃油艙,水艙等的體積,從容納能力方面表征船舶的裝載能力,續(xù)航能力,它影響船舶的營運能力.

2 `& s* R. B1 o5 z* N登記噸位是歷史上遺留下的用以衡量船舶裝載能力的度量指標,作為買賣船舶,納稅,服務收費的依據(jù)之一.登記噸位是按《船舶噸位丈量規(guī)范》所核定的合法噸位,是總噸位和凈噸位的統(tǒng)稱.
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總噸位指民用船舶按《船舶噸位丈量規(guī)范》所測定的內(nèi)部總?cè)莘e,凈噸位是從總噸位中減除按《船舶噸位丈量規(guī)范》規(guī)定為非營運處所的容積而得出的噸位.噸位的單位為登記噸,1登記噸等于2.832米3 .國際上有《1969年船舶噸位丈量公約》,其計算方法較為簡便.
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+ k+ S4 S3 V7 E: ?% L* }  ~9 o噸位與艙容關系密切,兩者都與船的長×寬×深密切相關.登記噸位和載重量分別反映船艙的容納能力和船的承重能力.它們雖互有聯(lián)系,但屬不同的概念.


船體型線圖
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表征船舶主體(包括舷墻和首樓,尾樓)的型表面的形狀和尺寸,是設計和建造
船舶的主要圖紙之一.它由三組線圖構(gòu)成:橫剖線圖,半寬水線圖和縱剖線圖.三者分別由橫剖面,水線面和縱剖面與船體型表面切割而成.
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- v( ~7 Q5 S/ s9 ^% e船舶總布置圖
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設計和建造船舶的主要圖紙之一,它反映船的建筑特征,外形和尺寸,各種艙室的位置和內(nèi)部布置,內(nèi)部梯道的布置,甲板設備的布局.總布置圖由側(cè)視圖,各層甲板平面圖和雙層底艙劃分圖組成

* v- t! X, A- L, t船體結(jié)構(gòu)圖
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反映船體各部分的結(jié)構(gòu)情況.船體各相關部分的結(jié)構(gòu)既獨立又相互聯(lián)系.船舶主
體結(jié)構(gòu)是保證船舶縱向和橫向強度的關鍵,通常把它看成為一個空心梁進行設計,并用船中橫剖面結(jié)構(gòu)圖來反映它的部件尺寸和規(guī)格.

0 _3 m! }6 C5 s. r  O) i船體結(jié)構(gòu)是板架型式,其主向梁沿船長方向布置的稱為縱骨架式結(jié)構(gòu),主向梁沿橫向布置的稱為橫骨架式結(jié)構(gòu).前一種型式的船底和甲板結(jié)構(gòu)有利于縱總強度,可節(jié)省材料,適用于大型船舶.


主要技術裝備的規(guī)格
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  _* d9 N. d% o: h) B! l包括推進主機的型號(功率和轉(zhuǎn)速)和臺數(shù),起貨設備的型式(含起吊能力)和數(shù)量,錨設備,舵設備以及空調(diào)設備等.

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主要性能
. Q5 A' ^% o) `7 Q# C& W) \( M: \4 U
4 i9 k. M0 `" J# {. y船舶的主要性能有浮性,穩(wěn)性,抗沉性,快速性,耐波性,操縱性和經(jīng)濟性等.
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; i& Q# w, T/ k$ K/ h% E" G+ r! W浮性和浮態(tài)

) _2 Q  q* K( R0 P- s浮性指船在各種裝載情況下能浮于水中并保持一定的首,尾吃水和干舷的能力.
浮態(tài)指船舶的吃水,縱傾和橫傾的情況.根據(jù)船舶的重力和浮力的平衡條件,船舶的浮性關系到裝載能力和航行的安全.因此,在選擇船舶的主尺度和方形系數(shù),設計型線圖和總布置圖時,就須對浮性加以注意.


/ X# k/ ?/ {6 @. }& d為保證船舶的航行安全,船舶主體在設計水線以上部分必須具有一定數(shù)量的水密體積,以提供一定大小的儲備浮力.儲備浮力直接與干舷值相關,《海船載重線規(guī)范》對海船的最小干舷值有所規(guī)定,并要求在船中兩舷處勘畫載重線標志,以利監(jiān)督.這一要求,有時會影響船舶型深值的選取.
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穩(wěn)性

! u* P" e# N9 \船受外力作用離開平衡位置而傾斜,當外力消失后船能回復到原平衡位置的能力.一般水面船舶的穩(wěn)性主要是指橫傾時的穩(wěn)性.船舶在10°以內(nèi)橫傾時的穩(wěn)性稱為船舶初穩(wěn)性,此時船橫傾的浮心B點(排水體積的中心) 位置的變化接近于在橫剖面內(nèi)繞Μ點,以為半徑的軌圓上移動.Μ點稱為穩(wěn)心,稱為穩(wěn)心半徑,從船舶重心G到Μ的距離稱為初穩(wěn)心高或初穩(wěn)距.

船橫傾后可能出現(xiàn) 3種穩(wěn)性情況:

①Μ點在G點之上,回復力矩使船的傾斜減小,即船有回復能力,屬穩(wěn)定狀態(tài);
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②Μ點與G點重合,,船無回復能力;
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# _- n7 K3 K0 w% d7 R③Μ點在G點之下,,船自身會增大傾斜,屬不穩(wěn)定狀態(tài).
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4 z- ]0 O" _; v- R% F* p4 E從船舶使用角度和安全角度考慮,后兩種情況和值太小都是不允許的.

  ~& E: o. F4 q+ J/ }/ _6 u
. i. ?; e+ D! H# S  F$ z橫傾超過10°以后的穩(wěn)性稱為大傾角穩(wěn)性,船舶的回復力矩需要用更精確的方法計算.船舶的大傾角穩(wěn)性對保證船舶在惡劣的風,浪作用下的安全性至關重要.
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  L1 {/ |$ Y4 v; `% `/ a9 N( u鑒于船舶穩(wěn)性對保障船舶安全的重要性,船舶穩(wěn)性規(guī)范(分海船和內(nèi)河船)對船的初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性都作出核算的具體規(guī)定.用船部門也常從使用角度對值提出設計要求.船寬,水線面系數(shù),干舷,重心高度,水面以上的側(cè)面積大小和高度,以及船體開口密封性的好壞等,是影響船舶穩(wěn)性的主要因素.


抗沉性 船體水下部分發(fā)生破損,船艙淹水后仍能浮而不沉和不傾覆的能力.中國宋代造船時就首先發(fā)明了用水密隔艙來保證船舶的抗沉性.軍艦的抗沉性尤為重要.
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《國際海上人命安全公約》對船舶抗沉性作了規(guī)定,適用于載客超過12人的船舶(客船).公約對客船抗沉性的要求有兩種體系,可任選一種進行核算.
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% w9 U% ^  C! v! o+ U一種體系為:全船任一艙,相鄰兩艙或三艙淹水后,船仍能保持不超過所限制的浮態(tài)并具有不小于0.05米的初穩(wěn)心高,稱為一艙制,二艙制或三艙制.艙制依船的大小和載客人數(shù)通過計算來確定.
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% }' ?  h2 o- I# [& x另一體系為:在限定的允許破艙后的浮態(tài)和穩(wěn)性的條件下,計入各部位的船艙的受損概率,計算出的船舶破艙后的生存力指數(shù)(概率)應達到規(guī)定值,這一指數(shù)依船的大小和載客人數(shù)而定.


, e6 K6 J2 b, E' p船舶主體部分的水密分艙的合理性,分艙甲板(水密艙壁所達到的那層甲板)的干舷值和完整船舶穩(wěn)性的好壞等,是影響抗沉性的主要因素.
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4 y6 ~( W, D7 p2 ?2 Z$ M' W* @快速性
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# z' O8 j  W) J3 J/ y表征船在靜水中直線航行速度與其所需主機功率之間關系的性能.它是船舶的一項重要技術指標,對船舶使用效果和營運開支影響較大.船舶快速性涉及船舶阻力和船舶推進兩個方面.

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- y3 W* I7 ~0 {0 C船舶阻力由船舶航行時的水阻力和空氣阻力構(gòu)成.水阻力包括3種成分.
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& d+ C+ g6 h# a; k$ q4 D①摩擦阻力:由于水有粘性,船航行時水在船體濕表面處形成一個邊界層,由邊界層內(nèi)水分子間的剪切力所形成.
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②旋渦阻力:由于邊界層分離形成的旋渦和邊界層對水動壓力的影響所產(chǎn)生的壓阻力,旋渦阻力與摩擦阻力之和又總稱為粘性總阻力.
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③興波阻力:由于船興起了波浪(船波)而不斷消耗能量所造成的阻力,屬于壓阻力性質(zhì),常把它與旋渦阻力合起來稱為剩余阻力.
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% c! O% ^3 S, |摩擦阻力和旋渦阻力的變化與船體濕表面積和船速的平方(弱)成正比.旋渦阻力與船體線型(尤其尾部)的好壞關系更大.興波阻力與船的排水量成正比,與船速的關系十分密切.船體線型與傅汝德數(shù)(或相對速度)的配合是否恰當對興波阻力影響較大.

, T- M; F" z0 ~船舶制造
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% M% P) I! K; J* [% \人類造船已有悠久的歷史.從史前刳木為舟起,在漫長的時期內(nèi)人類制造的都是利用人力或風力推進的木船.1807年,美國的R.富爾頓建成世界上第一艘蒸汽機船,當時采用明輪推進.1879年,世界上第一艘鋼船問世.從此船舶進入了以鋼船為主,以機器為動力的時代.

從20世紀50年代起,船舶推進裝置由汽輪機和柴油機逐步取代蒸汽機,并開始應用核能作為推進動力.由于航運的發(fā)展和軍事上的需要,船舶趨于大型化和專業(yè)化,造船技術隨之迅速發(fā)展,造船業(yè)已成為世界上最主要的重工業(yè)部門之一.


船舶由成千上萬種零件構(gòu)成,幾乎與各個工業(yè)部門都有關系.除特有的船體建造技術外,造船還涉及到機械,電氣,冶金,建筑,化學以至工藝美術等各個領域.因此,造船是以全部工業(yè)技術為基礎的一門綜合技術,反映一個國家的工業(yè)技術水平.
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  d* Y  {' O9 ~1 H' n" F由于船舶的航區(qū),任務和要求不同,船舶產(chǎn)品具有品種多,生產(chǎn)批量小的特點.為了有節(jié)奏地生產(chǎn),縮短制造周期,造船廠從接受訂貨至完工交船為止,都必須有周密的生產(chǎn)管理和技術管理.
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造船用的材料品種多,數(shù)量大,其中以鋼材的使用量為最大.例如,制造一艘裝載量為 1萬噸的貨船需要鋼材3000～4000噸.船體結(jié)構(gòu)用的材料主要是碳素鋼和低合金高強度鋼(見鋼).采用高強度鋼可減輕船體自重,降低推進功率,達到多裝客貨,增加裝備或提高航速的目的.小型艦艇還采用鋁合金,玻璃鋼或鈦合金作為船體材料.船舶需要在嚴酷的環(huán)境下營運,對于船用材料,除保證冶煉方法,化學成分和機械性能外,在可焊性能和耐蝕性能等方面都有較高的要求.

機械注冊

造船廠

7 M  B% t( y/ ^, U3 \造船廠均位于沿海或江河之濱,應有一定的岸線長度和水深.廠區(qū)內(nèi)設有船臺,造船塢,滑道,舾裝碼頭和大型起重機等專用造船設備.造船廠內(nèi)設有各種生產(chǎn)車間.
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①船體加工車間:擔負船體放樣,號料以及船體零件的加工.
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②船體裝備焊接車間:完成船體零件,部件,分段,總段的裝焊和船體總裝工作.
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③安裝車間:負責船上機械設備及其附件的安裝和調(diào)試.
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# u# |0 a3 F9 Z( ]) F# h④管子加工車間:進行管子及其附件的加工和安裝.
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% Z* o: a. Z. K: ?* H$ O⑤電工車間:負責電器和無線電設備的安裝和調(diào)試.
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⑥木工車間:負責木質(zhì)家具,艙室的制作和安裝,以及絕緣工作.

: [5 R1 r$ W! t! @⑦油漆帆纜車間:負責除銹,涂漆和帆纜索具的制作和安裝.

⑧起重運輸車間:負責船舶的上墩,下水,進出塢以及船臺,滑道,碼頭區(qū)的起重運輸作業(yè).

+ r4 t; d* d& s7 e0 O* l, a/ c此外還有各種輔助車間,主要有機修車間,工具車間,動力車間和中央試驗室等. 車間的劃分常根據(jù)船廠的生產(chǎn)規(guī)模,性質(zhì),習慣而有所不同.

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5 c. h* X# \" s4 ^8 Z* W* W過去很多造船廠除進行鋼材加工,船體裝配,焊接和設備系統(tǒng)安裝外,還具有一定的鑄,鍛和機械加工能力,在制造船體的同時還制造主機,輔機,鍋爐等設備.20 世紀50年代以來,隨著造船及其配套工業(yè)的發(fā)展,造船廠已向總裝方向發(fā)展,即以建造船體為主,大量的機電設備和舾裝件則由專業(yè)或非專業(yè)的協(xié)作廠配套提供, 船廠只進行安裝,以提高造船質(zhì)量和效率.

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造船工序
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" H0 g( u  f! g造船的主要工藝流程如下.


鋼材預處理

4 t# y  n- q: W* J; Y& h在號料前對鋼材進行的矯正,除銹和涂底漆工作.船用鋼材常因軋制時壓延不均,軋制后冷卻收縮不勻或運輸,儲存過程中其他因素的影響而存在各種變形.為此,板材和型材從鋼料堆場取出后,先分別用多輥鋼板矯平機和型鋼矯直機矯正,以保證號料,邊緣和成型加工的正常進行.矯正后的鋼材一般先經(jīng)拋光除銹,最后噴涂底漆和烘干.這樣處理完畢后的鋼材即可送去號料.這些工序常組成預處理自動流水線,利用傳送滾道與鋼料堆場的鋼料吊運,號料,邊緣加工等后續(xù)工序的運輸線相銜接,以實現(xiàn)船體零件備料和加工的綜合機械化和自動化.
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放樣和號料
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船體外形通常是光順的空間曲面.由設計部門提供的用三向投影線表示的船體外形圖,稱為型線圖,一般按1:50或1:100的比例繪制.由于縮尺比大,型線的三向光順性存在一定的誤差,故不能按型線圖直接進行船體施工,而需要在造船廠的放樣臺進行1:1的實尺放樣或者是1:5,1:10的比例放樣,以光順型線,取得正確的型值和施工中所需的每個零件的實際形狀尺寸與位置,為后續(xù)工序提供必要的施工信息.船體放樣是船體建造的基礎性工序.
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, S$ O" _  ~* I0 a' E9 }3 w號料是將放樣后所得的船體零件的實際形狀和尺寸,利用樣板,樣料或草圖劃在板材或型材上,并注以加工和裝配用標記.最早的放樣和號料方法是實尺放樣,手工號料.20世紀40年代初出現(xiàn)比例放樣和投影號料,即按1:5或1:10的比例進行放樣制成投影底圖,用相應的低倍投影裝置放大至實際尺寸;或?qū)⑼队暗讏D縮小到1/5～1/10攝制成投影底片,再用高倍投影裝置放大50～100倍成零件實形,然后在鋼材上劃線.比例放樣還可提供仿形圖,供光電跟蹤切割機直接切割鋼板用,從而省略號料工序.投影號料雖在手工號料的基礎上有了很大改進,但仍然未能擺脫手工操作.
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60 年代初開始應用電印號料,即利用靜電照相原理,先在鋼板表面噴涂光敏導電粉末,進行正片投影曝光,經(jīng)顯影和定影后在鋼板上顯出零件圖形.適用于大尺寸鋼板的大型電印號料裝置采用同步連續(xù)曝光投影方式,即底圖和鋼板同步移動,在運動過程中連續(xù)投影曝光.適用于小尺寸鋼板的小型電印號料裝置,則在鋼板上一次投影出全部圖形.這種號料方法已得到較廣泛的應用.
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( p6 h+ F$ z* V: }/ w  P; E% ?隨著電子計算機在造船中的應用,又出現(xiàn)數(shù)學放樣方法.即用數(shù)學方程式表示船體型線或船體表面,以設計型值表和必需的邊界條件數(shù)值作為原始數(shù)據(jù),利用計算機進行反復校驗和計算,實現(xiàn)型線修改和光順,以獲得精確光順和對應投影點完全一致的船體型線.船體的每條型線都由一個特點的數(shù)學樣條曲線方程表示,并可通過數(shù)控繪圖機繪出圖形.數(shù)學放樣可取消傳統(tǒng)的實尺放樣工作,還可為切割和成形加工等后續(xù)工序提供控制信息,對船體建造過程的自動化具有關鍵的作用,是造船工藝的一項重要發(fā)展.
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船體零件加工
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- P) [) \/ u. ?5 I9 b包括邊緣加工和成形加工.邊緣加工就是按照號料后在鋼材上劃出的船體零件
+ X; e7 W# v; I實際形狀,利用剪床或氧乙炔氣割,等離子切割進行剪割.部分零件的邊緣還需要用氣割機或刨邊機進行焊縫坡口的加工.氣割設備中的光電跟蹤氣割機能自動跟蹤比例圖上的線條,通過同步伺服系統(tǒng)在鋼板上進行切割,它可與手工號料,投影號料配合使用.采用數(shù)控氣割機不但切割精度高,而且根據(jù)數(shù)學放樣資料直接進行切割,可省略號料工序,實現(xiàn)放樣,切割過程自動化.


對于具有曲度, 折角或折邊等空間形狀的船體板材,在鋼板剪割后還需要成形加工,主要是應用輥式彎板機和滾壓機進行冷彎;或采用水火成形的加工方法,即在板材上按預定的加熱線用氧-乙炔烘炬進行局部加熱,并用水跟蹤冷卻,使板材產(chǎn)生局部變形,彎成所要求的曲面形狀.對于用作肋骨等的型材,則多應用肋骨冷彎機彎制成形.隨著數(shù)字控制技術的發(fā)展,已使用數(shù)字控制肋骨冷彎機,并進而研制數(shù)字控制彎板機.船體零件加工已從機械化向自動化進展.
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& b- v& P, _, m6 i, K9 C3 ]船體裝配和焊接

將船體結(jié)構(gòu)的零部件組裝成整個船體的過程.普遍采用分段建造方式,分為部件裝配焊接,分段裝配焊接和船臺裝配焊接3個階段進行.

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①部件裝配焊接:又稱小合擾.將加工后的鋼板或型鋼組合成板列,T 型材,肋骨框架或船首尾柱等部件的過程,均在車間內(nèi)裝焊平臺上進行.


8 r. p: }! i5 x3 @0 [/ U: B* w② 分(總)段裝配焊接:又稱中合攏.將零部件組合成平面分段,曲面分段或立體分段,如艙壁,船底,舷側(cè)和上層建筑等分段;或組合成在船長方向橫截主船體而成的環(huán)形立體分段,稱為總段,如船首總段,船尾總段等.分段的裝配和焊接均在裝焊平臺或胎架上進行.分段的劃分主要取決于船體結(jié)構(gòu)的特點和船廠的起重運輸條件.隨著船舶的大型化和起重機能力的增大,分段和總段也日益增大,其重量可達800噸以上.

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5 ^0 K/ W/ [6 ?* R/ c③船臺(塢)裝配焊接:即船體總裝,又稱大合攏.將船體零部件,分段,總段在船臺(或船塢)上最后裝焊成船體.排水量10萬噸以上的大型船舶,為保證下水安全,多在造船塢內(nèi)總裝.

1 Z. i% {1 J9 n; v; `常用的總裝方法有:
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以總段為總裝單元,自船中向船首,船尾吊裝的稱總段建造法,一般適用于建造中小型船舶;
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% G5 b% i+ v+ v) T; ]; w3 W先吊裝船中偏尾處的一個底部分段,以此作為建造基準向船首,船尾和上層吊裝相鄰分段,其吊裝范圍呈寶塔狀的稱塔式建造法;設有2～3個建造基準,分別以塔式建造法建造,最后連接成船體的稱島式建造法;
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在船臺(或船塢)的末端建造第一艘船舶時,在船臺的前端同時建造第二艘船舶的尾部,待第一艘船下水后,將第二艘船的尾部移至船臺末端,繼續(xù)吊裝其他分段,其至總裝成整個船體,同時又在船臺前端建造第三艘船舶的尾部,依此類推,這種方法稱為串聯(lián)建造法;
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' a4 J( d- K: R' W將船體劃分為首,尾兩段,分別在船臺上建成后下水,再在水上進行大合攏的稱兩段建造法.

* S9 f) a/ Z6 ?各種總裝方法的選擇根據(jù)船體結(jié)構(gòu)特點和船廠的具體條件而定.


船體裝配和焊接的工作量,占船體建造總工作量的75%以上,其中焊接又占一半以上.故焊接是造船的關鍵性工作,它不但直接關系船舶的建造質(zhì)量,而且關系造船效率.
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9 l) |3 r' y! Z3 |# ]; J" ?/ e: c自20 世紀50年代起,焊接方法從全手工焊接發(fā)展為埋弧自動焊,半自動焊,電渣焊,氣體保護電弧焊.自60年代中期起,又有單面焊雙面成形,重力焊,自動角焊以及垂直焊和橫向自動焊等新技術.焊接設備和焊接材料也有相應發(fā)展.由于船體結(jié)構(gòu)比較復雜,在難以施行自動焊和半自動焊的位置仍需要采用手工焊.


& |) H5 I3 d: {% e2 a; p, ?. i結(jié)合焊接技術的發(fā)展,自60年代起,在船體部件和分段裝配中開始分別采用 T型材裝焊流水線和平面分段裝焊流水線.
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# b( j+ G: e* C) T& s2 MT 型材是構(gòu)成平面分段骨架的基本構(gòu)件.平面分段在船體結(jié)構(gòu)中占有相當?shù)谋戎?例如在大型散裝貨船和油船上,平面分段可占船體總重的50%以上.

& E6 m& l2 A7 t% X& {9 \平面分段裝焊流水線包括各種專用裝配焊接設備,它利用輸送裝置連續(xù)進行進料,拼板焊接以及裝焊骨架等作業(yè),能顯著地提高分段裝配的機械化程度,成為現(xiàn)代造船廠技術改造的主要內(nèi)容之一.世界上有些船廠對批量生產(chǎn)的大型油船的立體分段也采用流水線生產(chǎn)方式進行裝焊和船塢總裝.
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船體總裝完成后必須對船體進行密閉性試驗,然后在尾部進行軸系和舵系對中,安裝軸系,螺旋槳和舵等.在完成各項水下工程后準備下水.


6 T5 f3 [4 F$ W/ [船舶下水

/ R& ]# H0 N7 Z8 y+ n1 x將在船臺(塢)總裝完畢的船舶從陸地移入水域的過程.船舶下水時的移行方向或與船長平行,或與船長垂直,分別稱為縱向下水和橫向下水.下水滑道主要為木枋滑道和機械化滑道.前者依靠船舶自重滑行下水,使用較普遍;后者利用小車承載船體在軌道上牽引下水,多用在內(nèi)河中小型船廠.

縱向下水之前先將擱置在墩木上的船體轉(zhuǎn)移到滑板和滑道上,滑道向船舶入水方向有一定傾斜.當松開設置于滑板與滑道間的制動裝置后,船舶由于自重連同滑板和支架一起滑入水中,然后靠自身的浮力飄浮于水面.為減少下滑時的摩擦阻力,在滑板與滑道之間常涂上一定厚度的下水油脂;也可用鋼珠代替下水油脂,將滑動摩擦改為滾動摩擦,進一步減少摩擦力.

0 b3 D6 A! a3 E在船塢內(nèi)總裝的船,只要灌水入塢即能浮起,其下水操作比在船臺下利用滑道下水簡單和安全得多.

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下水意味著船舶建造已完成了關鍵性的,主要的工作.按傳統(tǒng)習慣,大型船舶下水常舉行隆重的慶祝儀式.
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5 |# b& I3 Y4 Y碼頭安裝(設備和系統(tǒng)的安裝) 船舶下水后常是靠于廠內(nèi)舾裝碼頭,以安裝船體設備,機電設備,管道和電纜,并進行艙室的木作,絕緣和油漆等工作.碼頭安裝涉及的工種很多,相互影響也較大.而隨著船舶設備和系統(tǒng)的日趨復雜,安裝質(zhì)量的要求也不斷提高,故安裝工作直接關系下水后能否迅速試航和交船.

- X6 v" X3 B# ^' I& \3 P. m9 Y為了縮短下水后的安裝周期,應盡可能將上述安裝工作提前到分段裝配和船體總裝階段進行,稱為預舾裝.將傳統(tǒng)的單件安裝改為單元組裝,也可大大縮短安裝周期, 即根據(jù)機艙和其他艙室設備的布置和組成特點確定安裝單元的組成程度,如主機冷卻單元可包括換熱器,泵,溫度調(diào)節(jié)器,帶附件的有關管道和單元所必需的電氣設備.在車間內(nèi)組成安裝單元,然后吊至分段,總段或船上安裝,這樣可使18～25%的安裝工作量由船上提前到內(nèi)場進行,能使船上的安裝周期縮短 15～20%.
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系泊試驗和航行試驗

5 D5 \0 X. @& v4 L( D; o) M在船體建造和安裝工作結(jié)束后,為保證建造的完善性和各種設備工作的可靠性,必須進行全面而嚴格的試驗,通常分為兩個階段,即系泊試驗和航行試驗.


系泊試驗俗稱碼頭試車,是在系泊狀態(tài)下對船舶的主機,輔機和其他機電設備進行的一系列實效試驗,用以檢驗安裝質(zhì)量和運轉(zhuǎn)情況.系泊試驗以主機試驗為核心,檢查發(fā)電機組和配電設備的工作情況,以便為主機和其他設備的試驗創(chuàng)造條件.對各有關系統(tǒng)的協(xié)調(diào),應急,遙測遙控和自動控制等還需要進行可靠性和安全性試驗. 系泊試驗時船舶基本上處于靜止狀態(tài),主機,軸系和有關設備系統(tǒng)不能顯示全負荷運轉(zhuǎn)的性能,所以還需要進行航行試驗.


0 X1 h8 w! m: O6 l航行試驗是全面地檢查船舶在航行狀態(tài)下主機,輔機以及各種機電設備和系統(tǒng)的使用性能.通常有輕載試航和重載試航.在航行試驗中測定船舶的航速,主機功率以及操縱性,回轉(zhuǎn)性,航向穩(wěn)定性,慣性和指定航區(qū)的適航性等.試驗結(jié)果經(jīng)驗船機構(gòu)和用戶驗收合格后,由船廠正式交付訂貨方使用.
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發(fā)展

6 J9 ^7 S8 Y1 g- F& I5 Y6 x: _: {近代造船技術的發(fā)展過程是由手工操作向機械化,自動化邁進的過程.自50年代起,船體建造用焊接取代了鉚接,使船體建造由過去長期使用的零星散裝方式改進為分段裝配方式,大大提高了造船效率.由于船體結(jié)構(gòu)和形狀比較復雜,手工操作在船體建造中一直占較大比重.
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+ M  T- J" x- @; h9 @! `6 y電子計算機和數(shù)控技術的應用正進一步改變造船業(yè)的面貌.
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電子計算機首先應用于數(shù)學放樣,進而出現(xiàn)數(shù)字輸入和圖形輸出的數(shù)控繪圖機,數(shù)控切割機,數(shù)控肋骨冷彎機,數(shù)控螺旋槳加工機床和管子加工機床等.同時電子計算技術還在造船廠的生產(chǎn)管理,計劃編制,材料設備供應和成本核算等方面逐漸得到應用.為減少信息準備工作,消除設計與生產(chǎn)之間的脫節(jié)現(xiàn)象,又研制成大型造船集成數(shù)控系統(tǒng),它包括船舶設計,生產(chǎn)和管理等所有功能的通用信息,能協(xié)調(diào)地完成從設計到生產(chǎn)的整個工作過程.

- X4 J: I) W+ o因此,繼續(xù)擴大計算機在造船中的應用,是現(xiàn)代發(fā)展造船技術,進一步提高造船自動化程度的主要方向.

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學習了    謝了

jydjxsq

感謝樓主無私奉獻.

lh230207

感謝樓主！

zhaoyu860422

我本科是學機械的，不是什么名牌學校，現(xiàn)在在一個機械廠畫圖呢。想考研，我現(xiàn)在在大連，覺得這邊船廠很多，想問問版主這行發(fā)展怎么樣。

機械注冊

上海這邊外高橋、振華好象都在招人

陳楓123

很不錯的東東啊，辛苦樓主了

yindahai2025

樓主這樣發(fā)帖，反決挺好的，支持！