性能无关的任务。这是最常见最容易认出的船型，它的排水量中等，航速适中， 长度中上等，容量中等。通常收录了最大航程和航区。它是?四季通用船?。这 可能是所有其他排水型船分类所参照的标准。
与这种标准船最相像的船是散装油船，油轮及超级油轮，它们既在世界贸易 中占重大地位，也支撑着这个工业化世界。这些专业名词很简单但不详细，而且 这种讨论中的分类方式不太合适，因为几年前我们所说的超级油轮，今天看来不 再能称作是超级了。工业化世界已经为它们取了更加复杂的名字。依据 100000 载重吨油舱容量指标，油船按大小分类为 LCC（大型原油船），VLCC（巨型原油 船），及 ULCC（超级原油船）。重量处于 100000 载重吨至 200000 载重吨之间的 油船称为 LCC，200000 载重吨至 400000 载重吨之间的油船称为 VLCC，大于 400000 载重吨的油船称为 ULCC。现在看来，油船这些分类的必要性变得明显了，这是 因为 1956 年以前没有油船大于 50000 载重吨，但到 60 年代前期所有的油船都大 于 100000 载重吨。1968 年，世界上诞生了第一艘超过 300000 载重吨的油船。 由于它们这种散装和巨大容量（它们的甲板有四个首尾相接的足球场那么大）特 性，因此设计建造这些船是用来赚钱的，它们的长度、宽度、深度的尺度都非常 大，每次航行都是以最小的代价来运输长千上万吨原油。这些超级油轮几乎都使 用一个桨轴或一个舵。它们的舰桥距船艉差不多有 250 米。它们的服务航速很低， 以致从阿拉伯港口去欧洲这一趟航行通常需花费 2 个月时间。
这种船属于有很大的浮力支撑面的排水型船范畴。该船满载时船体水下部分 的体积非常大。同时，货物的重量远远重于船本身。一艘满载的 VLCC 吃水通常 达 50 或 60 英尺，ULCC 可能达 80 英尺。这些船在专有排水型船中称为身形重型 排水船。
也存在另一种吃水深度很大的排水型船。但是，它与上述讨论的原油轮有很 大的不同。这种船称为 SWATH（小水线面双体船）。简单说，这种船不常见，能 在不太恶劣海况中相对高速平稳地航行。它的发展前景很迷茫。但是将大部分替 代物恰如其分地安置在表面以下，通过细长的水线鳍或嵌入式棱体扩大对水上平 台或甲板的支撑面，这种理论很理想。双体船通过顶部平台连接起来，能保证必 要的运行稳定性。
潜水艇是一种完全没入水中航行的船，是排水级船最典型的应用例子。后面 的章节将在静力和动力方面谈到潜水艇的构造及多样的作战深度。仅在这里特别 强调，潜水船是明确应用了阿基米德原理及该原理涵盖的所有定理。 多体船
有另一种上面没有提到但常用的船型，基本因为它不属于上述描述的任何船 型但又普遍存在于任何船型中。这种船就是所谓的多体船——双体船和三体船。 这些尺寸更大的船是最常见的排水型船，比如上述提到的 SWATH，或更习惯点， 海洋工程船需要稳定的平台和保险的环境来投放设备。也有 CAB 双体船和高速滑 2.3 其他标准 行三体船，其中前者前面已经提到过了。其实，多体船源自于基本船型的改进， 有其他能够满足各式各样的船舶设计配置的标准。这是由于要权衡造价，任 有特殊用途，即需要很好的横向稳定性和/或足够的内部工作空间。 图 2.1 是船体横剖面图（无比例尺），这图刚描述过，且可以通过物理支撑 方式将它们联系起来。它们按航速从高到低分类，但多体船例外，它们可能不是 按航速而是按用途分类。
务，航速，续航力，有效载荷（货物和武备容量），运营环境（稳定性，生存力 和港口要求），可靠性，外表，舒适度和可居性，及政治因素。船舶的用途决定 了哪些因素相对更加重要，这些因素是由买这些船的商业公司，政府及私人所决 定。依据用途来有效地划分船舶，包括以下分类范畴：商船和营利性船，军船及 游艇。 商船和营利性船
商船一般是用来盈利的。前面讨论法的货船的设计必须考虑最小（或竞争性） ?必要运费率?，这涉及到船舶预期的生命周期成本，这些成本包括买价，运营 和保养成本，及船舶出售时的残值。 ?现金流?用来分析物主投资的预期回报率。 所有新设计的盈利性船一定会与同类船舶在经济上进行竞争，这些船包括货 船、客船、渔船、近海供应船及拖船，并且世界上很多船厂都能建造。政府补助 能够保护本国的船舶建造业免受国外竞争的冲击，因此即使实际船舶造价很高， 买主都能以较低价格买到该船。因此，政治因素在商船设计建造经济中起很大作 用。
外观，舒适度及可靠性是豪华游轮吸引游客的必要因素，而有效载荷，续航 力及在恶劣海况中的生存力是渔船设计中必须重视的因素。与近海供应船密切相 关的就是航速，它主要承担钻进队的运输工作或应急服务。但是如果运输的主要 是像钻管和钻探泥浆这样的货物时，可能就需要较低的航速。运营环境包括海上 的风浪因素及岸上港口和海港承载能力。因次，有些特定的区域内不能航行吃水 深度大的船。滚装船上必备像卸货斜坡这样的特殊用途的货物装卸装置用来快速 卸货，这在世界上的主要港口和发展中国家的港口都适用。发展中国家的港口还 有一些货物装卸限制。 军船及海岸警卫船
军船一般划分为战斗舰艇和辅助船，其中有的特殊用途船都不属于这两种范 畴。对于大型战斗舰艇，比如航空母舰，导弹驱逐舰，巡洋舰及核潜艇，先前提 到的所有因素都同等重要，这就导致了这样的船造价巨大。它们的军事用途十分 重要，而有效实施这些任务就得依靠航速，续航力（可能通过海上补给舰补给）， 武备载荷，及操纵性和生存力。战斗状态时的可靠性，军事外观，服役人员可居 性，及谁能成为舰艇第一承包商和武备系统分包商的政治因素：所有这些因素都 应该考虑，这就使得舰艇的建造和运营代价非常昂贵。
军用辅助船的外观与商船很像，但是它们的任务可能涉及到跟随战斗舰艇航 行，这就是的辅助船需要与战斗舰艇相匹配的航速，续航力，有效载荷及在恶劣 海况中的重征服役的能力。因此，能够想象这样的辅助船的价格比商船贵得多。 海洋调查船，海岸警备快艇，及破冰船，所有这些船都有自己用途，其中续 航力，可靠性，在恶劣海况中的适航性及可居性都起着重要作用。由于较小的船 舶存在有限体积的燃油容量，所以必须权衡航速与续航力；因此，常使用两种发 电机来最优化航速和续航力。前面部分中讨论的豪华游轮就是牺牲有效载荷和续 航力来追求航速的。 游乐用船
游乐用船，无论是电力驱动还是帆力驱动，尺寸和形状相差很大，用以满足 个人的需求和口味。经济权衡是指潜在客户的支付力及觉得客户有支付能力。外 观，航速，舒适度和可居性，及稳定性，是船舶设计师主要考虑的因素，用来满 足船舶供度假用的功能。
第三课 主尺度
3.1 主尺度
翻译人员：
在系统的学习船舶工程不同的技术分支之前，应该定义一些术语以便于后面 章节使用，这很重要。本章旨在于解释这些术语，并且让读者熟悉它们。首先， 考虑用来测量船舶尺寸的尺度；它们即是?主尺度?。像任何其他固体一样，船 舶需要三个尺度来定义其尺寸，它们是长度，宽度和高度。我们将依次来讨论它 们。 船长
有多种定义船舶长度的方法，但是首先应该考虑艏艉两柱间长。两柱间长指 的是平行于基底夏季载重水线，从艉柱到艏柱间的距离。艉柱指的就是船舶舵柱 的后侧，而艏柱是通过船艏与夏季载重水线的交点的竖直线。如果船上没有舵柱， 那么艉柱就取通过舵销中心线的直线。图 3.1 中展示了两柱和两柱间长。 两柱间长（L.B.P.）是用于后面的计算之用的，然而从图 3.1 中可以看出两 柱间长不是船舶的最大长度。明白船舶的最大长度是必要的，很多地方都能用到 最大船长，比如船舶入坞。这个长度称为?总长?，是以从船艉端点到船艏端点 间的距离来定义的。这也能够从图 3.1 中看出。大多数船的总长都比两柱间长超 出很多。超出的长度包括船艉悬挂物和前倾型船艏悬挂物。现代大型球鼻艏船舶 的总长（L.O.A.）应该以球鼻为端点测量。
第三种长度是水线长（L.W.L.），常用于计算船舶阻力。水线长指的就是在 船舶所漂浮的水线上从船艏与水线的交点到船艉与水线的交点间的距离。一艘特 定的船上的水线长不是一个固定值，它是取决于船舶所漂浮的水线的位置及船舶 的纵倾程度。水线长也在图 3.1 中显示了。 型宽
两柱间长的中点称为?船舯?且船舶在该处的宽度是最大的。我们所说的宽 度就是在船舯位置测得的，该宽度一般称为?型宽?。我们谨定义它为船舶最宽 处一侧船壳板的内侧到另一侧船壳板内侧的距离。
就像两柱间长那种情况一样，型宽不是船舶最大宽度，以至于有必要定义船 舶的最大宽度为计算宽度（如图 3.2）。对于很多船，计算宽度等于型宽交上船 舶两侧船体外板的厚度。在铆接船的年代中，由于船舶外板列板相重叠，所以计 算宽度就等于型宽加上四倍的船壳板厚度，然而现代焊接船仅加上两倍船壳板厚 度。
有些船的计算宽度可能比上述所说的还大，这是因为它指的就是船舶一舷侧 突出物极限点至相对称的另一舷侧突出物极限点间的距离。这种距离可能包括甲 板突出物宽度，我们能从客船中发现这种特性，这是为了扩大甲板面积。我们将 这些突出物称为护舷材，护舷材只用在某些船上，例如海峡渡轮，它们依靠自身 的动力来进出港口，并且停靠港口时护舷能够保护船体舷侧免受损害。 型深
第三个主尺度是深度，它沿船长方向会发生变化但通常以船舯处的值为标准。 这种深度称为?型深? 指的就是船舯舷侧甲板板下部至基线间的距离。，如图 3.2 （a）。有时引用为?顶部甲板型深?或?次甲板型深?等等。如果没有指出是哪 处的甲板，那么深度就以连续甲板的最高处为基准。一些现代船舶有修圆的舷边，
如图 3.2（b）所示。这种情况下，型深就取自甲板线与型宽线的交点。 3.2 其他特征参数
这三个主尺度能够总体的描述船舶的尺寸，然而，也得考虑其他的几个特征 参数且同样长、宽、高的两艘船的这些特征参数可能是不同的。现在来定义这些 重要的特征参数。 舷弧
舷弧是甲板边板离平行于基线且垂直于船舯甲板线的直线的突出高度。舷弧 沿船长方向会发生变化，而且首尾端最明显。现代船舶甲板边线的形状多种多样： 一方面，船舯两侧的某些长度方向可能是平的，没有舷弧，但接着以向上的斜直 线的形式向首尾两端延伸；另一方面，甲板上面可能完全没有舷弧，整个船长方 向上甲板都平行于基底。老式船舶纵剖面上的甲板边线呈抛物线状，舷弧取自首
首舷弧 in） 0.2L ft ??20（?
尾两柱方向上的值，如图 3.1 所示。所谓的舷弧?标准值?用公式给出：
尾舷弧 in） 0.1L ft ??10（? 这些公式用英制单位表示为： （?首舷弧 cm） 1.666Lm ??50.8 （?尾舷弧 cm） 0.833Lm ??25.4
通过上面的标准公式可以看出，首舷弧值是尾舷弧值的两倍。然而，这些标 准值也会发生相当大的变化，这种情况时常发生。有时首舷弧会变大而尾舷弧会 减小。顶部甲板的最低点离船舯尾部偶尔有一段距离，有时抛物线状的纵剖线会 发生分离。舷弧值，尤其是首舷弧，增加了甲板离水面的高度（称为?平台高度?，） 这有助于防止船舶在汹涌的海况中航行时甲板上浪。某些现代船舶废除舷弧的原 因是它们的型深如此之大，以至于首部额外的甲板高度就耐波性观点而言是不必 要的。
舷弧的取消也使得船舶的建造容易得多，但是就另一方面而言结果是船的外 表变得难看了。 梁拱
梁拱或说是圆形梁是这样定义的：船舶甲板从舷侧向船中逐渐上升，如图 3.2（a）所示。梁拱曲线以前通常呈抛物线形，但是现在常常使用直线型梁拱曲 线，有时甚至完全没有甲板梁拱。从排水观点来看，露天甲板上的梁拱是有用的， 但是由于船舶从不稳定航行或停泊时甲板不上浪，所以梁拱就显得不那么重要了。 通常情况下，若船舶露天甲板有梁拱，那么特别是客船的底部甲板就完全没有梁 拱，能获得适合居住的水平甲板，这是一个优势。
梁拱是用船舶型宽值来表示的，标准梁拱值取型宽值的五十分之一。由于甲 板宽度变得更小了，所以越靠近船舶两端甲板梁拱变得越小。 舭半径
图 3.3（a）展示了船舶船舯区域的轮廓。许多丰满型货船中，该区域看上 去是一个圆形底角的矩形。该区域的底角部分称为?舭? 而且该处通常呈圆形。， 圆形舭部的半径称为?舭半径?。一些设计师更倾向于将舭部做成弧形而不是圆 形。越靠进与该弧形相连接的平直部分，这种弧形的曲率半径将越大。
底升
船舯底部通常是平的，但不必是水平的。若平底线连续线外延伸，那么它将 与型宽线相交，如图 3.2（a）所示。交点离基底的高度称为?底升?。 各种船型的底升程度是相互独立的。像货船这样的船型，底升可能只有几厘 米，也许完全被取消。尖瘦船型的底升和舭半径更大。 平板龙骨
以前的铆接船的基本特征是所谓的?平板龙骨?或?平底?。当然，没有底 升的地方，底部从中心线至舭曲线开始的点的地方是平直的。若存在底升，那么 底线与极限相交的地方离中线有一段距离，因此中线两侧有一小段底部是水平的， 如图 3.3（a）所示。这称为?平底?，而且其值由一个事实决定。这个事实是， 能够在平板龙骨和垂直中心梁之间做一个适当的角连接，而且不必弄弯连接角闩 就能做成该角连接。 内倾
船舯区域的另一个特征以前某一阶段非常普遍但是现在几乎完全消失了，即 ?内倾?。内倾指的就是船舶舷侧沿型宽线向里的缩减量，如图 3.3（b）所示。 内倾现象是海船的一个常见的特征，并且出现在二战之前的钢制商船中。由于取 消内倾能够便于船舶建造而且内倾用处令人怀疑，所以现代船舶几乎没有内倾现 象。 艏倾
对于由船艏钢或板材制成的平直船艏的船舶，船艏相对于垂直面的坡度，称 为?倾斜?。倾斜是由相对于垂直面的角度，或船艏与基线的交点离艏柱的距离 来定义的。如果船舶侧视图中船艏呈弧形，特别是对于有球鼻艏的船，艏倾不能 简单地来定义，必须通过在不同的水线处用一系列的坐标来定义。
对于仅是平直船艏的船，船艏型线通过一个圆弧来与基线连接的。有时候使 用另一些形状的曲线来连接，这种情况就需要用一些坐标来定义其形状。 吃水和纵倾
船舶漂浮时的吃水指的就是船底离吃水线的距离。如果水线平行于龙骨，那 么就说船舶平浮；但是若不平行，那么就说船舶发生了纵倾。如果船尾吃水比船 艏大，那么就发生了艉倾；若船艏吃水比船尾大，那么就发生了艏倾。吃水可以 分为两种：型吃水，即基线离水线的距离；计算吃水，即船底与水线间的距离。 对于现代焊接形式的商船，这两种吃水仅是相差一块壳板厚度的区别，但是对于 有些装有棒龙骨的船，计算吃水的测量至龙骨下表面，因此计算吃水可能比型吃 水大 15-23cm(6-9in)。了解船舶的吃水或者说船舶?吃?水量，这很重要，因 此一艘船的吃水能够直接获取，船艏和船艉都刻有吃水标志。吃水标志也就是一 些离船底有一定距离的一些数字。这是数字用英制单位表示，6in 高，而且上下 相邻的两个数字的间距也是 6in。当水位到达船底的某一个数字时，吃水就是那 一套吃水标志，因此如果船尾、船舯和船艏吃水分别为 d a 、 d ??和 d f ，那么 个数字的英尺值了。若用十进制单位表示，那么这些数字就可能是 10cm 高，间 隔 10cm。
就许多大型船舶而言，即使是在平静的海况下，它们的纵向垂直面都发生了 弯曲，结果是基线或龙骨都不能保持为一条直线。这就意味着船舶漂浮时吃水不 能仅仅用艏艉吃水和的一半来表示。为了确定船舶中拱或中垂程度，在船舯做了