哈工程大二實(shí)習(xí)專題報(bào)告：船體

船體專題摘要：主要介紹了船體的制造過(guò)程，以及船體各部分特點(diǎn)。正文內(nèi)容：通過(guò)對(duì)各個(gè)船廠的參觀使我對(duì)船體的知識(shí)有了進(jìn)一步的了解，特別是船舶設(shè)計(jì)和船舶制造方面的知識(shí)。船舶總體設(shè)計(jì)（一）概述1.船舶設(shè)計(jì)特點(diǎn)船舶設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：船舶是由許多子系統(tǒng)組成一個(gè)大系統(tǒng)，船舶設(shè)計(jì)需要要兼顧多方面互相沖突的要求。船舶一般至少包括以下子系統(tǒng)：1)船體——提供用來(lái)裝載和安裝船舶設(shè)備的密閉容積，既是提供支持船舶全部重量的浮力，又是影響船舶主要性能（如穩(wěn)性、快速性、操縱性、耐波性等）的重要因素。2)結(jié)構(gòu)——維持密閉容積的水密完整性，保證裝載物和船用設(shè)備不受靜力的損害，保證船體的強(qiáng)度和剛度，并且避免發(fā)生有害振動(dòng)。3)貨物裝卸和配載（僅貨船有）——把貨物從碼頭裝進(jìn)和卸出貨艙。4)主機(jī)和控制——以不同船速推動(dòng)船舶航行。5)操舵——控制船舶的航向。6)助航——船在航途中確定船位，保持船在正確的航線上；確定其他船舶的位置以及使其他船舶發(fā)現(xiàn)本船，以避免發(fā)生碰撞。7)無(wú)線電通信——船舶與港口之間和本船與其他船舶之間相互交換信息。8)生活設(shè)施——保護(hù)和維護(hù)人員生活的艙室和設(shè)備。9)電站——發(fā)電和配電，向船上各種用電設(shè)備供電。10)防火——防火分隔限制火災(zāi)蔓延；火警探測(cè)及滅火。11)救生——船舶失事時(shí)船上人員自救和營(yíng)救落水人員。12)錨泊和系泊——船舶在錨地和碼頭邊停泊時(shí)保持船位。13)船體開(kāi)口的關(guān)閉設(shè)備——保證船體開(kāi)口能處于關(guān)閉狀態(tài)，以確保船舶或船上人員的安全。14)防污染——控制油類和化學(xué)品，以及污水和生活污水對(duì)海上環(huán)境的污染。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)注意：1)設(shè)計(jì)者應(yīng)將船舶作為一個(gè)大系統(tǒng)來(lái)考慮，反復(fù)權(quán)衡船舶各種主要功能和次要功能的要求，使子系統(tǒng)的相互關(guān)系達(dá)到最佳狀態(tài)，從而最有效和最經(jīng)濟(jì)地達(dá)到船舶一切應(yīng)有的功能。2)設(shè)計(jì)者應(yīng)綜合運(yùn)用多種科學(xué)和技術(shù)，尤其應(yīng)注意掌握船舶使用環(huán)境的知識(shí)，特別是營(yíng)運(yùn)業(yè)務(wù)方面的知識(shí)，并不斷發(fā)展新概念和不斷推進(jìn)船舶科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。3)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者要與船東和船廠經(jīng)常聯(lián)系和協(xié)商，以使設(shè)計(jì)工作保持實(shí)用性和減少失誤。歸納起來(lái)，船舶設(shè)計(jì)是一個(gè)多參數(shù)、多目標(biāo)、多約束的求解和優(yōu)化過(guò)程，是一個(gè)反復(fù)迭代校驗(yàn)和修正的逐步近擬的過(guò)程，通常按螺旋線進(jìn)行。2.船東要求船東使用要求是船舶設(shè)計(jì)的依據(jù)之一，除非它與公約、規(guī)范、規(guī)則、法規(guī)等相抵觸，或在設(shè)計(jì)上是非常不合理的，或因生產(chǎn)條件的限制不能制造，原則均應(yīng)予以滿足。如果發(fā)生任何不能滿足的情況，應(yīng)及時(shí)同船東協(xié)商，取得一致意見(jiàn)。船東使用要求是以合同、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（主要技術(shù)規(guī)格書(shū)）或設(shè)計(jì)圖樣等形式得到保證，并且通常在合同中列入罰款條例，在運(yùn)輸船舶中主要的罰款技術(shù)指標(biāo)是載重量、航速和油耗。在合同中通常寫(xiě)明具體數(shù)量，設(shè)計(jì)者必需予以充分注意，在設(shè)計(jì)上要適當(dāng)留有余裕，以確保圓滿交船。這里提出一點(diǎn)是有時(shí)為了設(shè)計(jì)競(jìng)標(biāo)，技術(shù)指標(biāo)往往提得較高。這就給設(shè)計(jì)帶來(lái)了一定風(fēng)險(xiǎn)，要適度把握。以運(yùn)輸船舶為例，船東使用要求通常包括下列幾個(gè)方面：(1)航區(qū)和航線。(2)應(yīng)滿足的公約、規(guī)范、規(guī)則、船級(jí)和船藉。(3)船型。(4)用途：例油船的載重量、油艙容積、油品；集裝箱船的載箱數(shù)、實(shí)箱數(shù)；客滾船的乘客數(shù)、車輛數(shù)、客艙等級(jí)；特種貨物的規(guī)格、重量、危險(xiǎn)程度……等等。(5)動(dòng)力裝置、主機(jī)類型、臺(tái)數(shù)、燃油品種、推進(jìn)方式等。(6)航速和續(xù)航力。(7)船體結(jié)構(gòu)：船體材料、結(jié)構(gòu)型式、冰區(qū)加強(qiáng)等級(jí)、載荷、高強(qiáng)度鋼使用比例和等級(jí)。(8)各種設(shè)備：例如起重設(shè)備能力和型式；泵型式和排量；側(cè)推裝置類型；減搖裝置類型；特種專用設(shè)備等等。(9)生活設(shè)施：例如船員人數(shù)、住艙標(biāo)準(zhǔn)、公共艙室種類和要求。(10)各種限制條件：例如主尺度船長(zhǎng)、船寬、吃水的限制，過(guò)運(yùn)河、船閘、港口的限制以及其他特殊要求。3.設(shè)計(jì)階段劃分現(xiàn)代造船技術(shù)的特征是，根據(jù)成組技術(shù)原理，實(shí)行船體建造、舾裝和涂裝一體化。與之相適應(yīng)的設(shè)計(jì)階段劃分如下。(1)初步設(shè)計(jì)（合同設(shè)計(jì)）這一階段應(yīng)根據(jù)船東使用要求，從船舶總體設(shè)計(jì)的全局出發(fā)，對(duì)船舶尺度、總布置、主要性能、船體結(jié)構(gòu)、舾裝、內(nèi)裝、輪機(jī)、電氣、空調(diào)、遙控和自動(dòng)化等各個(gè)主要方面，通過(guò)計(jì)算、繪圖及多方案的分析比較，得出一個(gè)能滿足船東使用要求或比船東要求更合理的設(shè)計(jì)方案。主要的是提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（又稱主要技術(shù)規(guī)格書(shū)）、總布置圖、舯剖面圖、機(jī)艙布置圖、主要設(shè)備廠商表、房間布置圖、電力負(fù)荷估算書(shū)、主要系統(tǒng)原理圖等。主要圖樣和技術(shù)文件應(yīng)取得船東的認(rèn)可，作為下階段設(shè)計(jì)的依據(jù)。主要技術(shù)指標(biāo)和規(guī)格是交船驗(yàn)收的依據(jù)。當(dāng)洽談合同需要且有足夠的技術(shù)把握時(shí)，這一階段可稱為合同設(shè)計(jì)，當(dāng)船的技術(shù)復(fù)雜程度較高或進(jìn)行船型開(kāi)發(fā)時(shí)，初步設(shè)計(jì)之前可增加方案設(shè)計(jì)（或基本設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)）階段；當(dāng)以技術(shù)設(shè)計(jì)的技術(shù)資料作為簽訂建造合同的依據(jù)時(shí)，可用方案設(shè)計(jì)取代初步設(shè)計(jì)。方案設(shè)計(jì)一般只出較少的圖紙。為了對(duì)船東的詢價(jià)要求迅速作出反應(yīng)，可提出概要的技術(shù)規(guī)格書(shū)、簡(jiǎn)明的總布置圖和主要設(shè)備廠商表，這些工作通常稱為報(bào)價(jià)設(shè)計(jì)，不屬于正式設(shè)計(jì)階段，只起初步報(bào)價(jià)作用。(2)詳細(xì)設(shè)計(jì)這一階段應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)深入進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪制詳圖、編制計(jì)算書(shū)，有的項(xiàng)目還需進(jìn)行模型試驗(yàn)并編制試驗(yàn)報(bào)告，完成準(zhǔn)確而完備的圖樣和技術(shù)文件。這個(gè)階段的主要圖樣和技術(shù)文件，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范、規(guī)則的規(guī)定和船東的要求，提交船級(jí)社、主管機(jī)關(guān)和船東審查認(rèn)可，并按退審意見(jiàn)進(jìn)行修改。最終完成的設(shè)計(jì)資料是生產(chǎn)設(shè)計(jì)的建造交驗(yàn)的依據(jù)。這一階段完成內(nèi)容的深度和廣度較淺時(shí)，稱為技術(shù)設(shè)計(jì)。(3)生產(chǎn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)是結(jié)合建造廠的具體工藝條件，繪制建造所需的全部施工圖紙，編制具體的施工工藝規(guī)程等技術(shù)文件。(4)完工文件這一階段應(yīng)按照建造的實(shí)際情況（包括布置、材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)備的修改）繪制完工圖紙，編制各項(xiàng)試驗(yàn)、試航報(bào)告。一般完工圖紙由建造廠繪制，但大多數(shù)情況其總體專業(yè)的完工文件由設(shè)計(jì)室承擔(dān)、設(shè)計(jì)室按照實(shí)際船體型線值以及傾斜試驗(yàn)結(jié)果（或載重量測(cè)定結(jié)果）編制完工文件，并根據(jù)航行和操作需要編制有關(guān)使用手冊(cè)和操作手冊(cè)。涉及穩(wěn)性、強(qiáng)度和航行安全的項(xiàng)目需提交船級(jí)社審查批準(zhǔn)。近幾年來(lái)，出于對(duì)安全的重視和公約、規(guī)范、規(guī)則的修正要求，對(duì)提交審查批準(zhǔn)的項(xiàng)目越來(lái)越多，現(xiàn)需提交審查批準(zhǔn)的項(xiàng)目大致有以下幾項(xiàng)：傾斜試驗(yàn)報(bào)告、載重線標(biāo)志、裝載手冊(cè)、防火控制圖、壓載水管理手冊(cè)、破損控制圖、安全撤離圖……等。不同船型項(xiàng)目會(huì)有所增減。完工技術(shù)資料是使用和維修的重要依據(jù)，也是科研和設(shè)計(jì)工作借鑒的寶貴資料，應(yīng)做到準(zhǔn)確和完整。（二）總體設(shè)計(jì)工作考慮要點(diǎn)總體設(shè)計(jì)主要考慮的工作如下：主尺度及系數(shù)的選擇、排水量和重量的平衡；船體型線設(shè)計(jì)；船舶總布置；船舶主要性能計(jì)算：航速計(jì)算及主機(jī)選型；靜水力性能計(jì)算；艙容計(jì)算；完整穩(wěn)性與破艙穩(wěn)性計(jì)算；干舷計(jì)算；噸位估算；耐波性計(jì)算；操縱性估算；靜水彎矩和剪力計(jì)算；主要技術(shù)規(guī)格書(shū)的編制；防火區(qū)域和危險(xiǎn)區(qū)域的劃分。下面就上述問(wèn)題一一進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。1.主尺度及系數(shù)的選擇、排水量和重量的平衡對(duì)船舶性能和使用影響最大的便是船舶的主要尺度及系數(shù)。船長(zhǎng)L、型寬B、型深D（H）、吃水d（T）、方形系數(shù)Cb。此外還有水線面系數(shù)Cw，舯剖面系數(shù)CM，棱形系數(shù)Cp。排水體積▽=Lpp·B·d·Cb排水量△=·k·r（k—船殼系數(shù)1.003~1.006，r海水比重1.025）(1)船長(zhǎng)L總長(zhǎng)LOA，垂線間長(zhǎng)（兩柱間長(zhǎng)）Lpp，水線長(zhǎng)LWL計(jì)算船長(zhǎng)L，在載重線規(guī)范中定義為在85%型深處的水線長(zhǎng)度LW'L'96%LW'L'≤L≤97%LW'L'。(2)型寬B少數(shù)船型，船寬在水線之上外飄，因此水線寬BWL＜型寬B(3)型深D舯處上甲板至船底的距離。首尾處許多船型都有首舷弧和尾舷弧。(4)吃水d設(shè)計(jì)吃水dd結(jié)構(gòu)吃水（又稱夏季吃水、最大吃水ds）。根據(jù)船東要求，一般用設(shè)計(jì)吃水考核航速指標(biāo)，但船舶的穩(wěn)性（包括完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性）、船體強(qiáng)度、干舷均要用結(jié)構(gòu)吃水來(lái)校核是否滿足規(guī)范要求。(5)方形系數(shù)bLppBdC=?，其中船長(zhǎng)L在民用船舶中：L一般均用垂線間長(zhǎng)Lpp來(lái)計(jì)算。在軍用船舶中：L較多地用水線間長(zhǎng)LWL來(lái)計(jì)算，它與快速性指標(biāo)有較密切關(guān)系。(6)排水量△與重量P平衡△=LW+DWLW—空船重量，DW—載重量載重量等于載貨重量加燃油、清水、人員重量再加壓載水重量。載貨重量是技術(shù)指標(biāo)。燃油、清水、人員重量分為消耗品重量和固定重量，與續(xù)航力有關(guān)。壓載水重量是某些船型（例客船）由于穩(wěn)性需要而增加的壓載水重量。船舶總體設(shè)計(jì)的第一步就是排水量與重量的平衡，由于設(shè)計(jì)之初船舶的空船重量是一個(gè)未知數(shù)，所以大多數(shù)情況下是要收集母型船資料，從已知的母型船資料估算（或推算出）設(shè)計(jì)船的重量?？沾亓恳话惴譃槿箜?xiàng)：船體結(jié)構(gòu)重量、舾裝設(shè)備重量和機(jī)電設(shè)備重量（特殊船型還需加特種設(shè)備重量）。在我們708所一般是由各個(gè)專業(yè)的重量疊加而成空船重量。如計(jì)算錯(cuò)誤將可能導(dǎo)致該船舶載重量的不足，是船舶罰款乃至棄船的主要技術(shù)指標(biāo)，因此請(qǐng)各專業(yè)務(wù)必注意這個(gè)問(wèn)題。特別是船體結(jié)構(gòu)專業(yè)，在整個(gè)空船重量中結(jié)構(gòu)專業(yè)所占的比重是最大的，當(dāng)然管系和主要設(shè)備的重量也占了相當(dāng)大的比例。(7)主尺度選擇前考慮的限制條件①蘇伊士運(yùn)河的航行限制船長(zhǎng)無(wú)限制；船寬74.671m(245ft)；船寬大于74.672m時(shí)，須專案申請(qǐng)，船寬大于64.005m時(shí)，橫向風(fēng)速不大于10kn，吃水船寬不大于47.546m時(shí)，17.068m(56ft)，船寬大于47.546m時(shí)，按表格所列限制吃水。對(duì)于超級(jí)油船（ULCC），經(jīng)蘇伊士運(yùn)河管理局特別批準(zhǔn)，船寬最大允許值為70.101m至71.015m。巨型油船（VLCC）可以在蘇伊士港部分卸載，北向通過(guò)運(yùn)河后在塞得港重裝。②巴拿馬運(yùn)河的航行限制：船寬32.31m；；船長(zhǎng)294.13m；吃水12.04m；水面上高度57.91m；總長(zhǎng)超過(guò)274.32m的船舶，必須事先將圖紙送審，在首次通過(guò)時(shí)接受檢查。③圣勞倫斯航道及其通航限制尺度限制如下：總長(zhǎng)不大于222.5m；最大船寬（包括固定護(hù)舷材）不大于23.8m，最大船寬超過(guò)23.2m時(shí)須經(jīng)航道主管部門審批。水面以上高度不超過(guò)35.5m吃水不大于7.92m④基爾運(yùn)河的航行限制基爾運(yùn)河，或稱北海運(yùn)河，通過(guò)船舶的限制長(zhǎng)度為235m、寬32.5m、水面上的高度限制為40m。(8)船舶主尺度選擇時(shí)考慮的主要因素：船長(zhǎng)：航道、港口的限制條件；裝載能力；布置需要；快速性；耐波性；造價(jià)；規(guī)范規(guī)則許多特定條件的規(guī)定：如散貨船的150m，貨船的80m。船寬：運(yùn)河的限制條件；裝載能力；穩(wěn)性；耐波性等。型深：艙容；大傾角穩(wěn)性；破艙穩(wěn)性；船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；載重線等。吃水：港口、航道的水深條件；快速性；耐波性等。方形系數(shù)：浮力與重量的平衡；快速性等。2.船體型線設(shè)計(jì)船體型線是關(guān)系船舶技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能的全局性設(shè)計(jì)項(xiàng)目之一，它包括水線以下和水線以上兩部分型線，即船舶主船體的形狀。在構(gòu)思設(shè)計(jì)方案時(shí)需結(jié)合各方面的因素對(duì)型線特征加以考慮，在型線設(shè)計(jì)時(shí)必需研究以下幾個(gè)方面：1)保證船舶具有良好的航海性能。型線對(duì)船的快速性、耐波性、穩(wěn)性、操縱性等都有重大影響。型線設(shè)計(jì)時(shí)，除某些對(duì)耐波性有特別要求的船外，一般都把快速性放到首位來(lái)考慮，所以通常型線需要按照船模試驗(yàn)結(jié)果來(lái)最后確定。所謂快速性是指阻力和推進(jìn)因子的結(jié)合，要選擇阻力低而推進(jìn)因子高的型線。但在保證設(shè)計(jì)航速的同時(shí)，又要使船舶具有良好的耐波性，適宜的穩(wěn)性和靈活的操縱性。2)滿足總布置要求?？偛贾眯枰募装宓匚?、船艙尺度、貨艙的尺度、機(jī)艙設(shè)備的布置、浮態(tài)的調(diào)整等要求都要在型線設(shè)計(jì)對(duì)有所體現(xiàn)。在總布置與快速性的矛盾處理上，往往是為了總布置的要求，往往以適當(dāng)犧牲快速性來(lái)照顧布置上的適宜性或使用上的要求。明顯的例子是集裝箱船的線型在水下是尖瘦的，而水線之上外飄是非常大的，這是為了高航速和布置箱位的需要。一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的優(yōu)良型線是船舶性能、總布置、結(jié)構(gòu)、工藝等矛盾的統(tǒng)一體。一般情況是參照優(yōu)秀的母型型線，用適當(dāng)方法加以修改完成。型線設(shè)計(jì)的方法有以下四種：①母型船型線變換；②系列船型型線變換；③人工逐步繪制和計(jì)算機(jī)輔助型線組合生成；④以數(shù)學(xué)船型為基礎(chǔ)的型線生成。最常用的也是最可靠的方法是母型船型線變換法，但這主要是水線以下的型線，水線以上的型線較多的是人工和計(jì)算機(jī)輔助繪制。型線的形狀特征和主要參數(shù)是：側(cè)面輪廓線——首尾輪廓線、甲板線、龍骨線。橫剖面型線和參數(shù)以及橫剖面面積曲線。水線和參數(shù)。3.船舶總布置總布置設(shè)計(jì)是船舶設(shè)計(jì)極為重要的一項(xiàng)，是影響全局的設(shè)計(jì)工作，船體結(jié)構(gòu)、舾裝設(shè)備、內(nèi)裝設(shè)計(jì)、輪機(jī)、電氣、空調(diào)通風(fēng)、冷藏等各個(gè)專業(yè)都要依據(jù)總布置圖來(lái)開(kāi)展本專業(yè)的工作，總布置圖也是建造合同的主要附件，是體現(xiàn)船舶技術(shù)狀態(tài)和使用要求的圖面資料?？偛贾脠D的設(shè)計(jì)者應(yīng)綜合運(yùn)用各種專門知識(shí)，包括制造工藝和建筑美學(xué)，使船舶及其各個(gè)組成部分都能充分發(fā)揮應(yīng)有的功能?？偛贾迷O(shè)計(jì)的主要工作包括：(1)總體布局的區(qū)劃①主船體內(nèi)部船艙的劃分主船體內(nèi)部船艙的劃分涉及到公約、規(guī)范、規(guī)則、“法規(guī)”的規(guī)定；各種裝載下的浮態(tài)和穩(wěn)性（包括完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性）；船體結(jié)構(gòu)的總縱強(qiáng)度（靜水彎矩和剪力）和局部強(qiáng)度；使用要求的船艙大小。根據(jù)各種要求的綜合考慮，將主船體分為首、尾尖艙、機(jī)艙、貨艙、燃油艙、清水艙、壓載水艙以及雙層底艙，最主要的是確定各主橫艙壁的合適位置、縱艙壁的位置和雙層底、各層平臺(tái)的高度。②上層建筑的形式和布置（客船還包括上層建筑的外觀造型）上層建筑的布置主要包括船員及旅客艙室的布置；公共艙室（餐廳、休息室、會(huì)議室等）及服務(wù)處所（廚房、儲(chǔ)藏室、冷庫(kù)等）的布置；工作艙室包括駕駛室、海圖室、應(yīng)急發(fā)電機(jī)室、應(yīng)急消泵控制室、CO2室等的布置。(2)艙面設(shè)備的布置包括錨泊設(shè)備及系泊設(shè)備的布置；救生設(shè)備的布置，裝卸設(shè)備的布置（起貨設(shè)備、油船輸油接頭、油管吊、雜物吊等）。(3)通道及扶梯布置，這布置需要十分關(guān)注，涉及到人員的安全。①貨艙區(qū)域的扶梯及通道，包括檢修通道。②舷梯及室外梯的布置③室內(nèi)扶梯及通道的布置④脫險(xiǎn)通道的布置(4)其他設(shè)備的布置①舷墻及橫桿的布置②桅及信號(hào)設(shè)備的布置③通風(fēng)筒的布置4.主要性能計(jì)算(1)航速計(jì)算及主機(jī)選型航速是船舶最主要的性能，也是罰款指標(biāo)之一，是設(shè)計(jì)者最重視的一個(gè)數(shù)據(jù)。航速計(jì)算又稱為快速性予報(bào)，有兩種情況，一是達(dá)到船東要求的航速計(jì)算主機(jī)功率，二是在船東選下的主機(jī)型號(hào)和功率情況下，計(jì)算能達(dá)到多大的航速。在初步設(shè)計(jì)中，應(yīng)用型船資料可用圖譜或計(jì)算方法作粗略估計(jì)，適用于主機(jī)初步選型或航速初估，較精確的快速性予報(bào)應(yīng)通過(guò)船模試驗(yàn)得到。平時(shí)統(tǒng)稱的航速實(shí)際上有兩種情況，一是試航速度，一是服務(wù)航速。試航速度是指在輕載情況下（通常貨船是在20%載重量的情況下）主機(jī)發(fā)出最大的持續(xù)功率MCR，在風(fēng)平浪靜（一般在蒲氏風(fēng)級(jí)3級(jí)以下）深水，新船時(shí)所達(dá)到的速度，以節(jié)計(jì)（即每小時(shí)航行的海里數(shù)）。服務(wù)航速是指在主機(jī)發(fā)出常用功率CSR（可以是MCR的90%或85%）且?guī)в幸欢ǖ暮Ｉ显６龋梢允?5%SM或10%SM）所達(dá)到的確良速度，以節(jié)(kn)計(jì)。航速是在試航時(shí)進(jìn)行測(cè)定。船舶快速性優(yōu)良是指阻力低(PE↓)和推進(jìn)因子高(QPC↑)這樣所需的主機(jī)功率是最小的，但往往PE低的型線其QPC不一定最氏，要設(shè)計(jì)者平衡。船舶推進(jìn)主機(jī)的選型是在航速計(jì)算以后，從總體要求出發(fā)，船、機(jī)、槳合理匹配，并進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后選定。主機(jī)在選型時(shí)要考慮的主要因素是：類型：根據(jù)主要功能選擇主機(jī)類型，包括選擇低速機(jī)、中速機(jī)和高速機(jī)。功率：取決于航速和船舶阻力與推進(jìn)性能。轉(zhuǎn)速：考慮螺旋槳的效率，一般低轉(zhuǎn)速，螺旋槳直徑大，效率高及齒輪箱減速比的選用。外形尺寸和重量：考慮機(jī)艙布置和載重量的需要。油耗：是追求的目標(biāo)，直接涉及營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性。振動(dòng)、噪聲、操作、可靠性、可維修性及價(jià)格。(2)靜水力性能靜水力性能計(jì)算是船舶總體性能的最基本計(jì)算，是穩(wěn)性計(jì)算的基礎(chǔ)。目前均在型線確定以后通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算出各項(xiàng)靜水力要素?cái)?shù)值，靜水力主的要素如下：排水體積▽(m3)及排水量△(t)；浮心縱向位置LCB(m)（浮態(tài)計(jì)算有用）；浮心垂向位置KB(m)；橫穩(wěn)心垂向位置KM(m)；水線面面積AW(m2)；每厘米縱傾力矩MCT(t?m/cm)；漂心縱向位置LCF(m)；每厘米尾縱傾排水量變化Dzj(t/cm)；各船形系數(shù)：方形系數(shù)CB=▽/LBd；舯剖面系數(shù)Cm=Am/Bd；水線面系數(shù)CW=Aw/LB；棱形系數(shù)Cp=CMCB除此之外，還要計(jì)算出邦氏曲線：橫剖面面積曲線、橫剖面面積矩曲線；形狀穩(wěn)性力臂曲線——不同橫傾角時(shí)排水體積與形狀穩(wěn)性力臂的關(guān)系曲線；進(jìn)水角曲線和可浸長(zhǎng)度曲線。(3)艙容散貨船、油船、液化氣體船、化學(xué)品船等船舶其貨艙容積是船東十分關(guān)心的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)予以精確計(jì)算。除了貨艙容積計(jì)算以外，還需計(jì)算各油水艙的容積，包括燃油艙、滑油艙、淡水艙、壓載水艙等，其計(jì)算目的是為船舶各種裝載情況的浮態(tài)穩(wěn)性計(jì)算提供基礎(chǔ)資料，以及營(yíng)運(yùn)中船員進(jìn)行配載和控制船舶的浮態(tài)和穩(wěn)性提供基礎(chǔ)資料。艙容計(jì)算是計(jì)算船艙的艙容和形心位置，包括垂向，縱向位置，某些情況下還要計(jì)算橫向位置。目前都用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果是型容積，計(jì)算凈容積要考慮骨架系數(shù)，油艙還要考慮膨脹容積。(4)完整穩(wěn)性與破艙穩(wěn)性完整穩(wěn)性按照規(guī)范、規(guī)則要求進(jìn)行校核，國(guó)外船舶以及掛中國(guó)國(guó)旗的國(guó)際航行船舶按國(guó)際海事組織A749(18)“關(guān)于IMO文件包括的所有船舶的完整穩(wěn)性規(guī)則”要求進(jìn)行校核。國(guó)內(nèi)航行船舶按中國(guó)海事局2004“國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則”（簡(jiǎn)稱“法規(guī)”）要求進(jìn)行校核。完整穩(wěn)性計(jì)算主要是大傾角穩(wěn)性計(jì)算，它的衡指標(biāo)是：各種典型的裝載工況下經(jīng)自由液面修正后的初穩(wěn)性高度GM，最大靜穩(wěn)性力臂的對(duì)應(yīng)橫傾角，最大靜穩(wěn)性力臂值，突風(fēng)和橫搖衡準(zhǔn)數(shù)等。此外不同船型還有不同的衡準(zhǔn)要求。在穩(wěn)性校核中，我國(guó)的“法規(guī)”與“IMO”穩(wěn)性規(guī)則有較大的區(qū)別，一般來(lái)說(shuō)“法規(guī)”的要求更嚴(yán)于“IMO”要求。法規(guī)還對(duì)航區(qū)作了劃分，分遠(yuǎn)海航區(qū)（I類）、近海航區(qū)（II類）、沿海航區(qū)（III類）和遮蔽航區(qū)，不同的航區(qū)其風(fēng)壓值，橫搖角都是不相同的。除此之外，裝谷物的散貨船還要進(jìn)行散裝谷物穩(wěn)性計(jì)算。破艙穩(wěn)性即船舶破損以后船舶的殘存能力和水線位置是否滿足有關(guān)公約、規(guī)則和規(guī)范的要求。涉及破艙穩(wěn)性要求的公約、規(guī)則和文件很多，其假定的破損范圍、破損部位、殘存能力和計(jì)算辦法都各不相同。(5)干舷型深與結(jié)構(gòu)吃水之差稱之為干舷。它是衡量船舶儲(chǔ)備浮力大小和甲板上浪機(jī)會(huì)的技術(shù)參數(shù)。裝載過(guò)重，干舷不足常是海損事故的一個(gè)重要原因，并且早就引起人們的重視。國(guó)際載重線公約規(guī)定了最小干舷的標(biāo)準(zhǔn)。最小干舷的數(shù)值與下述因素有關(guān)。船長(zhǎng)，國(guó)際載重線公約按船長(zhǎng)大小定出了基本干舷F。數(shù)值。船體豐滿度（在0.85型深處的方形系數(shù)）、船舶上層建筑或第一層甲板室的長(zhǎng)度、首和尾舷弧的大小、型深的大小都對(duì)最小干舷產(chǎn)生影響，經(jīng)過(guò)這四個(gè)因素的修正后才得到載重線公約規(guī)定的最小干舷值。按載重線公約要求，船舶分A型、B型、B-60、B-100型船。A型船是散裝液體的船（例油船），它的最小干舷值可以小些。B-60、B-100型船同樣最小干舷值可以小一些，即吃水可大些，可多裝貨，但它們的破艙穩(wěn)性要求則更嚴(yán)了。由于雙底雙殼油船的出現(xiàn)，為了滿足油艙容積的需要，型深都比較大，從而干舷也比較大，所以目前大多數(shù)油船已不是A型船，而是B型船了。此外還根據(jù)季節(jié)區(qū)分為冬季北大西洋區(qū)、冬季區(qū)、夏季區(qū)、熱帶區(qū)、夏季淡水區(qū)、熱帶淡水區(qū)。冬季區(qū)風(fēng)浪大要求干舷大，熱帶區(qū)要求干舷小。船舶季節(jié)區(qū)的劃分，反映在載重線標(biāo)志上。此外，載重線公約還對(duì)船舶首部的最小高度也作了規(guī)定。__(6)噸位船舶噸位包括總噸位GT和凈噸位NT。商船的總噸位大體代表了它的總?cè)莘e，它表示船舶的大小。而凈噸位大體代表了船舶能用于營(yíng)利的有效容積，它表示船舶的營(yíng)運(yùn)能力。是船舶尺度的基本參數(shù)。注意噸位是容積的概念，不是重量的概念。它不同于載重噸，載貨噸或者排水量。噸位的作用有以下三條：船舶噸位是稅收和各類收費(fèi)的基準(zhǔn)。例如向港口交納的停泊費(fèi)、引水費(fèi)、燈塔費(fèi)、碼頭費(fèi)、進(jìn)塢費(fèi)及海關(guān)稅、檢驗(yàn)費(fèi)等。此外，在造船、買賣船舶以及船舶保險(xiǎn)時(shí)也以總噸位的大小來(lái)計(jì)算費(fèi)用。在一些規(guī)范和國(guó)際公約中常用總噸位來(lái)劃分船舶大小等級(jí)，以此來(lái)規(guī)定設(shè)備配備的標(biāo)準(zhǔn)。例如，液貨船消防設(shè)施的配置按2000總噸以上，500~2000總噸，500總噸以下，三種不同標(biāo)準(zhǔn)配置。船舶總噸位是各類船舶統(tǒng)計(jì)的一種常用衡準(zhǔn)。噸位計(jì)算的辦法歷經(jīng)了多次演變，目前民用船舶統(tǒng)一用“1969年國(guó)際船舶噸位丈量公約”規(guī)定的方法進(jìn)行。我國(guó)是該公約的締約國(guó)，也基本按此方法進(jìn)行。該公約采用摩遜體制，其核心是計(jì)算型容積，然后再對(duì)某些處所進(jìn)行免除。但是蘇伊士運(yùn)河當(dāng)局不執(zhí)行69年公約，它對(duì)噸位丈量仍按它規(guī)定的辦法計(jì)算。此外船舶總噸位，凈噸位的數(shù)值最終由船級(jí)社驗(yàn)船師丈量確定，船舶設(shè)計(jì)單位，建造工廠計(jì)算的數(shù)字僅供參考。(7)耐波性耐波性定義為船舶在規(guī)定的海洋環(huán)境條件下能夠完成任務(wù)的能力；或相反定義為不能勝任的能力。耐波性指標(biāo)受諸多因素的影響，是一個(gè)綜合性指標(biāo)，它同海洋環(huán)境條件有關(guān)，并隨任務(wù)不同而異。耐波性衡準(zhǔn)要素可以歸納為4類12個(gè)要素絕對(duì)運(yùn)動(dòng)振幅：橫搖角、縱搖角、飛行甲板上某點(diǎn)的垂直位移；絕對(duì)速度及加速度：垂直加速度、水平加速度、暈船MSI、砰擊加速度；相對(duì)于波面運(yùn)動(dòng)：砰擊（首部出水且其落向波面的速度超出閥值）概率、聲吶罩出水頻率、甲板淹濕（上甲板首部入水）頻率、螺旋槳出水概率；飛機(jī)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)：飛機(jī)相對(duì)于飛行甲板的垂向速度。耐波性的運(yùn)動(dòng)值是一個(gè)概率值，一般以1/3有義值來(lái)表示，而不是平均值。不同的裝載工況，不同的重心高度，其耐波性的運(yùn)動(dòng)值是不同的。不同的海況（不同的波浪等級(jí)、浪高、周期、浪向）其耐波性的運(yùn)動(dòng)值也是不同的。耐波性計(jì)算比較復(fù)雜，通常用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算或進(jìn)行耐波性試驗(yàn)測(cè)定。一般的商船是不進(jìn)行耐波性計(jì)算的，但特種船舶耐波性計(jì)算又是非常重要的。為了要增加作業(yè)天數(shù)，或者予先知道作業(yè)率，要進(jìn)行各種工況的耐波性計(jì)算或試驗(yàn)。耐波性計(jì)算后可能還要采取減搖措施。需要指出的是耐波性與穩(wěn)性往往是一對(duì)矛盾，穩(wěn)性好的船舶其GM值（初穩(wěn)性高度）較大，橫搖周期較短，其耐波性較差。國(guó)此如何合適控制GM值的大小是設(shè)計(jì)者需要把握的。(8)耐波性船舶操縱性是指船舶用其控制裝置（例如舵）來(lái)改變或保持其運(yùn)動(dòng)速率、姿態(tài)和方向的能力。船舶操縱性的優(yōu)劣關(guān)系到舵運(yùn)安全及船的經(jīng)濟(jì)性和快速性。良好的操縱性應(yīng)具備：足夠的航向穩(wěn)定性；中小舵角有良好的應(yīng)舵性能；大舵角的回轉(zhuǎn)性能，例如在全速航行時(shí)操35°舵角時(shí)的回轉(zhuǎn)直徑回轉(zhuǎn)時(shí)間。適中的主機(jī)停車和主機(jī)逆轉(zhuǎn)的停船性能。1993年11月4日IMO第18次大通過(guò)了“船舶操縱性暫行標(biāo)準(zhǔn)”對(duì)特種船型來(lái)說(shuō)，除了上述在航行時(shí)船舶的操縱性能外還有進(jìn)入港區(qū)以且船舶在低速或者再依靠側(cè)推裝置時(shí)船舶的回轉(zhuǎn)性能以及在惡劣天氣條件下（有大的離岸風(fēng)或吹岸風(fēng)）船舶的靠泊性能。對(duì)可能航行于特殊航道的船還有在狂小彎曲航道內(nèi)船舶的操縱性能。(9)靜水彎矩和剪力對(duì)于大型船舶來(lái)說(shuō)，影響船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或者說(shuō)影響船體縱向構(gòu)件尺寸的一個(gè)重要參數(shù)是靜水彎矩的剪力的大小。在總布置設(shè)計(jì)時(shí)，然后在穩(wěn)性計(jì)算的同時(shí)根據(jù)空船重量的分布及船內(nèi)移種裝載的布置計(jì)算出不同裝載工作下的靜水彎矩和剪力值，船體結(jié)構(gòu)專業(yè)依據(jù)其中最大一種裝載工況下的靜水彎矩剪力值進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、船體制造船舶由成千上萬(wàn)種零件構(gòu)成,幾乎與各個(gè)工業(yè)部門都有關(guān)系.除特有的船體建造技術(shù)外,造船還涉及到機(jī)械,電氣,冶金,建筑,化學(xué)以至工藝美術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域.因此,造船是以全部工業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)的一門綜合技術(shù),反映一個(gè)國(guó)家的工業(yè)技術(shù)水平.

由于船舶的航區(qū),任務(wù)和要求不同,船舶產(chǎn)品具有品種多,生產(chǎn)批量小的特點(diǎn).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(shù)管理.造船生產(chǎn)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)造船向現(xiàn)代造船的演變，現(xiàn)代造船模式是按區(qū)域，階段，類型一體化組織生產(chǎn)的造船模式?，F(xiàn)代造船模式有以下特點(diǎn)：對(duì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行變革，生產(chǎn)設(shè)計(jì)的過(guò)程是在圖面上完成“模擬造船”的過(guò)程。

2.以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)分段區(qū)域化制造。

3.在分段制造過(guò)程中，最大限度的實(shí)現(xiàn)殼，舾，涂一體化作業(yè)。

4.作業(yè)者的專業(yè)分工逐漸消失，向一專多能方向發(fā)展。

5.資料，設(shè)備的采購(gòu)，供應(yīng)實(shí)現(xiàn)納期管理，托盤化管理。

6.造船生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)行有條件的集成化，模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化。

7.由船廠制造廠向總裝廠發(fā)展。隨著造船技術(shù)的不斷發(fā)展，精益造船、標(biāo)準(zhǔn)造船、數(shù)字造船、綠色造船將成為船廠的努力方向。

現(xiàn)代船舶制造是按模塊劃分區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)都要完成“殼，舾，涂”的生產(chǎn)任務(wù)，常規(guī)的建造與工藝程序?yàn)椋轰摬念A(yù)處理:在號(hào)料前對(duì)鋼材進(jìn)行的矯正,除銹和涂底漆工作.船用鋼材常因軋制時(shí)壓延不均,軋制后冷卻收縮不勻或運(yùn)輸,儲(chǔ)存過(guò)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(chǎng)取出后,先分別用多輥鋼板矯平機(jī)和型鋼矯直機(jī)矯正,以保證號(hào)料,邊緣和成型加工的正常進(jìn)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(hào)料.2.放樣和號(hào)料

船體外形通常是光順的空間曲面.一般由設(shè)計(jì)部門提供型線圖是

按1:50或1:100的比例繪制.由于縮尺比大,存在一定的誤差,故不能按型線圖直接進(jìn)行船體施工,而需要在造船廠的放樣臺(tái)進(jìn)行1:1的實(shí)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(gè)零件的實(shí)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(chǔ)性工序.

號(hào)料是將放樣后所得的船體零件的實(shí)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(biāo)記.

在船舶生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了多中的放樣和號(hào)料方法，目前隨著計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)放樣的應(yīng)用，船體型線設(shè)計(jì)，三向光順，肋骨型線放樣，結(jié)構(gòu)放樣和展開(kāi)，號(hào)料等工序大部分工作都由計(jì)算機(jī)完成，只有船體首尾部分特別復(fù)雜的型線才由手工進(jìn)行放樣光順和加工放樣板樣箱的制作。

3.船體零件加工

包括邊緣加工和成形加工.邊緣加工就是按照號(hào)料后在鋼材上劃出的船體零件實(shí)際形狀,利用剪床或氧乙炔氣割,等離子切割進(jìn)行剪割.部分零件的邊緣還需要用氣割機(jī)或刨邊機(jī)進(jìn)行焊縫坡口的加工.

對(duì)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(yīng)用輥式彎板機(jī)和滾壓機(jī)進(jìn)行冷彎;或采用水火成形的加工方法,隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展,已使用數(shù)字控制肋骨冷彎?rùn)C(jī),并進(jìn)而研制數(shù)字控制彎板機(jī).船體零件加工已從機(jī)械化向自動(dòng)化進(jìn)展.

4.船體裝配和焊接

將船體結(jié)構(gòu)的零部件組裝成整個(gè)船體的過(guò)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(tái)裝配焊接3個(gè)階段進(jìn)行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(guò)程,均在車間內(nèi)裝焊平臺(tái)上進(jìn)行.

②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(zhǎng)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(tái)或胎架上進(jìn)行.分段的劃分主要取決于船體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和船廠的起重運(yùn)輸條件.

③船臺(tái)(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(tái)(或船塢)上最后裝焊成船體.排水量10萬(wàn)噸以上的大型船舶,為保證下水安全,多在造船塢內(nèi)總裝.常用的總裝方法有:

(1)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;

(2)先吊裝船中偏尾處的一個(gè)底部分段,以此作為建造基準(zhǔn)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(shè)有2～3個(gè)建造基準(zhǔn),分別以塔式建造法建造,最后連接成船體的稱島式建造法;

(3)在船臺(tái)(或船塢)的末端建造第一艘船舶時(shí),在船臺(tái)的前端同時(shí)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(tái)末端,繼續(xù)吊裝其他分段,其至總裝成整個(gè)船體,同時(shí)又在船臺(tái)前端建造第三艘船舶的尾部,依此類推,這種方法稱為串