《船舶设计基础学习知识原理》课后习题集学生汇总整编未修改版

排放接头；④油类与压载水的分隔和艏尖舱内载油；⑤燃油舱保护船舶生活污水的处理方式有哪几种类型？①储存柜式；②处理排放式；③再循环式处理对船用垃圾的处理方法主要有哪几种？①直接投弃法；②粉碎处理法；③焚烧处理法《法规》对油船防油污结构和设备有哪些要求？①油船上应设置污油水舱，以便将洗舱后的污油等保留在船上一定时间；②凡载重量为20000吨及以上的新原油油船及载重量30000吨及以上的新成品船，均应设有专用压载舱；③每艘载重量为20000吨及以上的新原油油船均应装有原油洗舱系统；④关于油船双壳结构的规定名词解释：A-30级，主竖区，A-30级：是由符合下列要求的舱壁与甲板组成的分隔，它们应用认可的不燃材料隔热，在30min内，其背火一面的平均温度较原温度增高不超过139℃，且在任何一点包括任何接头在内的温度较原温度增高不超过180℃。主竖区：是指A级分隔成的船体、上层建筑和甲板室区段，它在任何一层甲板上的平均长度一般不超过40m。船舶防火的措施包括（一般防火措施）和（结构防火措施）。一般防火措施包括（控制可燃物质）、（控制通风）、（控制热源）、（设置脱险通道）等几方面。货船的起居处所和服务处所的防火，可采用哪几种保护方法之一？①控制可燃物质；②可燃材料的限制使用；③通风控制；④热源控制；⑤脱险通道的布置；⑥防火区域分隔；⑦探火和报警设备的应用；⑧灭火设备的即可使用一艘90m的客船，载客2500人，至少需配备多少艘乘员20人的救生艇？（P54表2-21）50（P85表3-17）船舶重量与容量船舶重量重心计算的目的？为使设计船舶准确地漂浮在预定的吃水线上，就必须比较准确地估算船舶的重量与重心。民船空船重量由哪几部分组成？载重量由哪些重量组成？钢料重量Wh、木作舾装重量Wf及机电设备重量Wm载重量包括货物、旅客及其行李、船员及其行李、燃油、滑油及炉水、食品、淡水、备品及供应品等重量简述民船的几种典型排水量。①空船排水量：船舶建成后交船时的排水量，此时的排水量就是空船重量。②空载排水量：船上不载运货物、旅客及其行李的载况。其相应的载况有空载到港（油水等载重为设计储备量的10%）、空载出港（油水等载重为设计储备量的100%）。③满载排水量：船上装载了预定的设计载重量的载况称为满载，相应的排水量即为满载排水量（或设计排水量）。其相应的载况有：满载到港（油水等载重为设计储备量的10%）、满载出港（油水等载重为设计储备量的100%）。④最大排水量：有些载运轻泡货物的货船，为加大载运重货时的载重量以提高其经济性，把吃水设计成可变的，在设计水线之上还加一个设计重载吃水线，结构设计时要满足这种吃水状态对结构强度等的要求，此时的吃水叫做结构吃水。这种典型载况叫做重载，对应的排水量叫做最大排水量，也称重载排水量何谓结构吃水？有些载运轻泡货的货船，为加大载运重货时的载重量以提高其经济性，把吃水设计成可变的，在设计吃水线之上还加一载重吃水线，结构设计时要满足这种吃水状态对结构强度等的要求，此时的吃水称为结构吃水。设计船舶主体内各舱所需的总型容积包含哪些项目？货舱所需容积Vc，油水舱所需形容积Vow，专用压载水舱所需容积Vb，机舱所需容积Vm和其他舱所需的型容积Va.Vh=Vc+Vow+Vb+Vm+Va-Vn(Vn—上甲板以上装货的容积)什么是载重量系数？如何利用载重量系数法估算空船重量？（5，6题选一）载重量与排水量之比称为载重量系数当设计船的载重量DW给定时，可用下式粗估空船重量LW：LW=DW/ηDW（1-ηDW）式中的载重量系数ηDW，可参考同类型的船舶统计值选取，最好取自相近的母型船，也可按同类型船舶载重量系数ηDW的统计公式计算。书本P17有各类船舶ηDW的大致范围。设计一艘货船，载重量2000t，船长110m。现有2艘母型船资料：一艘船长94m，载重量1860t，总重2735t；另一艘船长122m，载重量2480t，总重3397t；；利用载重量系数法估算设计船的总重。（5，6题选一）估算船舶空船重量及重心时，先估算出船体钢料、木作舣装、机电设备的重量和重心分别为：=991t，=0.04m，=2.9m；=129t，=1.08m，=2.1m；=92t，=—3.7m，=1.5m；计算空船重量和重心。在设计的初期，如何估算船舶的重心？在设计初期即主要尺度及排水量确定阶段，设计船的重量重心只能依据母型船或统计资料进行粗略估算。船舶的固定压载是指什么？固定压载是固定加在船上的载荷，通常采用生铁块、水泥块和矿渣块，一般在船下水前后放在船底部1固定压载的目的是降低船舶的重心以提高稳性；增加船舶重量以加大吃水；必要时用来调整船舶的浮态。船舶设计时，在估算的重量中，通常要加一定的排水量储备，也称排水量裕度，为什么？一般如何选取排水量裕度？其重心高度如何考虑？原因大致有：①估算误差；②设备增加；③采用代用设备和材料一般有两种取法：①空船重量LW的某一百分数；②分项储备重心高度影响船的稳性。一般是将储备排水量的重心高度取在空船的重心处。有时考虑到重心估算的误差及将来可能发生的重量变化，从提高船的安全性考虑，往往将整个空船的重心提高0.05~0.15m，作为新船重心高度的储备，也可以根据Wh、Wf及Wm重心估算的结果，分别取各自的重心储备。名词解释：货物积载因数，载重型最小干舷船、容积型富裕干舷船，型容积利用系数货物积载因数：货物积载因数μc是每吨货物所需的货舱容积。载重量最小干舷船：重质货物的积载因数小，对船舶的货舱舱容要求低，船的主要要素起控制作用的因素是重量（载重量）。重质货物船的干舷满足《国际载重线公约》或我国《海船法定检验技术规则》要求的最小干舷，其对应型深是船舶具有的货舱舱容能够满足货物对容积的要求。重质货物船属载重量型的最小干舷船，对应的积载因数在1.4以下容积型富裕干舷船：轻质货物的积载因数大，对船舶的货舱舱容要求高，船的主要尺度相对也大。此类船的型深若按最小干舷确定，则其货舱舱容不满足货物对容积的要求,此类船的型深要按容积要求来计算（有效装载容积与其型容积之比）。轻质货物船的干舷大于最小干舷，属于容积型的富裕干舷船。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为型容积利用系数货物的积载因数是指每吨货物所需的货舱容积，非液体货物的积载因数不等于货物密度的倒数，而液体货物的积载因数等于货物密度的倒数。如何计算货舱所需的容积、专用压载水舱所需容积、机舱所需容积、以及船舶所需总型容积？货舱所需容积、专用压载水舱所需容积、机舱所需容积、以及船舶所需总型容积见书本P30~31的公式2-46、2-49（50）、2-51、2-52（太麻烦了我真的不想打--）客船所需总甲板面积包括哪些面积？①不同等级旅客的舱室标准；②旅客居住舱室的面积及公共处所的面积，以及他们的比值；③用于旅客娱乐、活动场所的总面积，及其与旅客人数的比值；④每位旅客占有的散步甲板面积；⑤每层甲板主要通道的面积及能容纳的旅客人数；⑥用于布置旅客的甲板面积与总的甲板面积（或LppB）的比值；⑦各等级船员居住舱室的人数及面积；⑧船员公共处所的面积及其与船员人数的比值；⑨用于布置旅客及船员的总面积与LppB的比值；⑩餐厅的人数及每人占有的面积数；⑪其他有关布置地位的标准按经验公式如何估算船舶主体可提供的总型容积？Vh=CbDLppBD1其中Lpp为垂线间长，B为型宽，D1为只计入首尾舷弧影响的相当型深D1=D+Sm，其中D为至上层连续甲板的型深，Sm为平均舷弧高，CbD为计算到型深的方形系数（P192-16）如何进行船舶的容积校验？提高船舶容量的最有效途径是什么？设计船所能提供的主体型船体积Vh应等于或略大于所需的主体型容积，这样才能满足设计任务书对舱容的要求Vh=CbDLppBD1=VC+Vσω+Vb+Vm+Va-Vn。最有效的途径是增加型深D何谓船舶容量、包装货舱容积、散装货舱容积及液体货舱容积？船舶容量：船舶容量是船舶舱室容积和甲板面积的总称。包装货舱容积：装载的货物是包装货散装货舱容积：装载的货物是散装货液体货舱容积：装载的货物是液货，但需要除扣舱内构件，并考虑液货受热膨胀的特性留出一定膨胀间隙设计船舶主体内各舱所需的总型容积包含哪些项目？货舱所需容积VC，油水舱所需容积Vσω，专用压载水舱容积Vb，机舱所需型容积Vm，机舱所需型容积Vm，其他舱所需型容积Va。（对于布置地位型船还需考虑所需的甲板面积）何谓容量图？它是如何做出来的？有何用途？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成的曲线。容量图是按总布置图，邦戎曲线图和型线图绘制出来的。用途：利用容量图能计算出货物、油水的重量及其重心的纵向位置，所以它是纵倾调整、浮态及稳性计算的辅助资料。何谓舱容要素曲线？如何计算、绘制？有何用途？舱容要素曲线是指各液体舱的容积和容积形心随液面高度变化的曲线。舱容曲线包括各液面高度处体积V及其形心坐标Xv，Zv及边舱的Yv，以及自由液面对通过其面积形心纵轴的惯矩ix，计算时液面高度Z通常从舱柜底面算起。用途：用来计算各种载况时的液舱装载量和重心位置，是计算浮态与稳性（包括破舱稳性）的基础资料，并可用来制定油水舱“液位容积表”，供船员使用。有一客货船，，主机2台，每台功率950KW，其耗油率，续航力为4000（海里），航速14kn，辅机和锅炉燃油储备为燃油的30%，滑油储备为燃油的5%，船员人数90人，旅客1100人，淡水储备380t，食品5t，备品15t，载货量。风浪储备系数K=1.1，船员按每人重65kg、行李50kg计算；旅客按每人重65kg、行李30kg计算。求该船的空船重量，及满载到港时的排水量。有一艘沿海小货船，其主尺度为：，主机功率P=294KW，用另一艘小型货船资料估算该船的和值。型船资料如下：已知某货船的货舱容积由两部分组成，现量得其中一部分的体积及其型心为V=120m3，x1=2.3m，z1=2.1m；另一部分的体积及其型心为V=135m3，x1=1.2m，z1=2.4m。则该货船容积为，容积心位置为。重质货物的积载因数小，对船舶的货舱舱容要求低，对船舶主要要素起作用的因素是重量（载重量），重质货物船属载重量型的最小干舷船，对应的积载因数在1.4以下。主尺度及排水量确定为何低速船舶一般比较短粗，而高速船舶均瘦长？对低速船（通常Fn＜0.18的船）来说，摩擦阻力占总阻力比例很大，所以总阻力随船长的增加而增大，较短的船长可以获得较低的摩擦阻力，其最低阻力船长较短。高速船（Fn＞0.3的船）因剩余阻力占总阻力的比例很大，所以总阻力随船长的增加而减小，较长的船长获得较低的剩余阻力，其最低阻力船长较长。基于上述原因，通常低速船都设计的短而肥，而高速船设计得较为瘦长。试述船宽与稳性的关系①型宽对初稳性的影响，初稳性高度GM受稳心半径BM影响很大，由于BM正比于B²，所以，增加型宽B，BM将迅速增加，因此，型宽B增加，GM也将迅速增加。也就是说增加型宽B对改善初稳性有显著效果。②型宽对大倾角稳性的影响，增加型宽除可增加初稳性高度外，还对增加大倾角时的恢复力臂起很大作用。在横倾角较小阶段，增加型宽对大倾角稳性是有利的，但在横倾角较大时是否有利，则视具体情况经过具体计算才能确定。大的吃水对增加螺旋桨的性能有何好处？这是因为增加设计吃水，可加大螺旋桨直径，提高其效率；可加大螺旋桨的埋水深度、降低空泡，有利于螺旋桨工作。在Δ一定时，保持L，B不变，增加吃水d以减小Cb及B/d，会使剩余阻力有所降低，因此吃水不受限制的船舶，选用大一些的吃水对提高螺旋桨工作性能和降低阻力有利。同时增加吃水，可加大螺旋桨的埋水深度，还能在纵摇时减少螺旋桨出水的可能性，对耐波性也有好处。选择L,B,Cb,d主要考虑哪些主要因素?L：①船长对阻力的影响；②使用条件和建造条件对船长的限制；③应考虑总布置对船长的要求；④船长对操纵性、耐波性、抗沉性的影响；⑤船长对重量及造价的影响；⑥船长应满足浮力要求B：①型宽对稳性及耐波性的影响；②型宽对阻力的影响；③使用条件和建造条件对型宽的限制；④应考虑总布置对型宽的要求；⑤型宽应满足浮力要求；⑥型宽对造价的影响d：①吃水对快速性的影响；②吃水对其他性能的影响；③吃水应满足浮力要求；④航道及港口水深对吃水的限制Cb：①方形系数应满足浮性方程式；②方形系数对布置的影响；③方形系数对船体重量及载重量的影响；④方形系数对阻力的影响设计一艘散货船，初步计算排水量Δ=24000t，船型系数K=1.004，Cb=0.8，若从性能角度考虑给定L/B=7，B/d=2.5，试初步确定该船主尺度L,B,d什么是诺曼系数？其物理意义是什么？与哪些因素有关？有什么用途？排水量增量系数，该系数恒大于1.0，这说明排水量的增量永远大于已知重量（与排水量变化无关）的增量。诺曼系数既可用于排水量确定时的重量与浮力平衡计算，也可用于按母型船考虑重量变化时直接确定设计船的排水量。设计一艘载重量17500t的货船，初步选定一个主尺度后，估算排水量为24000t，船体钢料重Wh=4430t，舾装设备重Wf=1590t，机电设备重Wm=1045t，利用诺曼系数法修正设计船舶的排水量。（诺曼系数按公式N=1/(1-Wh/Δ-2/3*Wf/Δ)计算）。（LW=Wh+Wf+Wm，  δDW=LW+DW-△，  δΔ=N•δDW，Δ1=Δ+δΔ）LW=4430+1590+1045=7065tN=1/(1-Wh/Δ-2/3*Wf/Δ)=1.297δDW=LW+DW-△=7065+17500-24000=565tΔ1=Δ+δΔ=565+24000=24565t在船舶初步设计时，主要进行哪些性能计算与校核？稳性校核、航速校核、干舷校核、容量校核船宽增加将有利于初稳性，不利于大倾角稳性。（有利于或不利于）船舶的尺度比影响船舶的性能，其中：L/B主要影响快速、操纵性、B/d主要影响稳性及横摇性、L/D主要影响强度性、D/d主要影响抗沉性。设计初始阶段，进行船舶航速估算（或功率估算）的目的是什么？如何估算船舶的速度？①初步估算设计船在给定主机情况下的航速 ；②初步确定在所要求航速下需要的主机功率 ； ③检查在给定主机情况下所要求的航速是否合理 ；④在方案比较时，通过对各方案的航速估算，为选择最佳方案提供航速方面的依据。船舶设计时，从哪几个方面考虑提高船舶的推进效率？①提高螺旋桨敞水效率；②提高相对螺旋效率；③提高船身效率；④提高轴系效率估算船舶航速常用海军部系数法。一艘船舶的满载排水量为280t，主机功率为800kW，若取相近型船的海军常数为138.5，则该船的航速为13.73(错了别砍我，P117）kn。某成品油船主要要素为：船长Lpp=138.0m，型宽B=24.6m，型深D=10.8m，设计吃水d=8.0m，设计吃水时载重量11800t，方形系数CB=0.71，结构吃水d’=8.3m，结构吃水时载重量12600t。试求该船结构吃水时的载重量系数。简述确定载重型船舶主要要素的一般步骤和方法？①分析设计任务书，确立设计船的基本设计思想；②从浮力入手初步拟定排水量、主要尺度和方形系数；③计算空船重量、重力与浮力平衡；④性能校核简述确定布置地位型船舶主要要素的一般步骤和方法？①首先从布置入手初步拟定Lpp，B，D值；②计算重量，选择吃水，重力与浮力平衡，计算方形系数；③进行性能校核，调整主要要素解释：经济船长、载重型船、布置地位型船、载重量系数。经济船长：民用运输船从营运经济角度出发，常选用阻力稍有增加的较短船长，称其为经济船长。载重型船：布置地位型船：载重量系数：载重量与排水量之比称为载重量系数。何谓船舶的稳性？何谓初稳性高的下限值和上限值？船舶初稳性衡准中为什么要规定上限值和下限值？设计的初始阶段如何估算设计船的初稳性？影响的主要因素有哪些？如初稳性不足可采用哪些措施来改善？船舶在外力作用消失后保持其原有位置的能力称为船舶的稳性。船舶初稳性的下限值是保证船舶具有足够的航行和使用安全的最小初稳性高度值，使得：（1）在较小的静横倾力矩作用时，船舶的横倾角尽量小，从而使船舶有较为稳定的正浮状态。（2）有抗沉性要求的船舶在海损后又足够的剩余初稳性高度。（3）保证船舶顺浪航行船中处于长时间的波峰时，减少后的初稳性高度足够维系。（4）对客船旅客集中一舷或者全速回航、起重船起吊、集装箱船恒风作用时，船舶的静倾角不超过极限静倾角。（5）对于船舶的大倾角稳性，保证一定的稳性储备和稳性范围。船舶初稳性的上限值就是保证船舶横摇缓和的最大初稳性高度值。提高初稳性高的措施主要有：（1）降低船舶的重心。在船舶底部加压载物是最常用的方法。（2）增加干舷。某些稳性不足的老船可将载重线降低以增加干舷高度。（3）增加船宽。在船舶的两舷水线附近加装相当厚度的护木和浮箱等，或在舷侧加装一个突出体。提高型深对大倾角稳性有何影响？改善大倾角稳性将船舶船体钢料重量、舾装设备重量以及机电设备重量分别表示为如下形式的排水量的：，，，试推导诺曼系数的表达式。推导过程见课本P110-111型线设计船舶的型线设计归纳起来有哪三种？自行设计法、改造母型法、数学船型法表征船舶外形的特征参数主要有哪些？①主要尺度与船型系数，包括L，B，D，d，Cb，Cm，Xb等；②横剖面面积曲线形状；③设计水线形状；④首、尾轮廓及甲板线（甲板中心线、舷弧线）；⑤典型剖面横剖线形状；⑥平边线和平底线横剖面面积曲线下的面积相当于船舶的（排水体积）；曲线面积的丰满度系数等于船舶的（棱形系数）；面积形心的纵向位置相当于船舶的（浮心纵向位置）。将船舶横剖面面积曲线无因次化后其曲线下的面积相当于船舶的什么系数？为什么？棱形系数，Cp决定了横剖面面积曲线的丰满程度，对曲线形状影响极大。船体水下部分的横剖线形状有（U）型和（V）型。“V”，“U”型线各有什么特点？“U型”：排水量沿吃水高度比较均匀分布，使设计水线削瘦，半进流角小，有利于减小兴波阻力；在尾部，U型剖面使伴流比较均匀，有利于提高船身效率，改善螺旋桨工作条件，降低螺旋桨激振力。但相对于“V型”，“U型”剖面的湿面积较大，摩擦阻力大些，耐波性差些。一般一些大型运输船舶及中、高速船舶，采用“U型”剖面“V型”：V型剖面的面积分布偏于上部，湿表面积较小，对减小摩擦阻力有利。在尾部，V型剖面使去流段水流顺畅，可减小漩涡阻力。V型剖面可增加纵摇和升沉的阻尼，对耐波性有利，小型船舶多采用V型剖面。试述船舶设计倾斜的首柱的优点。它的主要优点在于能够使设计水线以上的水线变得瘦削，因而可减少首端的激波。倾斜的首柱使设计水线以上的水线面积迅速增加，有利于减小船在迎浪航行中的纵摇和升沉运动，从航行安全角度考虑采用倾斜的首柱对改善碰撞时水小部分的安全也是合理的；另外，倾斜的首柱增加了甲板面积，并与外飘相配合使船外形美观大方。船舶船尾形状主要有：（巡洋舰尾）及（方尾）等常规型、球尾、双尾鳍、不对称尾及涡尾、隧道型及纵流船型。总布置设计中机型与尾机型布置各有什么优缺点？尾机型优点：从改善货舱与舱口的合理布置上、船体纵向构件的连续性上、缩短轴系长度用于增加货舱容积，以及减少轴系重量和功率在轴系上的损失诸方面与中机型相比是有利的。缺点：①纵倾调整困难；②驾驶视野变差；③中小型船舶的抗沉性难于满足一舱不沉的要求。中机型优点船舶纵倾调整方法的实质，就是采取一定的措施改变重心纵向位置XG和型线设计时合理选择浮心纵向位置XB的问题。位于舱壁甲板以下的机器处所，应设有相距尽可能远的2部钢梯引向的通往上层甲板的门，当设置有困难时，至少要有1部钢梯引向的通往上层甲板的门和2个能通往登乘甲板的应急逃生孔。为了满足船舶在航行和操作中的各种要求，一般货船上配备各种必要的设备，如：起货设备、锚泊和系泊设备、救生设备、操纵设备、航行、信号设备等。球鼻首的设计参数有哪些？什么是盲区？客船、货船和油船的盲区一般多大？驾驶室里驾驶员眼睛到首端舷墙顶点引一直线，通常把这一直线与水面的交点和首柱间的一段区域称为盲区。客船的盲区长度为0.60Lpp～0.70Lpp，货船及油船满载时平均为1.25Lpp,压载航行时约为2.0Lpp.船舶在压载航行时，为什么要保证一定的首吃水、尾吃水和平均吃水？船舶的装载情况变化，船舶的浮态也随之发生变化。当尾吃水不足时，将使桨叶出水，使推进效率降低，引起空泡和振动；当首吃水不足时，首拍击现象严重，将引起首底破坏；而平均吃水过小，则船舶的受风面积增大，对稳性及航向稳定性都不利船舶纵倾调整有哪些措施？①改变双层底以上舱室的相互位置；②改变双层底以上舱室的相互位置；③适当移动机舱位置；④设置首部平衡空舱或深压载水舱；⑤改变浮心位置船上通道、出入口与扶梯布置应遵循哪些原则？①各舱室的船员、乘客易于从其居住舱室进出；②各舱室的船员、乘客易于到达露天甲板；③遇有紧急情况，备舱室的船员、乘客易于到达救生艇登乘甲板三、计算题：计算：1.有一艘沿海小货船，其主尺度为：，主机功率P=294KW，用另一艘小型货船资料估算该船的和值。型船资料如下：估算船舶的和的公式分别为：，，，，，，，，2.某成品油船主要要素为：船长Lpp=124.0m，型宽B=21.4m，型深D=11.6m，设计吃水d=7.0m，设计吃水时载重量10000t，方形系数CB=0.68，结构吃水d’=7.5m，结构吃水时载重量11000t。试求该船结构吃水时的载重量系数。3．有一客货船，，主机2台，每台功率1000KW，其耗油率，续航力为3500（海里），航速13kn，辅机和锅炉燃油储备为燃油的30%，滑油储备为燃油的5%，船员人数100人，旅客1300人，淡水储备400t，食品5t，备品15t，载货量。风浪储备系数K=1.1，船员按每人重65kg、行李50kg计算；旅客按每人重65kg、行李30kg计算。求该船的空船重量，及满载到港时的排水量。4.有一艘小型船，垂线间长=42m，=0.67，浮心纵向位置=—1.07m，现用垂线间长=64m，=0.63船的型线图进行（）法型线变换，型船的浮心纵向位置=—1.16m，设两船的CM相同，将两船各分20站，求设计船19、18、17、16、15站各横剖面型线在型船型线图相应移动的距离。前后体棱形系数用下式计算：