1、航海模型制作基础知识作者：lrq0航 海 模 型 制 作 技 术本资料由网友 lzh197634 提供 文件更新日期：2005 年 1 月 12 日航海模型制作基础知识作者：lrq1航 海 模 型 制 作 技 术 .0第一章 舰船的发展史 .21.1 简史 21.2 舰船发展简史 7第二章 舰船构造 .102.1 舰体结构 102.2 舰体连接及舰用材料 262.3 舰船建造概要及水密试验 292.4 军舰的防护设备 31第三章 舰船原理 .333.1 船体线型图及船型系数 333.2 排水量计算 353.3 浮心及重心位置的计算 423.4 稳性 513.5 舰船的转向、摇摆及航行阻力 .5
2、63.6 舰船推进器 63第四章 自航船模动力概述 .67总则 .674.1 橡筋发动机 674.2 电动机 714.3 电源 724.4 蒸汽机 734.5 蒸汽锅炉 814.6 内燃机 87第五章 自航船模设计中的计算及绘图 .915.1 总则 915.2 舰船模型的设计 925.3 设计船模的任务书 935.4 船模主要尺度第一次近似值的确定 965.5 船模排水量第一次近似值的确定 985.6 机械相似定律 1005.7 船体外型的设计 1025.8 根据线型图计算排水量 1105.9 排水量曲线 1135.10 横剖面面积曲线图 1145.11 设计船体时的工作顺序 1145.12
3、平衡 1155.13 稳性的确定 1175.14 操纵性 1225.15 船模发动机所需功率的计算 1235.16 螺旋桨的选择 1255.17 船模总图和甲板部件图 127航海模型制作基础知识作者：lrq2第一章 舰船的发展史1.1 简史在很早以前的古代，人们就开始航海和造船。那时候，水上的交通工具是些原始工具：最初是树干、木块和木筏，稍后是独木舟和小船。人们利用这些工具，并借助粗笨的木铲和木杆，在水上捕鱼、打 猎和寻找较有利的地区移居。当人们掌握火和石斧后，就学会了制造独木舟，这种独木舟在水路运输上获得了广泛的应用。随着社会物质文化的发展，造船技 术也相应地有了进一步的 发展。独木舟开始被
4、用木板 钉成小船所代替，粗笨的木铲也开始被桨取而代之。最 简单的船帆的运用是造船业中（原始社会向奴隶社会的过渡期间）最巨大的成就。人们学会了利用 风 力来推动船舶。纪元前数千年，埃及和费尼吉雅就不 仅有河船制造业，而且有海船制造业。在古代希腊、中国、印度和其他国家里，造船业是相当发 达的。很遗憾，对原始人造船情况的了解很少。但在我 们国家里，有许多河川和湖泊，因而，造船在很早以前就开始的，这一点倒可以肯定。俄 罗斯民族在自已多世纪的 发展中一直是一支航海民族。定居在波罗的海和维斯拉河沿岸、以及黑海和 亚速海北方沿岸的斯拉夫人是我国的古代造船者。老贝里尼（纪元前一世纪）在自已的“ 自然史”中以及
5、贝托拉曼依在“地理学”中曾经描写过他们。关于 57 世纪期间斯拉夫人的活跃贸易情况， 许多文字 记载都可加以证实 。古代斯拉夫人最初使用的一种我们所熟悉的船舶叫做柳条船。它通常是由柳 树的树条子编成，外包以树皮或牛皮。稍后，出现了一种用整根 树干作成的独木舟。先将树干的中段挖空，然后将两端削尖，这样，独木舟就形成尖形的端部。我们的先人曾驾驶过各种船舶远航至地中海，其中有一种船型是高舷船。这是一种比较好的小船，它的干舷是用加接木板的方法加高的，因此，此种船舶的装载量大大地增加了，并且航海性能也有所改善。完全由木板制造、并以支骨（肋骨）加固的海帆船，是斯拉夫航海者所使用的一种最良好的船舶。这种船物
6、利用划桨行驶，顺风时，可使用船帆。随着基辅国家的成立和发展，造船和航海事 业也很快地向前 跃进.基辅俄国所建造的船比古代斯拉夫人的船坚固和装载量大。阿斯考尔特（860 年）、奥列格（ 907 年）、伊果 尔（907 年）、弗拉基米尔（1043 年）等大公们率领基辅出海远征察尔格勒城（前称为康斯坦丁诺堡）的史绩是人所共知的。12 世纪初叶，鞑靼蒙古侵略者把俄国人赶离了南部海岸地区。但是，从15 世纪开始，查波洛什和顿河地方的哥萨克人进入了黑海和亚速海顺利地声溃了奥托孟帝国的海军。为了达到上述目的，哥萨克人使用了一种海船 -“海 鸥”型船(图 1)。“海鸥”型船的基本是一根凿成的圆木，其舷旁钉有木
7、板，内有横向隔壁和座位。“海鸥”型船上装有 1-2 根桅杆及纵帆，每舷 1015 个桨叉及艏艉各一根操纵桨。 “海鸥”型船体外面是涂漆焦油。船上的武器，除了哥萨克人自身所 带 的以外（例如：燧石制的枪、马刀、棍锤 及盾牌等），还有 46 门小炮（中世纪 的一种小口径炮）。根据 远航 时间， 这种船可载乘 30 至 80。航海模型制作基础知识作者：lrq312 世纪以后，当黑海的造船业 基本上中止发展时，造船事业在我国北部- 维里基.诺夫哥罗得地区-开始发展起来。那时候，诺夫哥罗得人在海上与波 罗的海沿岸的国家通商，并在白海和巴伦支海上发展了海上渔业。 为了要能够在冻冰条件下航行， 诺夫哥罗得居
8、民创造了二十多种船型，其中若干类型的船舶在航海性能和强度方面大大地超过当时欧洲国家的船舶。(图 2)上所示的海帆船是北方沿海居民所使用的种最大的船舶，其船型属于 12 世 纪以前的。 这是一种有三根桅杆和甲板的低舷海船，上装有横帆，其面积达 400 公尺。风帆装置系供改 变航向运动之用。海帆船的昼夜平均航速达 300 俄里。 载重量 200300 吨，而长度、宽度和吃水 约为 24、8和 2.5 公尺。此种船舶完全供海上 渔业之用，无 战斗武器。当时欧洲尚无此种性能的船舶。在彼得大帝执政期间，沿海地区的造船工作者在发展俄罗斯海军方面起了很大的作用。定居在远东和太平洋及印度洋诸岛的居民中的造船事
9、业具有悠久的历史。在上述地区，最普通的船型有两种：一种是欧洲闻名的独木船，称 “卡塔马拉” 型( 图 3)，这种船带有平衡木，另一种是中国帆船(图 4)。该两种船专供人们在公 海上航行之用，它们具有良好的航海性能，直到目前，太平洋和印度洋区域的民族还广泛地应用着此类船舶。自 15 世纪开始，一度在罗马帝国分裂后而陷入完全衰落状态的造船事业，在欧洲重新开始复兴。 13 世纪起，开始使用中国人早已知道的磁罗经。出现了纯碎的帆船，称为“ 聂 夫”型船（二桅三角帆船），供军事目的之用。西方的造船业仅在（1516 世纪）发现美洲后，才开始比较蓬勃地发展起来。在此期 间内，开始出现适应远航的新的船型， 这
10、些船型 类似“ 聂夫”型船。属于此型船舶的有：“浦沙 ”型船、卡拉 维拉型船(图 5)、勃里加吉那型船、弗列加特型船及其他类似的船舶。在该期间的帆船中，例如：哥 伦布航海模型制作基础知识作者：lrq4的“圣母。玛利 亚”号、“ 卡拉维拉”型船是甚为有名的，其尺度为：长 23 公尺、 宽 7 公尺，排水量 200300 吨。“加列拉”型船是中世纪并几乎保持到 19 世纪前的一种古老船型的荡桨帆舰。 这是一种快速的舰船，其运动不依靠风力，因为 它主要由荡桨人划行，而荡桨的人达 300 名之多。在 这些船上经常是奴隶或锁住在船上的苦役犯来荡桨。升在12 根桅杆的纵帆仅起辅助作用。 “加列拉”型船具有
11、良好的灵敏性，在所有国家的舰队中都有这种帆舰。“加列拉” 型船在各个国度里的名称都不同：在威尼斯称为“ 加列雅”，在法国-“乌克雪拉” ，在英国-“ 拉姆别尔格”，在俄国波罗 的海一带-“加列拉”，在黑海和里海-“卡托 尔 加” 。在彼得大帝时代建立的海军中， “加列拉”型船的数量甚多。在“ 港古特” 战役中包围亚速夫城时，在其他的海战中，“ 加列拉” 型船起了不小的作用。这不是一种普通的在地中海上行 驶的“ 加列拉”型船，而是专供浅水区战斗用的 轻型船舶。后来，这种俄国的荡桨战斗帆船更名为“ 斯加姆巴维雅”型(图 6)。“斯加姆巴维雅” 型船的尺度 为：长 38 公尺、宽 6 公尺、舷高 3
12、.8 公尺。在 1617 世纪，军舰与商船之 间有了区分。根据甲板和火炮数量的不同，军舰 分成各种等级。头三级的军舰系指具有 23 层甲板和60100 门炮的舰船。这些军舰 称 为战列舰，因 为这是一种以火炮为主的舰船，在海 战中，用 这种军舰可组成“ 战斗线”。战列舰的排水量达7001800 吨，而舰上人员有 450750 名。 (图 7)上所示系“玛利亚皇后”号战列 舰，在西诺贝斯战役中，它是 拿希莫夫的旗舰。第四级的军舰是轻型的快速舰船，有三根桅杆和二层甲板。舰上装有 3050 门火炮，称为巡航舰。巡航舰可用来截取敌人交通线上的商船和进行侦察工作等。( 图 8)所示的“ 巴拉达” 号巡航
13、 舰（ 罔察洛夫曾学过乘此舰的游记）其长度为 52.7 公尺， 宽度航海模型制作基础知识作者：lrq5为 13.3 公尺，吃水为 6.6 公尺。舰上武装有 52 门火炮。“克尔维特”型舰和“ 克里贝尔 ”型舰属于第五级的舰船，是一种排水量 100500 吨的单甲板帆舰，其上武装有 35 门火炮。此种舰船主要作通信船和 侦察之用。尺度较小和装有较轻型火炮的“ 克尔维特”型舰船称为“什留浦”型舰，这种舰船主要在勘查和探险时使用。模仿它建造的有“勃里格”型舰（图 9）。“留格尔”型、“石葫那” 型和“ 琴得 尔”型舰船都是轻快的船只，其上装备 810 门火炮，全长 1520 公尺，宽度 35.5 公
14、尺，吃水 22.5 公尺。在海军舰队中，这些舰船专供执行侦察任务之用，也可作为通信船；而在商船队中，供沿海岸航线 快速运 输易腐货物之用。根据桅杆的数量和舰帆种类的不同，商船分成各种 类型，其名称经常借用军舰的名称，如“克尔维特”型，“什留浦”型，“ 勃里格” 型， “石葫那”型， “巴尔克”型， “勃里加吉那”型及“巴尔金吉那”型等。19 世纪期间,帆船已发展到相当完善的地步.由于国际贸易不断发展,要求以装载量大和航速快的船舶投入营运,“克里贝尔”型船最符合于 这个要求,因为这种船的船体长而尖,并且装有舰用风帆设备和加大面积的船帆。“克里贝尔” 型船的桅杆不是很高的，但其横桁要比军舰上的长。
15、 “克里贝尔”型船的受风面（即帆的面积）甚大，如 64 公尺长的船船帆面 积为 3450 平方公尺，其速度达 18 浬时，而当时的蒸汽货船的航速仅达 89 浬时。当时，一方面由于工厂的生产 迅速发展，而另一方面，销售市场和夺取殖民地的 竞争加剧，故对造船事业的要求颇高。17651766 年俄国， 保尔左诺夫发明的蒸汽机，经过一系列改进措施后，在造船 业中已被广泛地作为主机采用。19 世纪 初叶出现了头一批带明轮推进器的轮船。汽船造船 业开如迅速的发展。螺旋推进器替代了明 轮推 进器。船体开始用钢铁建造。蒸汽发动机也由低功率的并 经济上不合算的一次膨胀式蒸汽机改进为二次膨胀式，后来又改进成三次膨
16、胀式的蒸汽机。帆船 竞争不过汽船，开始失去原有的作用。当时建造舰船既用帆也用蒸汽机。 (图 10)上所示系半装甲巡航舰“海军上将”号，其长度为 87 公尺， 宽度为 14.5 公尺，吃水 为 6 公尺。19 世纪，在军舰建造业方面所 获得的成就很大，最主要的是俄国发明家及工程师们的功绩。1834 年，俄国发明家 施利捷耳建造了世界上第一艘金属潜水艇，上装有奇异的管子-现代潜望镜的稚型。1838 年 9 月，许多人目睹世界上第一艘 电动船（俄国学者 雅考彼建造的），在涅瓦河上逆流而上。1869 年，在彼得堡建造了当时 第一艘威力最大的“彼得大帝” 号装甲舰(图 11)。该装甲舰在武器的威力和装甲
17、的厚度方面，是盖世无双的。舰上装有四门 12 寸的主炮，分布在两炮塔上。舰体具有钢质装甲列板，列板中央部分的厚度达356 公厘。18771878 年俄土战争期间，水雷艇的使用甚为广泛，它的出现，给以后建造新型的 战斗舰-鱼雷艇打下了基 础。水雷艇的首 创人中尉马卡洛夫，后来成为著名的海 军上将和学者。当商船中出现了大汽船，在客 货运输航线上来回行驶，就不受天气的影响了。后在船机发动机方面，出现了较蒸汽机更为经济 的蒸汽涡轮机。俄国海 军舰 中第一舰以蒸汽涡轮机作为主机的是“ 诺维克”航海模型制作基础知识作者：lrq6号舰队驱击舰(图 12)，是 1912 年“普吉洛夫”工厂建造的。此舰的战术技
18、术诸元如下：排水量 1300 吨，长度102.4 公尺，宽度 9.5 公尺，吃水 3.2 公尺，机械功率 40000 马力。军舰的武器有 4 门 100 公厘口径的炮以及 2 台 450 公厘的双管鱼雷发射器。“诺维克”号舰队驱击舰是很多俄国的舰队驱击舰的原型。随着海军学术、远洋贸易的发 展和造船技术的提高，有必要使船舶专业 化。船舶可使用于军事目的和民用目的；内河或海上航行、载运旅客或货物，以及其他等等。 现在正建造着大量各种各样类型的船舶。有必要将船舶按其一定的特征区别开，即有必要分 类 。目前，所有船舶应按下列基本特特征分 类；用途、船行区域、建造船体的基本材料的种 类、发动机种类、推进
19、器种类。由于所有船舶分成两大类；挂国旗航行的民用船舶和挂海军旗航行的战斗舰和海军辅助船舶，因此船舶用途须按民用和军用分类。用途的分 类是最基本的，群述如下：按照航行区域分类：海船、停泊 场用船及内河航行船。海船本身又分远洋、近海、和沿岸航行三种。航行于各海洋港口之间的船舶属于远洋航行船舶。近海航行船舶通常是在同一海内各港口之间来往行驶。沿岸航行船舶供海岸附近航行之用。停泊场用船供港内水域航行之用。内河航行船又分河船和湖船两种。在江河上的航行条件要比海上简单和容易得多。因江河 较 浅，并且不 宽，所以不可能出现巨浪。而在海上就是另外一回事了。例如：黑海的深度达 2244 公尺，在其水面上（等于
20、411000 平方公厘）出现的浪涛达80 公尺长和 6 公尺高。所以非常明 显， 为了适应海一航行必 须使用船体强度、稳定性、不沉性、摇摆平稳性等方面较内河航行船舶良好的船舶。根据建造船体用的基本材料种类，船舶的分 类：木船（目前 阶段有几种河船类型， 渔船和运动用船）、钢船、钢筋混凝土船（主要是趸船、浮 坞、驳船等）、混合结构船（即船体由金属与木料混合建成的船舶）和用增韧材料建造的船舶（当作小船使用）。按照推进方法的不同，船舶有自 动的和非自动的之分。属于自动船舶类的有：划桨船（小艇、 28 桨的小船、大舢舨和各种运动用船）及机动船舶，后者按照发动机种类的不同又分：汽船（带往复蒸汽机和涡轮机
21、的船舶）、柴油机船或汽油机船（带有内燃机）、煤气 轮船（带有特种的发动机，以专门的煤气 发生器供给的煤气作燃料）、电动船（带推进器用电动机的船舶，电动机由船上专门的电力站供电）。属于非自动船舶类的有：被拖曳的船舶（驳船、平底船等）和帆船。按照推进器种类的不同，机动 船舶分螺旋桨船和明轮船两种。所有运动用船也有自已的分类，在 这儿我们不作研究。此外，船舶按照其它局部的结 构特征互有区别，例如：按照甲板的数目（单甲板船、双甲板船、三甲板船）；按照舱面建筑的数目和长度（具有艏楼、中央 舱面建筑、艉楼、三个舱面建筑及其他等）；按照构架系统（横构架系统或纵构架系统）及其他等等。在建造时，对于每一级民用船
22、舶都有一定的要求，这些要求必 须执行。至于这些要求是否已经遵守以及船舶的技术状况，均由苏联 河船或海船登 记局的相应机构 负责监督。航海模型制作基础知识作者：lrq71.2 舰船发展简史在原始社会里，人们只是依靠周 围自然环境来生存，没有生产工具，不能造船，但由于人 们在生活中的体验， 发现树木能漂浮在水上，那时就利用树木来作 为水上活 动的工具，同 时也知道用手拔水能帮助浮木前进。后来发 明了用杆来撑的方法 (图 1)。更后来偶然利用到有一部分已经腐烂的树木，人坐在上面 觉得更好一些。自从人类发现了火以后，就有意 识 地把树木烧空。在石器 时 代，人们利用石斧来挖掘出独木舟，模仿人手的形状，
23、作成了桨来使独木舟前进( 图 2)。但是制做独木舟所需的巨大树木，往往不容易找到，因此后来就用树枝编成骨架，外面包裹着树皮或 兽皮的小船(图 3)。并 创造了用芦 苇编成的小船 (图4)及用圆 木编成的木筏 (图 5)。为了防止波浪，在木筏上用树 皮或兽皮筑成 围墙，当顺风时，木筏前进得较快， 发现了风能推动船前进，因此就利用树皮，兽皮及后来的 织物作为船前进的设备，这便是帆船的开始。随着人类社会的 发展，造船也不断得到改进，根据资料证明，在纪元前四千年的一段时期，在地中海沿岸有些文化 发达较早的民族(如埃及人及罗马人)，已能制造具有内舷及盖复甲板等的大船及战船，有些是由三行桨来划行的 (图
24、6)。在大纪元前一千五百年的时候， 战船的艏部已有了冲角的构造(图 7)，那时战 船上的武器是由各种刀枪及弓箭等组成，战斗都是以接舷 战来解决的，冲航海模型制作基础知识作者：lrq8角用作为冲撞敌人的战船用。当 时的战船虽然有桨和帆的 设备，但 桨是推动船的基本动力，而帆仅作为辅助用。自从我国发明了罗盘和火药并应用在舰船上以后促使航海与造船事业向前发展了一大步。罗盘针的发明给航海带来很大的改变，并在造船上也有了很大的影响，人们由靠近沿岸航行而进步到远离海岸的大海洋去航行，因此就要求建造更坚固、更大及更有良好航海性能的舰船。随着火药的发明，炮被应用在战船上。但那时速度和射程都很小，要增强火力，只
25、有增加炮火的数量，由于炮的增多，安放位置就成问题，因为甲板上有很多索具，不能全部安装在甲板上，这样就促使建造多层甲板的战船(图 8)。由一炮的发展和改进，促使战船的防护设备及结构随着改进。射击武器的成长与发展，同样在舰船的防御 设备 及结构上得到进步。到了十九世纪，出现了代替帆的蒸汽机及出 现了代替木材的 铁用到造船上， 这就为造船事业的发展提供了良好的条件。公元一千九百年，开始了普遍用钢造船并用机器推动螺旋桨来使船前进。在动力方面也有了很大的发展，由蒸汽机、透平机以到内燃机、电动机等不断的在 进步。由于科学的发达，现代造船上 应用了电焊；并且可以计算出舰船前进时所受到的水阻力。以上就是整个舰
26、船发展的简单概况。我们祖先很早就开始了造船和航海事业，并且在人类历史上会作出了光辉的贡献。早在战国时代( 公元前五-六世纪)在长江流域的楚、吴、越各国已经有了舰队。如左传 上记载有：“吴徐承，率舟师自海入齐” ，这说明他 们已经把船用于战争了。吴国的伍子胥 还 把战船分为“大翼”、“小翼” 、“突冒”、“ 楼船” 、“桥船”五种，可见当时造船事业的发达。到汉武帝时代，楼船高达十余丈。三国时代曾发生过著名的赤壁之战。晋朝王 濬所造成的战舰，方有百二十步，能载二千余人， 舰上还建有木城和楼橹( 了望台) ，四面开着大 门，能 骑着马在上面来往。那时中国和印度的海上交通已 经很发达了。航海模型制作基
27、础知识作者：lrq9当 时我国造 的商船很 大，而且 也很牢固， 有的船曾 经过十三 夜的大风 浪没有沉 没，能装 载二百人 用的粮食 和淡水等 到在海上 航行三个 月，并且 应用了指 南针，由于 造船技术 的进步， 我国的航海事业发展也很快。隋唐两代，中国商人已经到红 海等地进行贸易，波斯湾常有中国商船往来，当 时我国所造的海船长达二十丈，能装载六、七百人。到了宋代，我国的航海事业更加 发达，南宋 时代特别奖励海上 贸易，这样就刺激了造船事业的进一步发展，那时的大船已经可乘千人， 载重达三十万斤，船中小室有六、七十 间，有兵器以防海盗，又有小舟以接运柴火，设备已相当完善，当时我国的商船 队在
28、南中国海和印度洋是最活跃的，各国的商人都愿意乘坐中国的商船，因为我国的商船构造 坚固，多桅多帆，而且又应用指南针，创造了避水舱，即把船分隔成互不相通的许多部分，避免触礁沉没，比 较安全可靠。这种办法，在欧洲的造船设计上，都是相当近代的事。当时我国对于造船航海的技术，实已达到了凳峰造极的境地。欧洲各国在十八世纪的时候，还只有三桅船，而我们在十三世纪的时候，就已使用十桅十帆的大船了。那时的波斯船和阿拉伯船都很小，造船还不晓得用铁钉，只用椰子树皮制成的绳索来缝船，再用脂膏和粘士涂塞 缝孔，不很坚固，抵抗风暴的力量不强。所以在那些年代，波斯船和阿拉伯船轻易不出波斯湾和 红海，在印度洋往来的，正是我国刻
29、苦勤劳的祖先们所建造和驾驶的大海船。到了明朝，郑和通使西洋(公元 1405 年)共建造了六十二艘大船的 舰队，每艘长四十四丈，宽十八丈，载将士四千多人。郑和先后出国七次， 远越印度洋，到过南洋各岛、印度、波斯湾及菲洲，直抵东菲海岸，这些伟大的航海事迹，比哥伦布时 代还 早八、九十年。在满清时代，也有不少舰船。公元 1865 年，在上海建立了江南造船所，开始建造和修理舰船。一千八百九十四年中日黄海大战时，中国 舰队 的旗舰“ 定远号”的排水量达七千四百三十吨。但由于 满清政府的腐败，海军官吏的无能与失职，这场战 争失 败了。辛亥革命后，帝国主义加紧对 我国的侵略，在蒋介石的反 动统 治下，我国的
30、造船工业和其他工业一样，遭受到严重的打击，在解放前的几十年中，我国的造船事业没有得到发展，许多造船厂成了拆船厂，同时造船人才也寥寥无几。解放后，在党和政府的正确领导 下，造船工 业得到迅速的发 展，特别是苏联及各人民民主国家无私的援助，更是在我国造船工业的 发展上起了 积极的作用。航海模型制作基础知识作者：lrq10第二章 舰船构造2.1 舰体结构要了解舰体的结构，必须要知道 舰体在水中可能遭受到的一切外力，据此以计算舰体的强度( 包括舰体的总强度及一个或一组构件的局部强度)，然后才能决定舰体各构件的尺寸，以及如何构造。舰体所遭受到的外力，可以分 为两种，一种是作用在整个 舰 体上的外力，另一
31、种是局部所受的外力。作用在整个舰体上的外力，使 舰体产生下述现象：纵向弯曲 当舰船处在静水中静止时，作用在舰船上有重力和水压力，重力是由舰体本身重量、机械、燃料、武器、弹药及其他载荷的重量所组成的合力，其方向垂直向下通 过舰船的重心；舰船浸水表面的各点上所受静水压力的总和，称为 浮力，其方向与重力相反，作用在 舰船浸水体积的几何中心。通常重力和浮力沿长度的分布是不一致的，如 图 10，我 们看到在某一部分重力超过水压力，而另一部分 则相反，相抵消的结果，剩余的力迫使 舰体产生如图 10和梁一样的弯曲变形。为了保 证舰体的强度， 应使载重合理地分布在长度上而且不应该在局部集中过重的载荷。当舰船处
32、在波浪中时，则产生中拱和中垂现象。此时假设波长等于船长 ，因在 这种情况下受力最严重，波高设为 1/25 船长(在小船上设为 1/20 船长)，并且假设舰船 “放置在波浪中”，即当作静力问题来考虑而不计及惯性力。当做强度计算时所考虑的中拱现象是假设，波峰在舰体中部，波谷在两端，此时浮力集中于中部，致辞使舰体中部拱起两端下垂，发生弯曲变形。此时舰体上部受 张力，下部受压力如图 11- 所示。为使舰 船之载重情形发生可能最大的弯曲力矩起见，中部各 舱室设为空舱，两端设为满舱。中垂现象与前恰相反，即波峰在两端，而波谷在中部，此时浮力集中于两端，致使两端翘起而中部下垂，发生弯曲 变形，此 时上部受力，
33、下部受张力如图 11- 所示。上述受力情况，往往为连续交替地 产生，因而对舰船结构影响最大。横向变形 舰船处夺静水中，由于重力及水压力经常作用，可能使舷板、甲板及底板在横向产生变形，如图 12(1)及(2)所示。当舰船置于船坞中时，因失去浮力的支特，其本身的重量将使舰体引起如图 12(4)之变形，舷部由于支架作用也可能向内凹进。航海模型制作基础知识作者：lrq11由于摇摆的惯性力而产生的变形 舰船在波浪中摇摆时，甲板上载重及上层建筑等所产生的惯性力与作用在舰体上之水压力形成力偶，引起甲板构件与舷部之 间的扭转， 发生横向变形，如图 12(3)所示。局部受力 舰体局部受的外力是由下列因素产生的：
34、如射出炮弹及鱼雷时的反作用力；当舱室进水时隔墙上所受之水压力；当舰船运动时在部分外壳板上所受的动水压力及波浪冲击力；宛座及机座下的集中受力；由机器及螺旋桨作用而引起的振动；舵上的水压力等。舰船的各种受力情况，已如前述，因此作为一艘舰船而言，应该采取怎样的构造，才能适应海洋中各种不同情况而不致损坏，这就成 为舰船建造学中讨论的主要 问题。 舰船外壳的各个部分布亦应与外力作用的影响相适应，以便在重量最轻 的条件下， 满足舰体的总强度及局部 强度。由此看来， 仅由钢板组成的水密围壳，是无法承受各种外力的，因此一个舰体应包括各其本组成部分：外壳板：舰体舷部，舭部及底部的水密外壳。甲板：由上面复盖舰体内
35、部容积的水密围壳。双层底板：水密及油密的内部围壳。舰体构架：由纵、横向的钢材组 成， 为壳板形成了坚固的骨架。水密隔墙：是垂直的纵、横围壳，将舰体内部分为各种水密 舱，并增加舰体的强度。除了上述舰体的其成组成部分之外， 还有各种局部的增强结 构。 组成舰体各构件的名称及其所在位置可参看(图 13)。现把一些主要的构件分述于后龙骨 龙骨是能过舰体基本的由艏柱到艉柱的一个主要的纵向构件，其断面形状是简单型钢或组成型钢。当舰船在波浪中航行时，它要承受纵向弯曲时的力；当舰船搁浅或进坞修理时，它要担负舰体大部分的重量，并有保护底部的作用。小船上龙骨是由锻钢或锻铁制成，在大船上则由钢钣制成。龙骨的种类有下
36、列几种：立龙骨：这是一种旧式龙骨，由木龙骨演化而来，位于船底中央，断面为长方形的一根钢梁(图 14-)，其两端分 别 与艏柱及艉柱嵌接。为了提高强度，需增加龙骨的深度，但由于连 接上的困 难， 长方形的钢梁又 为多层钢钣所代替( 图 14-)。立 龙骨的缺点是重量较大，暗加吃水及进坞和搁 浅时 不能稳定。但是，由于它突出船底，因此可起一部分防止船体 摇摆的作用；航海模型制作基础知识作者：lrq12同时构造成上也比较简单。现 在这种龙骨只用在小艇、舢板及木船上。平龙骨：为了减轻重量，龙骨的式 样和尺寸不断地改进，逐渐出现 了现代舰船所常用的平龙骨。平龙骨是由 舰底中央较壳板稍厚的钢钣(一层或二层
37、 )，即平 龙骨板和垂直此平龙骨的钢钣即中央龙骨立板，以及复盖于中央龙骨立板之上的 龙骨盖板三者所组成，形成了很坚 固的工字形结构，如图 15 所示。槽龙骨：在大型军舰上，为保持足够强度以承受重大的纵向弯曲及在坞中的受力，增加了龙骨立板而形成槽龙骨。槽龙 骨是由两个约二公尺高，18-20 公厘厚之龙骨立板所组成，它们 穿出内底约 0.8-1.0 公尺，下面与底部平龙骨板相连，上面盖有盖板，如图 16 所示。槽龙骨前后延伸形成了长方体形的水槽，可装淡水及锅 炉用水，中间还可以通管路。在艏、艉两端，由于较狭，仍改成平龙骨。槽龙骨受力较大，但重量也大，且凸出于内底，在构造和使用上都增加了许多麻烦，后
38、来改变成地道式 龙骨，如图 17 所示，构造与槽龙骨相同，但不凸出于内底。翅龙骨：现在一般舰船均装有翅龙骨。它与上述龙骨用途完全不同，是用来作为防止舰船摇摆的装置，位于 舰体两侧舭部，其长度约为舰长的一半，如图 18 所示。壳板 外壳板(简称壳板)是沿底部与舷部将内部容积与水分离，并作为纵 向、横向及局部强度中坚强连接的水密围壳。壳板使舰船能浮于水面而不沉，并 给出舰体外形；在舰船服务的过程中，外壳板承受着水压力，在静水中及波浪中的 纵向弯曲及横向压缩，并将所受的力向构架传 布，所以在壳板上经常承受着各种不同方向的张力和压力。航海模型制作基础知识作者：lrq13壳板是由钢钣组成的，为着减少接缝
39、及避免强度的损失，应选择 大块的钢钣。在铆接的舰船上，壳板是沿着纵向排列的，如图 19- 所示因 为这样排列可以承受较大的弯曲力矩，而 这对于舰船的总强度是很重要的。在 焊接的船上则多为横向排列，如 图 19-所示，但也有用纵向排列的，横向排列的优点是便于分段建造。钢钣长边相接的叫接缝，短边 相接叫接端，在 纵向排列的壳板中，短边连接成的一串 钢钣叫做列板，列板由于所在位置不同，又可分为 平龙骨列板、 龙骨护板、底部列板、舭部列板、破冰列板、舷缘列板等，如 图 20。各列板之受力不同，故其厚度均随其位置不同而有变更。一般来说，平龙骨板、舭 部列板、破冰列板及舷缘列板均应较厚，下部者又较上部 为
40、厚，厚度之增加及减少均是逐渐的用铆钉连接壳板时，接端要比接 缝多加一行铆钉，且相邻钢板的接端决不能在同一直 线上，至少要互相错开二个肋骨间距；同时应尽量避免在同一肋骨间距内有很多钢板的接端，以免造成弱点集中的缺点。内外搭接法：将一块钢板直接贴在肋骨上， 这块钢板称为内搭板，然后在上面搭以另一块垫板上， 垫板与肋骨同宽，如 图 21(2)所示，这种方法应用较广，缺点为表面不平坦，而且由于需要垫板，增加了重量。鱼鳞搭接法：钢板排列好像鱼鳞一样，一 块搭住一块， 钢板与肋骨之间填以楔形垫板，如图 21(1)，这种方法在以前应用很广，现在仅用在舢板上。挤合壳板法：这是最普通使用的方法，每块钢板都与肋骨
41、紧接，接缝处用机器压成卷边，如图 21(4)所示。可以把每块钢板的一边做成卷边，也可以把一块钢板的两边都做成卷边，这样 只要半数的钢板卷边就够了。后一种方法 较为经济，但为修船时造成不便。航海模型制作基础知识作者：lrq14挤合肋骨法：与挤合壳板法正相反，它是将肋骨压弯以代替 垫板而与壳板直接接合，如 图 21(3)所示，这种方法做起来比较不容易。平坦连接法：无论接缝、接端都用 对接，附加一狭 长搭板安置在 舰壳内部，延伸至整个船长，在内搭板间隔内钢板与肋骨之间仍须加垫板，如 图 21(5)所示，这种连接法很美观，有较好的外形，内搭板并能增加纵向强度，但使舰体重量增加很多，是其缺点。双层板在军
42、舰上应用在龙骨线上， 锚链孔及推进轴出口处 。壳板上的孔口，例如循环唧筒接管口也要用补加双层板加强。军舰上壳板接缝的构造与商船不同。在商船上接缝通过纵 向构件之间，交 缝避免在纵向构件上，因为这样很难达到水密，在不得不在 纵向构件上相交时，采用交错咬紧的方法( 如图 22)。在军舰构造中，接缝故意放在 龙筋或龙骨立板的下面，由此而形成双层的壳板并不是多余的、浪费的材料，而是与纵向构件的一边连 在一起更加加固了它的强度。这种构造方法在苏联广泛采用而在其他国家尚末见采用过。图 23- 表示大型驱击舰壳板接缝的构造，这种构造在制造时较复杂，但是增加 龙筋的强度。在 战列舰上壳板接缝故意设在纵向构件之
43、下(图 23-)，这种构造加强了龙筋，增加了舰体总强度，同时增加壳板在水压力作用下的坚固性。电焊连接时，壳板的钢板可直接 焊在构件上(如图 24)。军舰 壳板的一般构造，如图 25 所示。甲板 甲板是由上部限制船体内部容积或分隔内部容积为上下几层的钢板和构架的总和。甲板的钢板是指不带构架的钢板组合。甲板保证了舰船的水密及不沉性，它是 舰体主要组成部分之一。在强度上承受纵向弯曲及横向压缩，支持其上的载荷、武器及其他装置等，在有装甲的军舰上，甲板还作为支持舷装甲之用，装甲甲板保护舰内重要部分，抵御炮弹及炸弹片之攻 击。航海模型制作基础知识作者：lrq15甲板的名称由其所在位置而定，舰体最上层自艏至
44、艉的连续 的甲板，称 为上甲板，上甲板之上有局部甲板：在船首者，称为前甲板(在商船上称为艉楼甲板)；在船尾者称 为后甲板( 在商船上称为艉楼甲板)；在中间者称为上层舰桥甲板，上甲板以上的一切局部甲板，可以统称为上层建筑甲板。上甲板以下的一 层称为中甲板或第二甲板，再下一层为下甲板或第三层甲板。上甲板以下不能通达全舰 的甲板，称为平台，居住甲板也不通达全 长，再下面就是内底了，如 图 26所示。甲板钢板是按纵向排列的，在 焊接时为横向排列，和壳板的布置规则相同，如图 27 所示。甲板钢板的连接，通常采用搭接和对接的方法，如图 28。与舷部连接的一列甲板钢板，称 为舷缘甲板，看图 27。它在舰体总
45、纵向强度中占着重要的地位，较其他钢板 为厚，而且不得开口。舷缘甲板与舷板用一圈围密角钢连接，称为舷缘 角钢，可以防止甲板漏水。甲板上如有管路及桅杆等通过，则在甲板开口处周围必须 增添一层钢板，以补偿该处因开孔而 损失的强度。但在开口很大，甚至需要切断横梁时，就需要特殊的结构了。被切断的横梁称为半梁，在较大舱口周围要另上相当高的航海模型制作基础知识作者：lrq16垂直板称为舱口围栏板，把所有的半梁与 围栏板连接，再由围栏板将受力传至加强横梁上，围栏板与甲板钢板也用角钢连接起来。此外，在舱口四周的甲板上必须加双层板以补偿该处之强度( 图 29)。甲板不但要有足够的强度，还 要有很好的水密性。上甲板
46、只要将所有钢板之接缝，接端处俭缝即可。上甲板以下的甲板，因为有肋骨穿 过，必 须开孔，在焊接的船上是以小块钢板将缺口焊补，在铆接的船上，则在缺口四周围以围密角钢来取得水密(图 30)。由于甲板钢板表面较滑，尤其在下雨、下雪时更甚，而且钢板也容易导 音导热， 为了这些原因，一般舰船常在上甲板上装木甲板，上甲板以下的甲板则多用油地毡复盖。木甲板和油地毡最大的缺点是容易着火，所以为了避免作战时发生火灾，木甲板及油地毡在作战前最好拆除。木甲板的结构如 图 31。在 铺木甲板之前，甲板上必须先涂上防 锈漆，以免生锈，木甲板之接缝、接端，必须充填麻丝、油灰等填料，以保持水密。舰体构架系统 舰体是由各平面
47、结构-甲板、壳板、隔 墙、内底及固定在训平面下的构架所组成。而舰体构架是由相互垂直并互相支持的纵横件所组成，是用来构成舰体 轮廓；建立平面结构的坚固性及保证舰体总强度。由纵向弯曲及横向压缩 而产生的总的力及由局部水压力， 龙骨枕木的压力(在船坞中时)，发炮 时反作用力及载重所产生的局部的力都作用到舰体构架上。所有的力及力矩都要引起 压缩、伸 张及弯曲的变形。结构力学根据受力情况将各排梁中的构件区分为主向梁及交叉梁；前者是相互平行的， 为数较多的，在交点上是连续通过的梁；而后者与前者垂直， 为数较少，在交点上是被切断的或不被切断而从主向梁之上通过的梁。根据梁的布置方向区分舰体构架不同的构架系统。
48、如果主向梁在舰船的横方向，则称为横式构架系统；如果沿着纵向， 则称为纵式构架系统；如果在两个方向都有，则 称为混合式或纵横式构架系统。主向梁是主要构件，在构造上它有这些特点：1、是连续的，与其相交而在另一方向通 过的是间断的，如图 32龙骨立板是主要构件；2、用连续的连接零件将它与壳板固定接合，如图 32肋板是主要构件；3、相互之 间的距离较密集，如图 33，表示底部构架，一为纵式另一为横式。航海模型制作基础知识作者：lrq17纵式构架系统中主要构件-纵肋骨与龙骨立板，将底部所承受的压力传至横隔墙上；横式构架系统中主要构件-肋骨，将底部所承受的压力传至舷部及纵隔墙；混合式构架的压力传至隔墙及舷
49、部，其分配由构件的强度决定。图 34 表示不同系 统的底部构架，可以作为分析构架系统的典型例子。图(1)表示横式系 统，底部肋骨 连续地横过舰体，构架格子沿着横向，这种系统中通常没有内底。图(2)表示纵式系统，构架格子沿着纵向，这种系统通常都有内底。混合式系统有两种情形：一种是底部构架由纵横交叉的构伯所组成( 图 34 之3、4)；另一种在肋骨面上是不一致的，例如在甲板及底部是纵式，而在舷部 则是横式的(图 34 之 5)，因 为纵向构件如布置在 载重水线附近对承受纵向弯曲无益。横式构架系统 横式构架的基本部分就是肋骨及横梁，它们承受着作用在 舰体上的横向作用力。为了联接横向构件并保 证纵向强度，在底部、舷部及甲板部尚有 龙骨立板、 龙筋及加强纵梁等纵向构件。芘分别叙述如下：肋骨 由各种型钢做成(，工，L) 与壳板铆接或者焊接，是舰体横方向的重要结构，和人体之肋骨相似，一档一档地，自艏至艉地排列在舰船的横剖面上，在单层底的船上，它是以中央 龙骨立板开始，沿壳板一直上升至上甲板为止；在双层底的船上则从舭部内底板的缘板开始，沿底板直达上甲板。肋骨上端用三角托板与横梁相连，在穿过下甲板 时亦如此；其下端则用翼板与内底板的缘板相连，或
