登陆注册
12463100000006

第6章 舰船的基本性能(1)

舰船在江河湖海中航行,为了适应水上运输或执行各种航行、战斗和水上作业等任务的需要,必须具备一定的使用性能和航海性能,才能保证安全有效地航行。舰船模型同真实的舰船相比,结构要简单得多,又没有恶劣的自然条件影响。但是,为了使舰舶模型安全、稳定、快速地在水面上航行,也要对舰船的航海性能有所了解。

一、舰船的使用性能

1.民用舰船的使用性能

载重量——船舶的运输能力。

载货吨位或容积——船内所有能利用的空间。

专用设备——根据船舶的用途而专门配备的各种设备,如装卸设备、系留设备、救生设备、捕捞设备、观察通讯设备和军用舰艇的各种武器装备等。

航行速度——船舶航行的快慢、续航力,即船舶一次加足燃料、淡水和食品后连续航行的时间。

居住性——旅客、船员在船上生活条件的优劣等。

2.军用舰艇的使用性能和航行

性能(又叫做舰艇的战斗力)

攻击力——舰艇利用本身配置的各种武器装备如火炮(包括机枪)、鱼雷、水雷、深水炸弹、导弹等向敌人实施攻击。

防御能力——舰艇利用自己的构造和设备如各个战位的装甲结构、双层底、防雷舱、保护色、烟幕施放器、破雷卫,防毒设施及各种损害管制设备等防敌攻击、保障安全的能力。

观察能力和通讯能力——艇在执行任务时为了尽快发现目标,统一指挥战斗,保证互相协同作战而应用如雷达、光学仪器、红外线夜视仪、声呐、各种无线电通讯器材、各种视觉及其他通讯方法的能力。

二、舰船的航海性能

舰船在海上航行必须具备以下条件:

第一,能够装载规定数量的载重而浮在水面上。

第二,当受风浪冲击,以及旅客、货物在舰船上移动时,舰船只产生一定的倾侧而不致倾覆;当外力作用消失时,舰船有回复到它原来正浮状态的能力。

第三,舰船在海上发生触礁、碰撞或遭受敌人攻击而致损伤等事故时,仍能保持不沉不翻的浮态。

第四,应有较高的航速和消耗较小的机器功率。

第五,有较好的航向稳定性和敏转性。

第六,在波涛汹涌的海面上航行时,不致有猛烈的摇摆,以免船员、旅客晕船和妨碍舰船机器设备的正常运转及武器的准确发射。

综上所述,能够正常航行的舰船必须要有足够的结构强度和良好的航海性能。舰船的航海性能指标如下:

1.漂浮性

舰船的漂浮性是指舰船在满载的时候仍能漂浮在水面上的能力。

舰船漂浮在水面上,一方面受到船体本身的重力作用,另一方面受到水的浮力作用。船体受到的重力和浮力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。重力的作用中心叫做重心,它取决于船体和货物的重量分布情况。浮力的作用中心叫做浮心,它取决于船体浸没在水中的几何形状,它是船体在水下部分的几何中心。

图1-2-1重力和浮力的平衡如果船体的重心在船体中央,船体呈水平状态漂浮在水面上,这时候浮心也在船体的中央,如图1-2-1a所示;如果船体的重心移到船体前部,船体向前倾斜,浮心也移到前部,如图1-2-1b所示;如果船体的重心移到船体后部,船体向后倾斜,浮心也移到后部,如图1-2-1c所示。

根据阿基米德定律,舰船受到的浮力等于它所排开的水的重量。在体积相同的情况下,如果船体比较轻,浸没在水面以下的体积就比较小,或者说吃水浅;如果船体比较重,浸没在水面以下的体积就比较大,或者说吃水深。当船体重量增大到一定程度后,整个船体就会淹没在水面以下,甚至下沉。为了使舰船有足够的漂浮能力,一般舰船浸没在水面以下的体积大约只占船体体积的1/2。

如图1-2-2所示,a重力、d压力、c浮力,舰船在水中受到水压力的作用时,左右两舷的压力相互平衡,船底的压力D与船只本身的重量P相平衡。由阿基米德定律可知:浮体的重量等于它排开同体积水的重量,即D=ρV=P图1-2-2水压力沿横剖面分布情况式中:ρ——水的比重,单位为吨/立方米,ρ(淡水)=1吨/立方米,ρ(海水)=1.025吨/立方米;V——船的排水体积,单位为立方米。

已知舰船模型的线型图,其排水体积V可按公式求得:

V=δLBT

式中:δ——方形系数(也称排水体积系数);L——设计水线长;B——设计水线宽;T——设计吃水。

如果没有供参考的方形系数值,不便用上式求排水体积,也可从体型图求出每个横剖面面积,并将每个横剖面面积值按站号标在直角坐标系中(纵坐标代表横剖面面积值,横坐标代表船长),如图1-2-3所示,绘出横剖面面积曲线,再用梯形法求出横剖面面积曲线与横坐标所围成的图形的面积值,即为舰船模型的排水体积V。

图1-2-3横剖面面积曲线舰船的平衡条件为:

第一,重力P与浮力D作用在同一垂直线上;

第二,排水量等于船的全部重量,P=D。

舰船必须在载重水线以上留有若干水密体积,以备在特殊情况下,例如航行在风浪险恶的海面或遭敌攻击而破损浸水时,仍然具有一定的浮力而免于沉没。该水密体积称为储备浮力,如图1-2-4所示。

图1-2-4储备浮力(图中阴影部分为储备浮力)储备浮力的多少一般可用静浮满载水线至干舷甲板垂直范围内所有沧水不能进入处的总容积乘以海水的密度来表示。因此,在运输舰船的舷侧都画有载重线的标志,各港口的港务局必须监督每艘出港的舰船吃水不超过载重线标志,使其保持足够的储备浮力,保证航行安全。

在不同的航线和季节,由于海上风浪情况不同,允许具有不同的储备浮力。一般在夏季的热带水面或淡水区域,因风浪较小,干舷可小些;冬季,特别是在波浪滔天的北大西洋区域航行,干舷应增大些。为了保证船舶有足够的干舷,其吃水不应超过一定限度,为此,在船舶船体中部两舷都标绘出载重符号——载重线标志,如图1-2-5所示。

图1-2-5船舶吃水线与载重标志它指示船舶在不同航区、季节时的最大吃水标志。圆环两边的字母代表核定载重线标志的船舶检验机构名称的缩写:

ZC——中华人民共和国船舶检验局

AB——美国船级社

LR——英国劳氏船级社

JG——日本船级社

BV——法国船级社

PC——前苏联船舶登记局

NV——挪威船级社

图中横线旁的各个字母代表的含义为:

RQ——热带淡水区载重线

Q——淡水区载重线图中符号

R——热带载重线

X——夏季载重线

D——冬季载重线

DBB——北大西洋冬季载重线

2.稳定性

舰船的稳定性是指舰船在有限的倾侧力作用下不倾覆,倾侧力消失后能回复到正常状态的能力。例如,在海上航行的船舶在波浪的作用下,其摇摆不能过于急速,如果摇摆过于急速,会破坏船体结构,会使操作困难,对于军舰来说还会影响炮火射击的效果。

舰船在航行中受到侧面的风浪作用会产生倾侧。假设船体向右倾侧,如果船上货物不移动,重心位置就不会有变化。但由于左面一部分体积露出水面,右面同样大小的体积浸入水中,因此浮心向右移动,此时会出现3种如图1-2-6所示的3种情况:

图1-2-6船舶的稳定性如果重心比较低,或者船身比较宽,浮心向右移动相对比较大,浮力作用线就会移到重力作用线的右侧。这时候,浮力的力矩会使船体回复到正常状态,如图1-2-6a所示,这种浮力的力矩称为复原力矩,其作用的平衡状态称为稳定平衡。

如果重心比较高,或者船身较窄,浮心向右移动相对比较小,浮力作用线在重力作用线的左侧。这时候,浮力的力矩会继续使船体倾侧,如图1-2-6b所示,这种力矩称为倾覆力矩,其作用的平衡称为不稳定平衡。

另外,如果重心在浮心的下面,船体倾侧后,浮力的力矩一定会使船体回复到正常状态,称为中性平衡,见图1-2-6c。因此,重心、低于浮心的舰船一定是稳定的。但是,需要注意的是1-2-6图中的b和c的情况在实际舰船上是不允许出现的。

从图1-2-6中可以看到,浮力作用线同船体的中心线相交于M点,M点叫做稳心。当稳心高于重心的时候,舰船是稳定的,当稳心低于重心的时候,舰船是不稳定的。稳心到重心的距离叫做稳心高度,稳心高度越大,船体的稳定性越好。一般舰船在倾侧10~15度的情况下,稳心高度大约从零点几米到几米。舰船模型的稳心高度可以按比例缩短。

那么,如何才能使舰船具有良好的稳性呢?

第一,应尽量降低舰船的重心;

第二,增加船宽;

第三,保持一定的干舷。

但是,还需要注意船宽过大、重心过低的舰船,重力与浮力作用线之间离很大,因而形成的复原力矩也会很大,这样的舰船在波涛汹涌的海面上左右摇摆频率较高,对人员工作和设备运行不利。

3.摇摆性

舰船在外力作用下,产生左右横摇和前后摇摆的运动,称为摇摆性。舰船摇摆的方式主要有3种:

(1)横向摇摆:指船舶的横向惯性力矩与复原力矩交互作用绕纵向轴而产生的摆动。

(2)纵向摇摆:指船舶纵向惯性力矩与纵向复原力矩相互作用绕横向轴而产生的摇摆。

(3)垂向摇摆:即升降运动,指船舶垂直方向运动的惯性与浮力相互作用而产生的运动。

同类推荐
  • 中医诊断学学习指导

    中医诊断学学习指导

    《中医诊断学学习指导》是以朱文锋主编的21世纪教材《中医诊断学》为蓝本,按最新教学大纲确定学习目标与任务,明确重点、解释难点,并按知识点设计题型的辅助教材,力求使整门课程繁多的知识体系系统化,以便学生熟练掌握中医诊断学的基本理论、基本知识、基本技能,掌握《中医诊断学》的做题方法,起到明确思路、提高分析问题、解决问题能力的作用。
  • 教学设计,让学生喜闻乐见

    教学设计,让学生喜闻乐见

    本书通过介绍东西方课堂设计的理论和教学策略,总结国内外课堂教学改革的成功经验,为教师进行有效的课堂设计提供切实的指导和帮助,更加培养教书与读书的信念。
  • 青少年应该知道的奥林匹克知识

    青少年应该知道的奥林匹克知识

    《青少年应该知道的知识小百科》共12册,是专为中国青少年量身定做的一套全方位知识图书。《青少年应该知道的知识小百科》涵盖了青少年成长过程中不可或缺的历史、科技、军事、文化等不同领域知识精华。本丛书旨在启发青少年学习积极性,积极引领中国青少年朋友走向未来,使青少年朋友们能够在轻松与快乐中学习知识、健康成长,是广大青少年学习新知识的理想读物。而这本《青少年应该知道的影视艺术知识》更是系统全面讲解影视知识,使青少年轻松学会。
  • 词海拾贝(精彩的语言艺术)

    词海拾贝(精彩的语言艺术)

    字、词、句,简简单单的三个字,承载了中华几千年的文化。无论是华美的诗歌,还是浩渺的历史,都要通过字、词、句来记录;无论是济世救人的医学,还是浩瀚无边的天文学,都要通过字、词、句来传承;而至于书法、绘画、音乐、舞蹈,乃至劳动、饮食、社交等等,无一不与字、词、句息息相关。《精彩的语言艺术:词海拾贝》囊括汉语语汇中最精华的俗语、成语、典故等,涉及中外历史、文学、政治、哲学、教育、风俗、饮食、服饰、称谓、地名、官职、艺术等,将奇思,妙语,精彩段,一网打尽。语言就是在进行一种心与心的交流,进行一种美好的对话,在阅读中领悟,在借鉴中进步,潜移默化,笔端生花。
  • 语文新课标课外读物:绿野仙踪

    语文新课标课外读物:绿野仙踪

    现代中、小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界蓝天。否则,我们将永远是妈妈怀抱中的乖宝宝,将永远是温室里面的豆芽菜,那么,我们将怎样走向社会、走向世界呢?
热门推荐
  • 初二的夏天

    初二的夏天

    在一个炎热的初夏!两个灵魂激情的碰撞,开始一段忘我的爱情
  • 高唐梦

    高唐梦

    李饮家贫,从小习毛体,喜诗词,上高中不久,便开始了大唐开元之旅。本书风格写实,文笔先下重墨,之后会浓淡相宜。——这是芹菜的第一本书,肯定会有许多不尽如人意的地方,真心希望得到大家的宽容、理解与支持。——以下附庸风雅——香草美人,当从那馨香之物始。至于仗剑去国,游历天涯的情志,大唐除了这白之侠气和饮之儒雅,竟是难寻其右。饮穿大唐,唯有缚鸡之力,未得莫测神功。此人生存之道太差,只运气极佳,又因儿时于那诗词歌赋的些许嗜好,竟在大唐成了正果。至于正果究竟为何物,以愚拙见,当是免不了正头娘子以齐家,偏枕美妾以风流。再如治国、平天下者,当是凭栏浊酒咏醉之词,不足为据,只做流年笑谈罢了。
  • 腹黑小姐别太狠

    腹黑小姐别太狠

    无意帮他狙击杀手,他却还想赖着她,她转身,只留下一个华丽的背影给他,任由他在身后狼狈得咬牙切齿……10年忍辱负重的她不反击并不代表她懦弱,随着身世之谜逐渐明朗,杀父弑母之仇也是时候了断,欠了的血债总是要还的……李傲雪脸上那抹富有深意嗜血的笑容,让人发寒,她在等着钟声的响起,那是她与这里的终结,不!应该是说开始……
  • 在聊天中发现机会

    在聊天中发现机会

    本书精心策划,言简意赅,从实例分析了聊天对事业的积极性,以及在社交场合中怎样去与别人聊天的方法,让读者从中有所得,为事业加分。
  • 以星恋心

    以星恋心

    看似完美的爱情,总会存在缺陷,毕竟世上没有真正的十全十美;当得知真相后,还会继续坚持自己所爱吗?好不容易遇上的幸福,最终会不会眼睁睁的看着它消失呢?
  • 沂蒙山传奇

    沂蒙山传奇

    这是一部你看了会上瘾的作品,在这里你既能看到国家情民族义,也能看到独属于沂蒙英雄的乱世爱情和兄弟情义。
  • exo承诺太伤醉了那个夏

    exo承诺太伤醉了那个夏

    青春是不是真的很短,一掠而过,我们还没来得及及珍惜彼此,就已经分离,经历了年少轻狂的梦,暮然回首,你们,原来早不在我身边,还好,我们的故事,早已被我记下,至少,我还可以回顾我们的点点滴滴啊……哭花其他的作品:《轻轻一瞥你的似水流年》,《对不起错过了你的青春年华》
  • 中外推理故事精选(下)

    中外推理故事精选(下)

    “中外推理故事精选”包括上下两册,精选了近百篇探案故事、探案小说,本套丛书具有很强的系统性、权威性和完善性,是全方位展示国内外探案作品的经典版本,是青少年读者的良好读物和收藏佳品。下册包括揭露罪行、预测真相、抓捕逃犯、周旋追踪、破获奇案的故事。
  • 极品校草王天傲

    极品校草王天傲

    校园生活,无意触碰国家机密追杀,叛乱各大家族纷纷被卷入到这场争霸中武功,异能,神马都是浮云校园暗藏杀机但是……能不能让主角先变强点啊!!!(PS:作者很懒,文笔也不好,权当试试看,本作品不定期更新,非常慢。等主角变强~~~)
  • 厮守一生

    厮守一生

    在自己小的时候父母被人杀害,自己在流浪了几年后遇到一个人,拜师后自己住在山上从未接触外人,因为练功的原因让他变得冷血无情,最后师傅让他下山武慢慢历练,机缘巧合之下碰到了他,在经历了风浪后两成终成眷属,来到一个新的环境决定厮守终生。