型宽

更新时间:2022-08-25 18:40

型宽(moulded breadth)是指船体中横剖面上两舷的最大水平距离。一般指船中部宽度。通常船宽指型宽。对于设计水线满载水线处分别称为设计水线宽或满载水线宽。对于具有直壁舷的船,型宽等于设计水线宽度。最大宽度是指外板和伸出两舷的永久性固定突出物(如护舷材、舷伸甲板等)垂直于中线面的最大水平距离,对于金属船壳的船舶是在船中部量至两舷肋骨型线的距离,其他材料的船舶则是在船中部量至两舷船壳外表面的距离。型宽通常用符号B表示。

简介

型宽指的船舶最宽的地方,通常指船中,这个宽度不包括外板厚度,定义中指的是船体“型”表面的宽度。型宽最大的应用价值就是表示船舶可以经过某某河道/运河,尤其是远洋船舶,因为国际航线中,如果船舶必须经过苏伊士或巴拿马运河,那船的型宽绝对不能超过运河宽度的要求。有些船型如好望角散货船,巴拿马散货船都是以运河型宽的限制来命名的。

主要因素

使用条件及建造条件对船宽的限制

我国的内河水系比较复杂,内河船舶或进入内河的海船,船宽往往受到航道、闸门或桥孔的限制,所以在设计前应予以了解,如闸门两侧与船两舷的间隙至少在0.10m以上。图1所列数值可供参考。

此外,船宽也受到船坞、船台尺度的限制。

船宽对布置的影响

对于内河客船及拖船,常把满足布置要求的船宽作为船宽的下限值。对于中小型船舶,增加船宽有利于机舱、旅客及船员舱室的布置。

船宽对稳性的影响

船宽对初稳性的影响是较大的。根据船舶原理的知识,为保证船舶具有足够的初稳性,初稳性高度必须达到一定的数值范围。如图2所示,有关系式如下:

式中:ZB——浮心离基线高度,也称浮心竖坐标,m;

——浮心B到稳心M的距离,称横稳心半径,m,

为了保证设计船有足够的初稳性,我们可用降低重心G和升高稳心M的方法。重心垂向高度ZG与船舶的重量分布有关,M的高度则与主尺度和船体水下形状有关,若增加船宽或增大水线面系数,则可达到稳心升高的目的。但是,船宽偏大使偏大,不利于适航性。

船宽对适航性的影响

船宽对适航性的影响主要反映在横摇方面。船舶的横摇周期了是指完成一次完整的横摇所需的时间,可用下式表示;

式中:——船舶横摇周期,s。

由上式可见,当船宽增加时,与船宽的平方成比例增加,则横摇周期将缩短,造成不适。

此外,横摇的摆幅也与的平方根成正比。横摇的角速度、角加速度都将因船宽的增加和初稳性高度的增加而增大。

总之,过大的船宽将引起剧烈的横摇,为此,沿海船舶的值有个合理的上限,所以,船宽的数值也应有一定的限制。

船宽对阻力的影响

船宽对阻力的影响较之船长要小。就摩擦阻力而言,B/T在实用范围内的变化对摩擦阻力不会产生太大的影响。图3表明某系列船模的湿表面积S随B/T的变化情况。图3中实线表明在一定方形系数时最小湿表面积的船模所对应的B/T值;图3中虚线表示湿表面积增加2%时,B/T可在一个相当大的范围内变动。

对剩余阻力来说,在船长不变的情况下,船宽增加时L/B减小,B/T增大,一般情况下会加大兴波阻力及漩涡阻力。同时,过大的船宽使海波变形增大,使船首波增加,风浪中的附加阻力也增加。

型宽的确定

通过以上分析可见,船宽的确定也和许多因素有关,且不同因素之间又存在错综复杂的矛盾。例如,稳性和横摇之间,从提高稳性特别是初稳性角度出发,要求适当增加船宽,以提高初稳性高度并增大回复力矩;但从改善适航性角度考虑,则须适当减小船宽,以降低初稳性高度,增大横摇周期。因此,在确定船宽时应和确定船长时一样,必须对特定的船舶找出一个影响船宽确定的主要因素;而随着设计船具体特点的不同,其主要矛盾也是不同的。

例如,拖船在工作过程中往往受到被拖船舶的急牵,其稳性要求较高,所以船宽通常按稳性要求结合总体布置来确定;港内渡轮船小载客多,为了减少旅客集中一舷时船舶倾斜角度,故也是按稳性要求选取较大船宽;有些小型船舶的船宽则由总体布置来确定,如机舱布置、铺位或走道等;而沿海客货船或工作船则要求有良好的适航性,即横摇尽量缓和,以维持恶劣海况下的良好工作和生活条件,所以船宽应偏小以增大横摇周期。这一类船舶在确定船宽时总有稳性与适航性的矛盾,往往稳性满足下限要求已经较勉强时,横摇性能却仍嫌不好,此时,仅靠船宽的改变已很难适应该船,还必须从其它方面入手。

实践证明:横摇不仅与初稳性高度有关,与重心和浮心之间的垂向距离也有关,该距离越大,横摇越严重。因此,遇到适航性问题突出的船舶,不仅要控制初稳性高度,还要提高浮心,降低重心,使二者的垂向距离变小,因而在设计时经常加固定压载就是这个道理;也可采用V型横剖线以提高浮心,这样才可同时满足稳性和适航性的要求。

根据统计资料确定船宽范围

通常以L/B、B/T或船宽近似公式来选取。可按下式计算:

港作拖轮

式中符号同前。

内河拖轮

小油船

长江及内河小艇

式中;k——系数,在0.65~0.76之间,可按图4选取。

根据航道条件及布置要求确定

为此需经充分调查研究,参考同类船的总体布置确定,如内河拖轮考虑机舱布置的船宽:

式中:b1——主机最大宽度,m;

b2——舷侧走道宽度,可取0.50~0.80m;

b3——主机间走道宽,可取0.80~1.20m,如图5。

双桨船桨轴中心距一般为B/3,如条件允许适当加宽至40%B对操纵性更为有利。顶推船为改善其操纵性,其两车叶中心距可达50%B。

推轮的宽度除满足它的稳性要求之外,还要保证推架位置的准确布置,以便与相应船舶配合。推架之间距离依推轮功率大小而定,主机功率小于220kW者,其推架间距不得小于4.0m,大于220kW可取5.0~5.5m。推架两侧还要留有一定宽度a。推轮首端甲板为(0.8~1)B,按此要求满足推架布置的船宽应为:

船宽的确定也可以在分析设计船与型船异同点后,按设计船的特点加以改变而得。

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