1.2 剖面与剖线
对船体表面几何形状的描述必须用到剖面和剖线。
1.2.1 三个剖面与剖线
设立直角坐标,由在型体上的三个相互垂直的横向船中垂直平面、纵向船中垂直平面和基平面构成,剖出三个剖面:船中纵剖面、船中横剖面和设计水线面(见图1-2)。
图1-2 三个互为垂直的剖面
1)船中纵剖面
船中纵剖面是以纵向船中垂直平面切入型体时所得到的剖面,剖面图中给出了纵向船中垂直平面与型体的交线,称为纵向中剖线,如图1-3所示。纵向船中垂直平面是通过船体纵向中心线且垂直于水平面的纵向平面,它把船体分割成左右对称的两个半片体,在船舶前进方向右边的为右半片体,左边的为左半片体。
图1-3 纵向中剖线
2)船中横剖面
船中横剖面以横向船中垂直平面切入型体时所得到的剖面,剖面图中给出了横向船中垂直平面与型体的交线,称为横向中剖线,如图1-4所示。横向船中垂直平面是三个相互垂直平面中通过船长中点的横向平面,它把船体分割成前体和后体。
图1-4 横向中剖线
3)设计水线面
以设计状态水平面切入型体时所得到的剖面,剖面图中给出了设计状态水平面与型体的交线,称为设计水线,也称为满载水线,如图1-5所示。设计状态水平面系指船舶在夏季满载(满足设计合同要求的载货量或载客量或其他有效服务装载量)出港状态时浮在水中的水平面,它把船体分割成水上和水下两部分。
图1-5 设计水线
1.2.2 船体几何形状的特征
1)舷弧
中纵剖线上可以见到舷弧线,(见图1-6)它是指上甲板边线的纵向曲度。通常船长的中部附近最低,向首尾两端逐渐升高,甲板边线沿船长方向各点的升高值称为舷弧值。在满载水线首尾处的升高值,分别称为首舷弧和尾舷弧。舷弧可减少甲板首尾部的上浪,便于排除上浪海水。甲板首端翘得最高是因为船首上浪的情况最为严重,船首高翘可使船舶抵制上浪,使船首甲板保持干燥,以便水手操作和保证人员的安全。
舷弧还可以增加船舶前后部的浮力,改善船的纵摇、稳性和抗沉性,使船具有良好的适航性,且使外形美观。
图1-6 舷弧线
2)梁拱、舭部升高和舭部半径
在横中剖面线上反映出梁拱、舭部升高和舭部半径(见图1-7)。
图1-7 梁拱、舭部升高和舭部半径
(1)梁拱。
梁拱是甲板的横向拱度,从船的两侧逐渐向纵向中心线抬起的拱形在甲板中心线处最高,向甲板边线逐渐降低。梁拱从船中向前、向后两端逐渐变小,在前、后两端处皆为零。
梁拱的作用是排除甲板积水,还可以增强甲板的刚性。露天甲板必须具有梁拱。有的船为迅速排水的需要而取较大的梁拱值,但较大的梁拱使得甲板横向坡度很陡,以致人员站立都困难,需要在大梁拱的甲板之上再铺设一层非水密的水平平台以利船员作业活动,江苏一带的沙船就是如此。
梁拱值用各甲板纵向位置处的甲板中线与甲板边线的高度差表示。一般均指船体最大横剖面处的梁拱值,梁拱值根据需要确定,一般为船宽的五十分之一,也有百分之一或二十五分之一的差异。
(2)舭部升高和舭部半径。
舭部升高又称船底升高。在船舶最大横剖面处,从平板龙骨边线A点起,向两舷船底型表面所作的切线,称为船体斜升线,斜升线与舷侧切线的交点距基线的高度,称为舭部升高。简单地说,就是船底线从平板龙骨向两侧翘起的高度。当然,平底船的舭部升高为零,而尖底型的宋代福船的舭部升高就很大了。
若舭部形状呈圆弧形时,最大横剖面处的舭部圆弧半径称为舭部半径。浙船有大圆舭的,而对平底宽度很大的平底船而言,它的舭部半径就显得很小了。