船舶设计原理简答习题集及答案

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2024年5月1日发(作者：)

1. 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

2. 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

3. 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。

4. 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。

5. 舱室渗透率：船舶破损后，在限界线下的被水侵占的舱室容积与各舱室容积之比。

船舶的可浸长度及其曲线:为了不使船舶沉没对船舱长度所规定的限制。

安全限界线：在船舶侧视图上，舱壁甲板边线以下76mm处的一条曲线。

分舱因数：决定许用舱长的因数

分舱指数：船体遭受碰撞损坏后残存的概率

6. 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

7. 何为排水量裕度，为什么？一般如何选取排水量裕度？其重心高度如何考虑？

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

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

8. 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,要从型容积扣除舱底木铺板结构、舱内护条、甲板结构等不能用于

堆放成包成捆成箱的包装货的空间

散装货舱容积：装载的货物是散装货，从型容积中减去舱内构件本身的体积

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

9. 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

10. 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，称为经济船长。

载重型船：一般指货船，主要注重载重量的能力

布置地位型船：主要尺度受布置地位的约束很大的船舶，如客船渔船

载重量系数：载重量与排水量之比称为载重量系数。

11. 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。

12. 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。

13. 大的吃水对增加螺旋桨的性能有何好处？

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，还能在纵摇时减少螺旋桨出水的可能性，对耐波性好。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。

14. 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。

15. 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.

16. 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，各舱室的船员、乘客易于到达救生艇登乘甲板

17. 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

18. 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

19. 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

20.在型线图的侧视图上，甲板边线与甲板中心线在几何上有何关系？

甲板中心线和甲板边线的高度差为梁拱。

21.最佳方形系数：使阻力最低的方形系数

临界方形系数：使阻力显著增加的方形系数

经济方形系数：综合分析得出经济上有利的Cb值，该方形系数称为经济方形系数

型深方形系数：型深以下船体的方形系数

22.对球鼻艏的减阻机能进行简要分析

高速船：对于Fn在0.25~0.35的中高速船，安装球鼻艏可以减少兴波阻力。球鼻艏减小阻力的原因是

一种兴波干扰现象。

低速肥大型船舶：球鼻艏使船首前伸，该处横剖面面积曲线的陡度和首部水线半进流角减小，改善船首

柱附近的水压力分布，缓和船首破波情况，降低破波阻力。球鼻艏有整流作用，使船首部不发生或少发生舭

涡，粘压阻力减小。

23.什么是诺曼系数？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。物理意义：增加1+DW时所增加的排水量。因素：

用途：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。

24. 船舶设计阶段是如何划分的

传统意义：编制设计任务书、初步设计、技术设计、施工设计、完工设计

现设计阶段：制定设计技术任务书、报价设计、合同设计、详细设计、生产设计。

25.什么叫船舶的续航力和自持力？与航速有何关系？

答：续航力：一般是指在规定航速或主机功率下，船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。自持力：

有时也叫自给力，指船上所带淡水、食品等能在海上维持的天数。自持力=续航力/航速

26船舶的横摇角主要与哪些因素有关？

答：船宽、吃水、初稳性高度、船舶类型和舭龙骨尺寸

27.试航速度Vt与服务航速Vs有什么不同？

试航速度一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率情况下，静止深水中的新船满载试航所测得的航

速。而服务航速是指船平时营运所使用的速度，一般是一个平均值。通常Vs较Vt慢0.5—1.0kn。

28.船舶平浮在预定吃水的条件是什么？

根据浮性原理，船舶平衡于静水中的条件是：浮力等于重力，重力与浮力的作用线在同一铅垂线上

29.诺曼系数N的物理意义是什么？它有什么特点？

诺曼系数N的物理意义是增加1tDW时船舶要增加的浮力。诺曼系数N的特点：（1）、必有N>1 。

（2）N的大小取决于LW/△的大小。（3）N的数值还随Wh、Wf和Wm估算公式中△的指数不同而变化。

(4)对设计船来说，为达到平衡所改变的主尺度不同，N也是不同的。

30.横剖面面积曲线有哪些特征？

（1）曲线面积等于船体水下排水体积；（2）曲线的形状表示排水体积沿船长的分布情况；

（3）曲线面积的丰满度系数也就是船的菱形系数Cp；（4）面积型心的纵向位置等于船浮心的纵向位置

Xb。

（5）曲线的形状对摩擦阻力的影响不大，但对剩余阻力的影响相当大。

31.总吨位计算中,要计算所有围蔽处所的容积,但有些处所可以免除,免除处所是指哪些处所?

答:1)上甲板以上且与之分开的不能进入的处所,如桅杆、起重柱、起重机及座、集装箱支撑结构物以及截

面积不超过一m2的通风筒等。2)锚链筒、海底阀凹穴、侧推器孔道以及建筑物内直接位于其顶甲板上无遮

盖的开口下的那部分体积。3)仅由固定或可移动的天棚遮盖的处所。4)部分免除处所。例如围蔽处所一端敞

开、舷侧有大开口等情况。

32.什么是A型船舶和B型船舶?

A型船舶：载运液体货物的船舶（如油船）。因这类船舶具有货舱口小且封闭条件好，露天甲板完整性

高 ，再如油船甲板设备少，较易排水，货物渗透率低，抗沉的安全程度较高，规范将其归为一类，其最小干

舷可低些。

除此之外都是B型，其最小干舷应大些。

33.为什么说空船重量的准确估算十分重要？如果空船重量估算结果偏轻或者偏重分别会

产生什么样的后果？

答：（1）空船重量LW占设计排水量相当大一部分，且影响因素很多，不容易估算准确，特别是在设计

初期阶段。如果船舶建成以后，空船重量与原先估计的相差较大，则对船舶的技术和经济指标都会产生很大

的影响。尤其是超重较多时，引起的后果更为严重。因此，空船重量估算的准确与否是新船设计能否获得成

功的关键之一。

34.什么情况下船舶需要设置固定压载？一般运输货船设计中是否应该考虑设固定压载？为什么？

答：（1）船舶加固定压载的主要原因如下：

1）某些船舶稳性不足，加固定压载以降低重心高度；

2）某些特殊船舶的满载吃水太浅或排水量太小，用固定压载以加大吃水和排水量； 3）有的船因布置的

特殊要求导致浮态不理想，用加固定压载来调整纵倾或横倾。

（2）不应该。一般运输货船设计时若加固定压载则损失了船的装载能力，从而降低了船舶的经济性指标。

有一种特殊情况是新船设计建造完工后，发现重心过高或浮态很不好，用加固定压载来作为一种补救措施，

以便在新船牺牲了部分装载能力后还能继续使用。

35.民船的空船重量和载重量分别由哪几部分组成？

答：1）LW——空船重量（t），民船设计中通常将其分为船体钢料重量WH、舾装重量WO和机电设

备重量WM三大部分，即LW=WH+WO+WM； 2）DW——载重量（t），包括货物、旅客、船员、行李、

油水（燃油、滑油、淡水等）、食品、备品、供应品以及压载水等的重量。

36.船舶总吨位和净吨位的作用主要有哪些？

答：1）作为税收和各类收费的标准。例如关税、保险费、港务费等。

2）作为船舶统计的量度标准。例如统计一个国家、船级社、运输公司的船舶拥有量时都以登记吨位作为

量度标准。

3）在国际公约、法规和规范中，有些是以总吨位来划分船舶大小等级的，以此来规定设备配备的标准。

4）作为船舶营运管理的一个标准，例如航运管理部门以总吨位来划分船舶等级，规定船员的资格等级。

37.总吨位和净吨位的计算结果用什么单位表示？数值表达上有何规定？

答：（1）吨位数后面没有单位，过去一登记吨位为100立方英尺（2.832m3），现在总吨位和净吨位

只是体现船舶容积大小的概念，不再具备容积的单位。

（2）量计时，总吨位和净吨位的数值只取整数部分，小数点后面的数值略去不要。

38.货船通常有哪几种基本载况？它们的重量分别包括哪几部分？

答：1）满载出港——设计排水量状态；

2）满载到港——这时船上的油水等消耗品重量规定为设计状态储备量的10%；

3）压载出港——船上不装载货物，但有所需的压载水，油水储备量为设计状态之值；

4） 压载到港——船上不装载货物，但有所需的压载水，油水储备量为设计储备量的10%。

39.规定船舶最小干舷的目的是什么？

船舶的使用实践表明，装载过重，干舷不足，常常是海损事故的一个重要原因。因此，为了保证船舶的

安全，就要限制船舶营运过程中的最大吃水，从而提出了最小干舷的要求。

40.船舶主要要素一般是指哪些？各涉及到哪些基本问题？

船舶主要要素一般指排水量△、载重量DW、船长L、型宽B、吃水T、型深D、方形系数Cb，航速V及

主机功率P

选择与确定船舶主要要素所涉及的基本问题，可归纳为以下四个方面：

重量与浮力的平衡；满足船对容量与甲板面积的需要；保证船的各种技术及经济性能考虑使用、工艺等

条件。

41.船体钢料Wh与哪些因素有关？同样排水量△的甲乙两艘船，B、T基本相同，甲船的L大Cb小，乙

船

L小Cb大，问哪艘船的Wh大，为什么？

船体钢料Wh与以下因素有关：主尺度系数，包括L、B、D、T、Cb等，布置特征，包括甲板数、

舱壁

数、上层建筑大小，船级、规范、航区，结构材料等。甲船的Wh大，因为船长L比Cb对Wh影响大

42.估算Wh选取型船时应注意哪些问题？设计某海船时，找到一艘各方面都相近的内河船，能不能直接

用

作型船估算Wh值，为什么？

布置特点；船的结构。 不能，因为海船和内河船规范中所要求的船的结构强度不一样。

43.为什么舱容不足时一般是采取增大型深D的办法？

因为增大型深是最有效而对其他方面影响最小的办法。对大船来说，因加大D对强度有利，从而对船体

钢料重量影响很小。

44. 为什么说船体型线设计关系全局的项目之一？

（1）船舶设计的许多工作在型线图确定以后，才能正式进行下去，如总布置设计，结构设计，舱容及性

能计算等。

（2）船体型线设计成功与否，直接影响到船技术经济性能。如性能，包括浮态，快速性，耐波性，稳性，

操纵性等；总布置，包括船主体内舱室的布置，特别对尾机型的机舱，甲板面积及甲板上的设备，舱室的布

置；结构与工艺，包括结构上强度，振动等是否合理，施工建造是否方便

45.船主体内舱室划分要考虑哪些因素？

（1） 满足有关规范的要求。

（2） 船舱大小符合使用要求。

（3） 各种装载情况下有适宜的浮态和稳性。

（4） 考虑总纵强度，局部强度，振动，结构的合理性及建造的工艺性。

46.什么叫上层建筑？通常上层建筑有哪几种形式？各有什么优缺点？

上层建筑是对上甲板以上各种围蔽建筑物的统称，分为船楼和甲板室两种形式。船楼的优点有增加了内

部面积和有利于舱室布置（尤其是中部），且有助于提高穿的安全性，缺点是由于甲板上没有外走道，人员

不能在上加板上自首至尾通行，必须经过船楼内部或从上一层甲板通过，不方便。

甲板室的优点是人员可以在上甲板上自首至尾通行，且人员上下船方便，还有利于旅客在外走道散步观

赏。

缺点和船楼优点对应。

47.为了保证船舶在各种装载情况下有适宜的浮态，总布置设计的一项工作时浮态调整。请问浮态调整的

方法主要有哪些？

[1] 改变燃油舱、淡水舱的布局；

[2] 调整机舱位置；

[3] 改变浮心纵向位置；

[4] 压载状态的浮态调整（主要依靠改变压载水舱的数量和位置

48.为什么运输货船通常都需要设置压载水舱？它的主要作用是什么？所需的压载水重量怎样确定？需

要考虑哪些因素？

1 船舶在营运过程中，有不少情况是无货航行，例如运输大宗散货（煤炭、矿砂等）、原油的船舶，由

于货物的单向性，每次航行往返中有一次是空放。为了保证船舶空放航行时的适航性能，船舶必须具有一定

的吃水，所以空放航行时通常需要压载。

2 有些船舶由于稳性的要求，即使满载出港时，压载水也可能是必不可少的，例如集装箱船。压载水量

是根据空放航行时所需的首尾吃水来确定的。其中尾吃水一般达到0.04L~0.045L，并保证螺旋桨全部浸没水

中；首吃水要求尽可能达到0.025L~0.03L，太小的首吃水在风浪航行时容易引起严重的船首拍击。尾倾不宜

过大，否则驾驶室在船尾的船舶会影响驾驶视线。

49.船舶设计中，为什么对初稳性高（GM）的控制要以上、下限两方面来考虑？

初稳性高的下限是从保证安全和使用要求来考虑的。初稳性过低的船舶在不大的横倾力矩作用下就会发

生较大的横倾而且回复缓慢使人产生不安全感。在随浪中航行时，稳性有所下降，因此要求一定的初稳性高；

初稳性高的上限是从横摇缓和性方面考虑的。初稳性高越大，船的横摇周期就越短，横摇加速度也越大，这

对船舶的安全性也不利，并使船上作业困难，设备易产生故障，货物受损，更使人员易晕船或感到不舒服。

50.船体重量包括哪些内容。钢料重量的计算方法有哪些？论证主尺度对钢料重量的敏感性/

船体重量包括钢料重量、木作舾装重量及机电设备重量。计算方法有百分数法，立方模数法，平方模数

法，平方-立方模数法，分项细目换算法，修差法，每米船长重量法。

船长对钢料重量影响最大，其次是型深、吃水，方形系数对钢料重量的影响逐渐减小。

51.设计船舶主体内各舱所需的总型容积包含哪些项目？

答：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=Vc+Vow+Vb+Vm+Va-Vn(Vn—上甲板以上装货的容积)

52.何谓船舶的舱容要素曲线？有何用途？

答：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。

舱容要素曲线可用来计算各种载况时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。

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