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船舶设计原理(第3版)
ISBN：9787302619666
作者：编者:方学智|责编:许龙
定价：￥59.0
出版社：清华大学
版次：第3版
印次：第1次印刷
开本：4
平装
页数：288页
目录
第1章 绪论
1.1 船舶设计概述
1.2 设计技术任务书
1.3 船舶设计阶段划分
1.4 设计工作方法
1.5 计算机辅助船舶设计简介
复习思考题
第2章 船舶重量与重心
2.1 概述
2.2 空船重量的分析与估算
2.2.1 空船重量分类
2.2.2 船体钢料重量的分析与估算
2.2.3 木作舾装重量的分析与估算
2.2.4 机电设备重量的分析与估算
2.2.5 固定压载与排水量储备
2.3 载重量估算
2.4 重心估算
2.4.1 重心高度zg
2.4.2 重心纵向位置xg
2.53 50客位内河客货船重量重心计算
2.5.1 船体钢料重量重心计算
2.5.2 木作舾装重量重心计算
2.5.3 机电设备重量重心计算
2.5.4 空船重量重心计算
2.5.5 典型载况下的重量重心计算
复习思考题
第3章 船舶容量
3.1 货船的容积
3.1.1 船舶容积的有关概念
3.1.2 所需船主体型容积的计算
3.1.3 船主体所能提供的型容积估算
3.1.4 容量方程式
3.1.5 容量校核
3.2 客船的甲板面积
3.3 容量图与舱容要素曲线
复习思考题
第4章 船舶技术性能与法规
4.1 概述
4.1.1 船舶技术性能
4.1.2 船舶规范与法规
4.2 快速性
4.2.1 船舶主尺度系数与快速性的联系
4.2.2 快速性预报
4.2.3 改善快速性的设计措施
4.3 稳性
4.3.1 初稳性
4.3.2 大倾角稳性
4.4 分舱及破舱稳性
4.4.1 主要名词定义
4.4.2 客船的分舱与破舱稳性检验（确定性方法）
4.4.3 国际航行干货船的破舱稳性检验（概率衡准方法）
4.5 耐波性
4.5.1 横摇
4.5.2 纵摇与升沉
4.5.3 甲板上浪与失速
4.6 操纵性
4.7 船舶最小干舷
4.7.1 规定最小干舷的两点考虑
4.7.2 影响最小干舷的主要因素
4.7.3 最小干舷计算
4.7.4 载重线标志
4.7.5 新船实际干舷的确定
4.8 船舶登记吨位
4.8.1 登记吨位的概念与历史沿革
4.8.2 登记吨位计算
4.9 船舶消防
4.9.1 船舶消防名词术语
4.9.2 一般防火措施
4.9.3 结构防火措施
4.9.4 船舶消防设备及配备
4.10 防止船舶污染
4.11 绿色船舶
4.11.1 绿色船舶的内涵
4.11.2 绿色生态船舶规范的主要内容
4.11.3 绿色生态船舶设计目标与举措
复习思考题
第5章 船舶经济性与船型论证
5.1 概述
5.2 基础经济数据计算
5.2.1 年运量
5.2.2 船价
5.2.3 年营运成本
5.2.4 年收入与年利润
5.3 船舶经济指标
5.3.1 投资不计利息时的静态经济指标
5.3.2 现代工程经济分析中采用的动态经济指标
5.4 经济性计算实例
5.5 船型对经济性的影响规律
5.6 船型论证简介
5.6.1 船型论证的一般步骤
5.6.2 船型论证举例
复习思考题
第6章 船舶主尺度确定
6.1 概述
6.2 选取主尺度的综合分析
6.3 载重型船主尺度的确定
6.3.1 船舶类型划分
6.3.2 排水量估算
6.3.3 主尺度初选
6.3.4 性能校核与主尺度调整
6.4 布置地位型船主尺度的确定
6.4.1 按布置要求初选主尺度
6.4.2 排水量估算
6.4.3 方形系数Cb的确定
6.4.4 性能校核
6.5 主尺度选优
6.5.1 概念
6.5.2 选优衡准
6.5.3 选优原理
6.5.4 优化方法
6.5.5 实例——用变值法求50000DWT油轮的最优主尺度方案
6.6 确定船舶主尺度的实例
6.6.1 17500t多用途货船主尺度确定
6.6.2 1200/1500t江海直达货船主尺度确定
6.6.3 平头涡尾600客位内河客货轮主尺度确定
6.6.4 3234kW海洋救助拖船主尺度确定
复习思考题
第7章 船舶型线设计
7.1 概述
7.2 横剖面面积曲线
7.3 设计水线
7.4 横剖线
7.4.1 中横剖面线
7.4.2 首、尾部横剖线
7.5 中纵剖线
7.5.1 首轮廓线
7.5.2 尾轮廓线
7.5.3 船底线
7.5.4 甲板线
7.6 型线生成
7.6.1 自行绘制法
7.6.2 母型改造法
7.6.3 系列船型法
7.7 特殊型线
7.7.1 球鼻首
7.7.2 球尾
7.7.3 高速方尾
7.7.4 平头涡尾与不对称尾
7.7.5 双尾鳍
7.7.6 双尾与双球尾
7.7.7 隧道尾
7.8 型线设计举例——15000t级货船
7.8.1 母型船选择
7.8.2 横剖面面积曲线绘制
7.8.3 绘制新船型线图
复习思考题
第8章 船舶总布置设计
8.1 概述
8.2 总体布局区划
8.2.1 主船体内的船舱划分
8.2.2 上层建筑的规划
8.3 典型运输船舶的总布置特征
8.3.1 散货船
8.3.2 集装箱船
8.3.3 多用途船
8.3.4 油船
8.4 浮态计算与纵倾调整
8.5 舱室及通道的布置
8.5.1 生活舱室布置
8.5.2 工作舱室布置
8.5.3 机舱棚的尺度与布置
8.5.4 通道与扶梯的布置
8.6 舾装设备的选型与布置
8.6.1 锚泊设备
8.6.2 起货设备
8.6.3 其他设备
复习思考题
参考文献
精彩页/试读片段
第3章船舶容量
船舶容量是船舶容积与甲板面积的总称。任何一艘船舶，为满足预定的使用要求，至少应具备两方面的条件： 其一，必须满足重力与浮力平衡，提供足够的浮力来支持船舶自重和预定的载重量，这在第2章已介绍； 其二，设计船必须提供足够的容量，以满足货物、燃油、淡水、压载水等对装载空间、机舱设备对机舱空间的要求，同时，还必须提供足够的内部甲板和露天甲板面积，以满足各类人员对生活舱室、工作舱室与公共处所的布置要求，满足各类甲板机械的布置与作业面积要求。后者是本章将要研究的内容。
船舶容量的研究是重要的，因为它关系到设计船能否满足任务书规定的使用要求，同时还影响船舶的技术性能(如浮态)与经济性。如果船舶容量不足，就不能满足使用要求； 反之，如果容量过大，则船舶尺度势必过大，船舶造价与营运成本增加。因此，无论是容量不足或是容量过大，都要及时调整船舶主尺度。
研究船舶容量的方法因设计阶段而异。船舶初始设计阶段，设计者要按任务书指定的各项使用要求估算设计船所需的容量； 同时，又要根据满足重力和浮力平衡条件所初步拟定的船舶主尺度及总布置格局，估算设计船所能提供的容量。力求使设计船所能提供的容量等于或略大于所需容量。在技术设计过程中，设计者将根据船舶型线图、总布置图、邦戎曲线图等图纸资料，对全船各舱室的容积及其形心进行详细计算，绘制容量图和舱容要素曲线，以便精确计算货物、油和水等的重量重心，为纵倾调整和各载况稳性计算提供必要数据。
本章内容包括：
(1) 初始设计阶段船舶容量的估算方法，研究舱容与船舶主尺度的联系规律，以便运用这些规律合理选择船舶主尺度；
(2) 技术设计过程中容量图与舱容要素曲线的计算与绘制方法。
3.1货船的容积
3.1.1船舶容积的有关概念
1. 货物的积载因数
货物的积载因数，是每吨货物装船时所占据的货舱容积，以μc表示(m3/t)。
货物的积载因数随货物的种类、产地及装运方式的不同而异，如铁矿石散装运输时，其积载因数μc=0.33~0.42； 而小麦散装运输时μc=1.22~1.34，袋装运输时，μc=1.34~1.45。表31列举了部分常见货物的积载因数。
表31常见货物的积载因数
货物种类装运方式μc/(m3·t-1)货物种类装运方式μc/(m3·t-1)
铁矿石散0.33～0.42大米袋1.34～1.45
磷矿石散(粒)0.72～0.89玉米散1.34～1.39
散(块)1.11～1.25袋1.50～1.78
石灰石散0.61～0.67豆类袋1.31～1.75
水泥散0.67～0.78花生袋(带壳)3.34～4.18
袋0.89～1.06棉纱包2.60
砂散0.56～0.64布匹箱2.9～5.3
煤散1.17～1.34钢材钢板0.22～0.45
食盐散0.87～1.11型材0.56～0.84
小麦散1.22～1.34生丝包2.78～3.06
袋1.34～1.45黄麻包1.53～1.81
积载因数小的货物，如铁矿石、钢材、砂等，习惯称为重货，重货对船舶舱容要求低； 积载因数大的货物，如棉纱、黄麻、布匹等为轻质货，轻质货对船舶舱容要求高。因此，积载因数是货物对货舱舱容要求高低的一个重要数据。在货船的设计任务书中如果没有给定要求的货舱舱容，则势必等效地给出货物积载因数。
2. 型容积利用系数
型容积(或称毛容积)系指按型线图计算所得的舱内容积(m3)。
实际上，船舱内总是含有骨架的(如肋骨、横梁、纵桁以及舱壁护强材等)，而舱内骨架及护条、垫板等总要占据一定的空间； 当货物、油、水等装载时扣除掉这部分空间后所剩余的有效装载容积称为净容积； 舱内净容积与型容积之比称为型容积利用系数，或称为结构折扣系数，用kc表示。显然，kc的大小表明了舱容利用率的高低。
各类货舱的kc值一般取： 对于包装货舱，为0.88~0.92； 对于散装货舱，为0.98~0.99； 对于货油舱，为0.95~0.96； 对于冷藏货舱，为0.7~0.8(因绝缘与管系占去较多容积)。
各类液舱的kc值可取为： 首尖舱与双层底舱0.97~0.98； 尾尖舱0.96~0.97； 深舱0.98~0.99。对于装载燃油、成品油等的液舱，由于油料受热会膨胀，需预留2%~3%的膨胀空间； 装载重油的燃油舱，因为敷设加热管系，需再计入0.99的折扣系数。
应当指出，设计时kc值最好参考相近母型船的资料，比较分析加以修正。如船小，通常kc应小些； 甲板层数多kc也小些。如果设计时将kc值取大了，则相应实船装不下预定数量的货物，将影响船的使用效能及经济性。一般船东对货舱容积十分重视，设计中要给予保证。
3. 散装舱容与包装舱容
1) 包装货与散装货
船舶所运输的货物种类很多，按其载运形式可分为两大类： 包装货和散装货。载运时用箱、桶或袋子包装起来的，称包装货，如成箱装运的水果、食品、家具、五金，桶装的各种酒、油类，袋装的化工产品、面粉、水泥、食糖等。还有一些货物虽然运输时不用包装，但它们本身已进行了整理，如装配好的机器、汽车等，也属于包装货。另一类货物如矿石、煤炭、谷物、散装水泥等，运输时不用包装，而是直接装在货舱里，此类货物称为散装货。同一类货物有时既可采用包装，也可采用散装运输，如谷物、食盐、水泥等，应视具体情况而定。
2) 货舱的散装舱容与包装舱容
由于装运的货物分为散装货和包装货，由此货舱容积也分为散装舱容与包装舱容。
所谓散装舱容，是装载散装货物时货舱的有效容积，此时，货物装载可达甲板横梁(或纵骨)的上缘、肋骨外缘和舱底板的顶面。
货舱的散装舱容=该舱型容积×型容积利用系数kc(kc=0.98~0.99)
所谓包装舱容，是装载包装货物时货舱的有效容积，此时，货物装载一般只能达到甲板横梁(或纵骨)的下缘、肋骨及货舱护条的内缘和舱底铺板的顶面。货舱的包装舱容为该舱型容积的0.88~0.92。通常，同一货舱，其包装舱容约为散装舱容的0.90。
3.1.2所需船主体型容积的计算
图31所示为典型货船的布置示意图，主体内设有货舱、机舱、燃油舱、淡水舱、压载水舱及首、尾尖舱等。下面分别介绍各舱容积的计算方法。
图31货船的舱室划分图
1. 货舱型容积Vc
Vc=Wcμc/kc(31)
式中， Wc——载货量(t)；
μc——货物积载因数(m3/t)；
kc——型容积利用系数。
2. 油水舱型容积Vow
Vow=∑Wiρiki(32)
式中， Wi——油、水重量(t)；
ρi——相应燃油、滑油、淡水的密度(t/m3)，通常重油ρ=0.89~0.90t/m3，轻油ρ=0.84~0.86t/m3，淡水ρ=1.0t/m3；
ki——液舱型容积利用系数，一般，油舱可取0.95，水舱取0.97。
3. 专用压载水舱型容积Vb
油船、散装货船，由于货源的单向性，其每航次有一程为空放，空放航行时常需加压载水。装载压载水的原因是：
(1) 保证必要的浮态。空载返航时，吃水太小，桨叶不能被充分浸入水中，螺旋桨的推进效率和推力就会减小，且桨叶交替出水会引起桨叶的严重振动； 空载时首吃水太小，船舶在海浪中易引起拍击或砰击，以致损坏船体首部结构； 而且过度尾倾会影响驾驶视野，在横向风浪中会给操舵增加困难。因此需加压载水，以保证船舶耐波性所要求的浮态。
(2) 保证稳性。空载到港时，油、水等的消耗使船舶重心提高，初稳性高度降低。为保证稳性，也须加压载水。
压载水一般可布置在舷边舱、双层底舱以及首尾尖舱内。
油船空放航行时，过去采用在货油舱灌注压载水的办法，当排出混有货油的压载水时会造成港口或海洋环境污染。自从1983年国际防污染公约生效后，规定2万载重吨及以上的原油船和3万载重吨及以上的成品油船必须设置专用压载水舱。压载水量多少，因船而异，变化幅度很大。压载航行时的首尾吃水一般要求为： 首吃水 Tf尽可能达到(2.5%~3%)Lbp； 尾吃水Ta应保证螺旋桨全部浸没于水中。沿海或江海直达货轮压载航行时的首吃水Tf可浅些。
设计初期，压载水舱型容积Vb可按以下步骤估算：
① 估算压载航行时的平均吃水
Tb=(Tf+Ta)/2(33)
② 估算压载排水量Δb：
Tb/T=(Δb/Δ)Cb/Cw(34)
③ 估算压载水量Wb：
Wb=Δb-LW-∑DWCi(35)
式中， ∑DWCi——Wc、Wb以外的其他载重量项，包括人员、行李、燃油、淡水等项。
④ 估算压载水舱型容积Vb：
Vb=Wb/(ρk)≈Wb(36)
对于海船，通常用海水作压载水，其密度ρ为1.025t/m3，而型容积利用系数k约为0.975，ρk约等于1.0。
4. 机舱型容积Vm
通常应用的公式为
Vm= kmlmB(D-hdm)(37)
式中， B、D——型宽与型深；
km——系数，参考相近母型船确定；
hdm——机舱双层底高度，参考母型船确定；
lm——机舱长度，可认为是主机长度lm1加上某一数值C，即
lm=lm1+C(38)
其中，C的数值最好根据相近的母型船确定，这里的母型船是指机舱部位、主机类型与功率、螺旋桨数目及船体尺度等诸方面相近者。其中特别是机舱位置的影响较大。对于低速柴油机大型运输船、中机型船C=4~5m； 中尾机型船C=4~6m； 尾机型船C=10~12m。
5. 其他舱的型容积Va
其他舱是指首、尾尖舱和轴隧室等。如果是中机型船，则机舱后的轴隧道相当长，像一条弄堂，人应能进去观察主轴运转情况、检查轴承、加润滑油等。轴隧后端一般还有逃生口，直通露天甲板。因此，轴隧占有一定的容积。此外，油船还有泵舱，前部干货舱(用于调整纵倾)，机舱与货油舱之间、油水舱之间、轻油及滑油与重油舱之间的隔离空舱等，都占有一定空间，应在估算所需的舱容时进行考虑。货船的Va一般为主体总容积的2%~4%。
综上所述，船主体内各种舱室所需要的总型容积为
V=Vc+Vow+Vb+Vm+Va-Vu(39)
式中， Vu——上甲板以上装货的容积，包括货舱口围板范围内的容积和有长首楼货船的首楼内货舱容积。
3.1.3船主体所能提供的型容积估算
当设计船的主尺度及系数确定后，即可用下式估算出船主体所能提供的型容积Vh:
Vh=CbDLbpBD1(310)
式中， CbD——计算到型深D的方形系数，按式(210)计算；
Lbp——垂线间长；
B——型宽；
D1——计入首尾舷弧和梁拱影响的相当型深，即
D1=D+Sm+C/2(311)
式中， Sm、C——平均舷弧高及船中梁拱高度。
3.1.4容量方程式
1. 全船容量方程式
设计船所能提供的主体型容积Vh应等于或略大于所需的主体型容积，这样才能满足设计任务书对舱容的要求。若式(39)与式(310)相等，即可得出全船容量方程式为
CbDLbpBD1=Vc+Vow+Vb+Vm+Va-Vu(312)
式(312)反映了设计船容量与主尺度系数间的关系。在船舶设计初期，按此方程式，可验证所确定的主尺度和船型系数是否能满足所需容量的要求，反之也可根据容量的要求来确定设计船的主尺度系数。
2. 货舱容量方程式
全船容量方程式，是从船主体的容积出发，着眼于船主体内所有舱室的总型容积。实际上，货船容积的主要矛盾是货舱舱容，一般来说，若货舱舱容满足使用要求，则其他舱室的容积也不难满足，并且，在主尺度相同的情况下，货舱舱容的大小标志着船舶经济性的优劣。因此，可再从货舱所需型容积Vc及船主体所能提供的货舱型容积Vch建立货舱容量方程式，以供货船初始设计阶段选择主尺度、进行舱容校验之用。
如图31所示，船主体所能提供的货舱型容积为
Vch=KlcB(D-hd)=K［Lbp- (lf+la+lm)］B(D-hd)(313)
式中， Vch——船主体所能提供的货舱型容积；
lc——货舱长度；
lf、la ——首、尾尖舱长度；
hd——双层底高度；
K——货舱舱容系数，可参考相近的型船选取。
设计船所需货舱型容积Vc按式(31)计算； 为满足货舱容量的使用要求，在忽略货舱口容量的情况下，应使Vc=Vch，即
Vch=Wcμc/kc=K［Lbp-(lf+la+lm)］B(D-hd)(314)
这就是货舱容量方程式。货舱容量方程式鲜明地揭示了货舱容量与船舶主尺度及总布置参数之间的内在联系，有利于从容量角度来研究与调整船舶方案的主尺度与总布置。因此，对于货物运输船，货舱容量方程式较之全船容量方程式使用得更多、更方便。
3.1.5容量校核
一艘载重型船的设计，在初步选取了船舶主尺度并勾画了总布置草图后，接着要进行一系列的性能初步校核。性能校核的第一步，通常是重力与浮力平衡，而第二步即是容量校核。
所谓容量校核，一方面是按设计任务书的要求估算设计船所需的容积，另一方面是按设计船的主尺度与总布置估算其实有的容积，通过所需容积与实有容积的比较来校核设计船主尺度方案的可行性与合理性。如果实有容积小于所需容积则要通过修改主尺度或适当调整总布置来增加设计船的货舱容积； 反之，如果实有容积过大，则通常要减小船的主尺度。
1. 容量校核的方法
容量校核的方法大体上有两种： 一是按照全船容量方程式(312)分别估算船主体实有容积及各类舱室所需总容积； 二是按照货舱容量方程式(314)分别估算设计船货舱区段实有容积与装载预定的载货量所需的货舱容积。然后比较实有容积是否等于或略大于所需容积。
2. 增加货舱容积的措施
载重型船的货舱容积占船主体容积的比例很大，经容量校核如发现设计船容量不足，则往往是货舱容积不足，因此，有必要讨论和分析增加货舱容积的措施。
根据货舱容量方程式
Vc= K［Lbp-(lf+la+lm)］B(D-hd)
可以看出，要使货舱容积Vc增加，就应加大L、B、D，或减小lf、la、hd、lm。下面分别进行讨论。
(1) 加大L和B。通过加大L、B来增加货舱容积Vc，将会带来以下影响： 船长L加大，将使船体钢料重量增加，相应造价也将增加； 船宽B加大，将对稳性和横摇有较大影响，同时，排水量Δ随L、B的加大而增大，这时空船重量LW虽然也有所增加，但船的浮力仍将大于重量，势必要减小Cb或T，这又对快速性有影响。因此，一般情况下(特别是Vc相差不是很大时)，不希望增加船长L和船宽B来保证货舱容积的需要。
(2) 减小lf、la和hd。由于首、尾尖舱长度lf和la，一方面取决于建造规范的规定和实际使用上的要求，另一方面船体的首、尾端尖瘦，lf、la的减小对增加Vc的效果不大。而双层底高度hd则是根据规范要求、船底强度及施焊工艺等方面综合确定的，变化量也不大。因此，这三者都不能作为解决Vc的根本措施。
(3) 减小lm。船长L一定，减小lm，则货舱段长增加，货舱容积增加。因此，初始设计阶段，总体与轮机人员应相互协调以尽可能压缩机舱长度，提高船舶经济性。
(4) 增加D。实践表明，核算舱容以后，如发现货舱容积Vc不够则增加船的型深 D是设计中常用的主要措施，这样最有效而对其他方面影响也小。对大船来说，加大D对强度有利，而对船体钢料重量影响则不大。当然，型深D增加，船的重心升高，受风面积加大，对稳性有影响，但一般来说比较容易处理好这一问题。
综上所述，增加货舱容积最有效(且较合理)的措施是适当加大型深D。当然，增加船舶平行中体长度、增大弦弧和梁拱等也能增加Vc，但其效果不大。
3.2客船的甲板面积
客船是载运旅客的运输船。安全、快速、舒适是对客船设计的基本要求。为满足旅客搭载、食宿和旅途文化娱乐与观光的要求，具有足够的甲板面积成为客船设计的主要矛盾。与货船的容积研究相似，客船设计往往先要估算所需的甲板面积，继而作主尺度规划，然后通过绘制总布置图来校验并确定各舱室的实际甲板面积。
1. 所需甲板面积的估算
法规中《乘客定额与舱室设备》及交通部部颁标准《沿海客货船船员和乘客主要舱室面积及家具设备配置》对各类客船的布置和甲板面积提出了基本要求(参见8.5节)，一般客船设计时均应遵循。在客船设计实践中，往往要参考客舱标准相近的母型船，先对母型船的各类舱室和处所的面积进行统计分析，然后结合设计船的具体要求(注意听取船东意见)，估算设计船所需的甲板总面积。
通常，应统计和估算的主要舱室及处所包括：
(1) 不同等级的旅客居住舱(每舱室人数、人均占有面积数)；
(2) 旅客公共处所(厨房、餐厅、盥洗室、浴室、厕所等)；
(3) 旅客文化娱乐处所(阅览室、娱乐室、舞厅等)；
(4) 各层甲板通道和旅客散步甲板面积；
(5) 不同等级的船员居住舱；
(6) 船员公共处所及文娱处所(含会议室)；
(7) 船员工作舱(驾驶室、海图室、报务室、广播室、客运室、民警室、医务室、小卖部等)；
(8) 其他特设处所。
根据上述统计和估算数据求和，即可得到全船所需的甲板总面积A。
2. 主尺度(L、B、D)规划
对客船来说，由于客舱和船员舱均布置在上层建筑内，因此客船的上层建筑通常很发达。在规划客船主尺度之初，往往先要确定上层建筑的层数。层数少了，布置不下众多的各类舱室； 层数多了，又会使受风面积过大且重心升高，对稳性和操纵不利。通常，上层建筑层数n可参考同航线相近客位数的母型船初步确定。
船宽B，按横向布置情况和稳性要求确定。横向布置，即考虑外走道、床铺(座椅)数目与尺寸、内走廊的布置，有时加宽不多就可能增加一排床铺(座椅)，使舱室利用率获较大提高。小型客船的船宽，通常还应考虑机舱的布置地位(尤其是双机双桨船)，使主机靠舷边一侧有足够的检查、操作与维修空间。
船长L可参考同档次建筑形式相近的型船按下式估取：
L=A/(nBη)(315)
式中， A——设计船所需的甲板总面积；
n、B——设计船的甲板层数和船宽；
η——客船甲板总面积与nLB之比值，通常取自母型船。
型深D，对于大型海洋客船，考虑船主体内的甲板层数和层高而定； 对于小型客船，往往视主机的高度和机舱布置要求而定。
3. 甲板面积的校验
在初步拟定客船L、B、D后，即可按照新船总体区划的构想绘制新船的总布置草图。客船上甲板的总长，要考虑首尾部有足够的露天甲板面积用于布置锚泊、系缆装置和靠离码头时便于船员操作。上甲板以上各层甲板一般沿L内缩，以形成流线型的侧面外观； 沿B向每舷亦逐层内缩50mm左右以避免与船邻靠时碰坏上层建筑。各层甲板的平面布置，往往从通道规划与不同等级的舱室分区开始，各等级的客舱宜按统一模式先作出一个标准间布置以确定其舱室面积。
通过勾画全船的总布置草图，将各种舱室布置在合理的部位。然后仔细检查所布置的各等级客舱人数及面积、船员铺位数及面积、公共处所及其他舱室的面积，计算客舱和船员舱的总面积和人均占有面积，以校验各等级舱位及舱室面积是否满足预定要求，并可作为与其他客船舒适性、甲板面积利用率等进行分析比较的数据资料。
应当指出，本节对客船设计的论述主要是从甲板面积要求和总布置着眼的，实际上，客船主尺度的确定还必须考虑船舶航行性能(如快速性、耐波性……)和经济性，客船的总布置还必须考虑不同地区、不同航线的特点。
目前，客船已向高速船和旅游船两个方向发展，客货船则向客滚船(或车客渡船)方向发展，这些船舶各有其不同的设计特点，但共同点是都属于典型的布置地位型船舶。
3.3容量图与舱容要素曲线
在船舶初始设计阶段，利用容量方程式可以校核船舶主尺度方案是否满足设计任务书提出的舱容要求。随着设计的深入，在型线图、总布置图、邦戎曲线和肋骨型线图等完成以后，则需要精确计算各舱舱容及其形心位置，并绘成容量图(也称舱容图)与舱容要素曲线，以便精确计算各舱装载量的重量与重心，进而计算船舶各载况的浮态、进行纵倾调整和稳性计算； 同时，为船舶在营运中进行配载，控制船舶浮态与稳性提供基础资料。
1. 容量图
容量图清楚形象地表示出全船主体(包括货舱口)各舱室容积的大小及分布。该图以船长L为横坐标，以各舱沿L不同剖面处的横剖面面积为纵坐标绘成。图32给出了某两层甲板杂货船的容量图。图上部给出的总布置侧面草图，在正式的容量图上可以不必画出，这里只是为了便于对照才给出的。
图32容量图
1—首尖舱； 2—锚链舱； 3—深压载舱； 4—深油舱； 5—尾尖舱； 6—边舱
容量图上通常还附有各舱室舱容要素汇总表(见表33)，以便使用。
容量图的绘制依据是： 总布置图、邦戎曲线图、型线图和肋骨型线图。
计算与绘制容量图的大体步骤为：
(1) 画出纵、横坐标轴，选择适当的长度和面积比例，在船长方向标出首/尾垂线、站线与肋位号，对照总布置侧面图，画出各舱壁位置线；
(2) 根据邦戎曲线图查出各站在双层底、各层甲板和平台高度处的横剖面面积，并按比例标于容量图的站线上，然后分别把双层底、各层甲板和平台高度处的各站面积点光顺相连即得容量图。
对于那些沿船长不连续、舱壁位置不在站线上的双层底舱或局部平台舱柜，其舱壁位置线上的面积值可根据型线图(或肋骨型线图)计算得到。
根据容量图可知，其最高连续曲线下包围的总面积，相当于设计船主甲板下的总型容积； 每个舱室所包围的面积代表了该舱的型容积，面积形心在长度方向的坐标代表该舱容积形心的x坐标。因此，依据容量图能方便地算出各舱室的型容积及其x坐标，进而可算得各舱室的装载量及其xgi，与空船重量重心汇总后可得全船排水量Δ及重心纵坐标xg，于是可方便地计算船舶浮态，进行纵倾调整。
2. 舱容要素曲线
液体舱，包括货油舱、燃油舱、淡水舱、压载水舱等。由于在营运过程中，燃油、淡水均有变化，设计者应提供各液舱的容积和容积形心随液面高度变化的曲线，即舱容要素曲线，如图33所示。营运中，根据实际液面高度查舱容要素曲线可知液舱容积及其重心。
图33液舱要素与液面深度关系曲线
舱容要素曲线包括各液面高度处体积V及其形心坐标xV、zV及边舱yV，以及自由液面对通过其面积形心的纵轴的惯性矩ix，计算时液面深度z通常从舱柜底面算起。舱容要素曲线根据舱柜布置图、肋骨型线图及有关的结构图经计算后绘成。计算液舱体积及其形心时，以采用沿水线面积分的方法为好，因为这样可同时算得各深度处自由液面要素。
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(包括海损稳性)的基础资料，并可用来制定油水舱“液位容积表”供船员使用。
3. 实船舱容计算举例
下面以某1500t集/散多用途货船为例，说明船舶详细设计中舱容计算方法和结果表达。
1) 计算说明
本船舱容曲线计算,依据总布置图、型线图和肋骨线型图采用电算完成。编程原理： 梯形法积分。输入数据： 各计算舱型值或肋骨型值。输出结果： 各舱各水线高的总型容积(V)及其形心(xV、zV)。
如果借助AutoCAD计算某货舱型容积及其形心，步骤如下： 首先，依据型线图和总布置图将该舱沿船长方向等分为n等份，绘出各等分点的横剖面； 用CAD的工具“查询”各横剖面面积Ai，计算面积对基线的矩mzi（=Ai×zi, zi为面积Ai的形心高，可积分计算或
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