书城教材教辅培养学生动手能力小丛书:教你制作舰船模型
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第3章 舰船模型的组成(2)

图1-1-12船体3个互相垂直剖面的投影(1)纵剖线型图——通过船首和船尾的纵向竖直平面叫做中央纵剖面,它把船体分成左右对称的2个部分。中央纵剖面同船体曲面的交线叫做中央纵剖线,如果用一组彼此之间距离相等并且同中央纵剖面平放的平面去截船体,就可以得到一组表示船体纵向外形的纵剖线。再把这一组纵剖线投影到中央纵剖面上,就得到船体的纵剖线型图,如图1-1-13所示。因为船体左右对称,所以在纵剖线型图上左右对应的纵剖线是重合在一起的。根据舰船宽度,纵剖线常取2~4个。为了便于识别,中央纵剖线编为零号,其余纵剖线由里向外分别用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……编号。

图1-1-13纵剖面与纵剖线型图(2)横剖线型图——通过船体计算长度的中点的横向竖直平面叫做中央横剖面。它同船体曲面的交线叫做中央横剖线。如果用一组彼此距离相等并且同中央横剖面平行的平面去截船体,就可以得到一组表示船体横向外形的横剖线,再把这一组横剖线投影到中央横剖面上,就得到船体的横剖线型图,如图1-1-14所示。由于船体左右对称,所以横剖线只要画出一半就够了。为了使横剖线型图简洁明了,通常在图的右半部分画出从船首到船中的横剖线,在图的左半部分画出从船中到船尾的横剖线。

图1-1-14横剖面与横剖线型图为了便于识别,横剖线从船首到船尾,或者从船尾到船首分别用0、1、2、3……编号。对于一些形状比较复杂的船体,可以在2个横剖面之间增加1个横剖面,这样就会出现12、212、312等编号的横剖线。

(3)半宽水线图——水线是水面同船体表面相接触的曲线,把吃水深度不同的水线,投影到设计水线面上,就可以得到水线图,如图1-1-15所示。由于船体左右对称,只画出水线的1/2就够了,所以一般叫做半宽水线图或半宽图。视舰船吃水情况,设计水线以下常取6~10条水线,而在设计水线以上可少些。半宽水线从下到上分别用0、1、2、3……编号。

图1-1-15水线面与半宽水线图

从上述情况可以看出,线型图完整地表达了船体各处的形状及其变化。利用它,可作舰船原理的计算,进行舰船的一般布置和舰船结构的研究。图1-1-16是一幅完整的船体线型图,它由纵剖线型图、横剖线型图和半宽水线图组成。图1-1-16船体线型图从图中可以看到,每一种线型图除了有一组不同形状的曲线以外,还有彼此距离相等、相互平行的一组横直线和一组竖直线。通过这些横线和竖线把3种线型图紧密地联系起来。在纵剖线型图上,曲线表示纵剖线,横直线表示水线,竖直线表示横剖面;在横剖线型图上,曲线表示横剖线,横直线表示水线,竖直线表示纵剖面;在半宽水线图上,曲线表示水线,横直线表示纵剖面,竖直线表示横剖面。

在制作舰船模型的时候,一般只用横剖线型图就足够了。因此大部分图纸只给出横剖线型图。横剖线的位置往往安排肋骨,因此横剖线型图也叫做肋骨线型图。有的图纸除了横剖线型图外,还给出船首柱和船尾柱的中央纵剖线型图。

2.主要尺度

舰船的主要尺度是指船长、船宽、舷高和吃水,如图1-1-17。

图1-1-17舰船的主要尺度(1)最大长度。在船首和船尾的两个端点分别作两条铅垂线,这两条铅垂线之间的水平距离,就是模型的最大长度。最大长度也叫做总长,通常用符号“Lmax”或“L总”表示。

(2)设计长度——船体同水面的交线叫做水线,满载货物时的水线叫做设计水线。设计水线同船首、船尾交点之间的水平距离叫做设计长度,通常用符号“L”表示。

(3)最大宽度——船体最宽处的横向尺寸叫做最大宽度,以“Bmax”表示。

(4)设计宽度——船体在设计水线水平面处的最大宽度叫做设计宽度,通常用符号“B”表示。

(5)舷高——在中央横剖面处从船底(龙骨上边线)到甲板和船舷交点的垂直高度叫做舷高,通常用符号“H”表示。

(6)干舷——从设计水线到甲板的垂直距离叫做干舷,通常用符号“F”表示。

(7)吃水——从基线(龙骨下边线)到设计水线的垂直高度叫做吃水,也就是船体浸水的深度,它随排水量变化而变化,以“T”表示。在舰船首、尾端吃水标记量取的吃水,分别称为首吃水和尾吃水,以“T首”和“T尾”表示。

舰船的外形大小除了用主尺度来表示外,还要用主尺度比来进一步说明船体的特征和性能。

长宽比L/B——该比值的大小对舰船的快速性影响很大,比值越大,表明船越瘦长,快速性就越好。对战斗舰艇来说,该比值较大,辅助舰艇和货船则较小。

舷高吃水比H/T——其值大小决定船的抗沉性,比值越大,抗沉性越有保证。

船宽吃水比B/T——它的大小表明舰船相对吃水来说是较宽还是较深。其大小决定船的稳定性,比值越大,对稳定性越有利。

船长吃水比L/T——该值大小决定船的回转性,比值越小,即船短小,船转动越灵活。

应当指出的是,这些比值是相互制约的,不能无限制地增大或减小,例如L/B,如果该值很大很大,也就是说船体很长很瘦,那么船体回转性和稳定性将会很差。因此,根据船舶的用途和性能的不同要求,这些比值是有一定范围的。

3.船型系数

船型系数是用来表示船体几何形状与肥瘦程度的无因次系数。由于船体形状比较复杂,船体各处的曲度不同,为了表示各部分的形状关系,系数的种类有很多。

(1)水线面面积系数α——是设计水线面积S与边长为L和B的矩形面积的比值,如图1-1-18所示。

α=S/(L×B)

图1-1-18α是小于1的系数,它的大小表明舰船水线面的肥瘦情况。各类不同的船舶,它的设计水线面的形状也是不同的。例如货船就比较丰满,船的中间很长一段线型变化不大,称为平行舯体;而军舰和客船设计水线面形状两端就比较瘦窄。也就是说,对于要求速度较高的舰船来说,α值较小;而对于载重量大、速度较低的船,α值就较大。

(2)横剖面面积系数β——它表示设计水线以下船中横剖面部分面积A和边长为B和T的矩形面积的比值,如图1-1-19所示。

β=A/(B×T)

图1-1-19β是小于1的系数,它的大小表明舰船中横剖面的肥瘦。它与α基本一样,也就是说,对军舰和客船来说,β值较小,而对于大型货船和内河船舶来说β值较大。

(3)方形系数(排水量系数)δ——设计水线以下部分船体体积V与边长为L、B、T的长方体体积的比值,如图1-1-20所示。

δ=V/(L×B×T)

图1-1-20δ是小于1的系数,它的大小表明舰船水下部分的肥瘦程度,是船体形状上很重要的一个系数。δ值大,说明船体较肥满,装载体积大,但航速较难提高,如货船;δ值小,则适于要求高速的舰船。

(4)棱形系数φ——设计水线以下船的体积V与船中横剖面积为A、长为L的棱柱体体积的比值,如图1-1-21所示。图1-1-21φ=V/(A×L)棱形系数φ的大小,反映了船舶水下形状沿船长方向变化的情况。φ值大,表明船体线型沿船长方向分布比较均匀;φ值小,则反映船体线型中部饱满而两端削瘦。棱形系数φ还与船舶阻力有很大的关系,φ值大,水阻力也大,所以对于高速船舶φ值就应小些。

上述系数或比值的大小对舰船航海性能有极重要的影响,它们之间有一定的关系,即φ=VA×L=δ×L×B×Tβ×B×T×L=δβ这些系数同主尺度比一样,在设计船舶的时候,应根据船舶的用途不同和航区、速度的不同而加以适当选择,见表1-1-1。

表1-1-1舰艇较适合的主尺度比值和船型系数范围表舰船类型主尺度比船型系数L/BB/TH/Tαβδ民用船舶远洋客船8~102.4~2.81.6~1.80.75~0.820.95~0.960.57~0.71沿海客货船6~7.52.7~3.81.5~2.00.70~0.800.85~0.960.50~0.68远洋货船7.3~8.02.0~2.41.1~1.50.80~0.850.95~0.980.70~0.78拖轮4.0~6.52.0~2.71.2~1.60.72~0.600.79~0.900.46~0.60渔轮5~62.0~2.41.1~1.30.76~0.810.77~0.830.50~0.62续表舰船类型主尺度比船型系数L/BB/TH/Tαβδ军用舰艇巡洋舰9~112.2~2.31.70~2.000.69~0.720.76~0.890.45~0.65驱逐舰9~122.3~4.51.70~2.000.70~0.780.76~0.860.40~0.54护卫舰9~102.5~4.11.70~2.000.70~0.780.76~0.860.40~0.54炮舰6.5~9.02.8~3.31.65~2.800.70~0.800.80~0.900.52~0.64扫雷舰7~7.83.5~4.11.70~2.000.68~0.750.80~0.880.50~0.60鱼雷快艇5~6.52.5~4.5---0.30~0.40潜水艇8~131.4~2.0---0.40~0.55五、舰船模型的各种设备舰船的设备比较多,这里主要介绍在模型制作中涉及的几种:

1.桅杆

桅杆是帆船时代遗留下来的。现代舰船的桅杆是用来装置各种雷达天线、无线电天线,悬挂信号旗、信号灯,安装气象仪器和瞭望台等。

桅杆是甲板上最高的建筑物,各种舰船桅杆的形状也不一样。军用舰艇多安装单柱式桅杆、三脚架式桅杆、格子式桅杆或塔式桅杆,如图1-1-22所示,大型军舰要安装两个桅杆,称为前桅(主桅)和后桅。

图1-1-22几种舰艇的桅杆

民用船舶除了在桥楼上有装置雷达天线、信号灯具的桅杆外,货船上还有起重桅(起重吊货设备的支柱)。常见的起重桅有单柱桅、龙门桅、人字桅和V型桅等,如图1-1-23所示。图1-1-23几种常见的货船起重桅杆2.烟囱烟囱是专门排烟的通道,是甲板上比较明显的建筑物。舰艇烟囱多在船的中前部。大型军舰有两个烟囱,小型舰艇只有一个烟囱。有的舰艇是烟桅合一;也有没有烟囱的,但在舰舷设有排气孔。锅炉的烟、柴油机工作的废气,都是从烟囱排出的。军用舰艇的烟囱有多种形状,常见的有护盖式、直筒式、斜筒式,如图1-1-24所示。

图1-1-24军舰上的烟囱

民用船舶的烟囱有直筒式、斜锥式等多种,一般以斜锥式为多,如图1-1-25所示。

图1-1-25斜锥式烟囱3.观察通讯设备

观察通讯设备在舰艇上的作用就像人的耳目那样重要。通过它来发现敌人,依靠它来与兄弟舰船进行联络、协同作战。舰艇上的观察通讯设备种类很多,仅将模型制作涉及的几种介绍如下:

(1)雷达和其他无线电设备天线:雷达是利用无线电波侦察目标的专门设备,是舰艇的“千里眼”。舰艇上的雷达很多,有航海雷达、警戒雷达、炮瞄雷达等。雷达的主要设备都装置在各种舱室内。在外面看见的只是它的天线部分。天线的形状多种多样,常见的如图1-1-26所示。

图1-1-26各种常见雷达天线

(2)枪炮指挥仪:枪炮指挥仪是利用光学或雷达等测距装置,测量并计算目标至本舰距离的专用设备,主要用来指挥舰艇火炮射击,如图1-1-27所示。枪炮指挥仪多装在舰艇较高的地方。

(3)信号灯:信号灯是利用灯光讯号在舰艇之间进行通讯联络的一种通讯工具,一般装置在舰桥左右舷高处甲板上或桅杆上,如图1-1-28所示。

图1-1-27军舰枪炮指挥仪图1-1-28信号灯4.航行设备(1)磁罗经:磁罗经(包括定位罗经)是用来定位的,如图1-1-28所示。

图1-1-29(2)航行灯:有桅灯、舷灯、首尾灯多种,如图1-1-30所示。桅灯与首尾灯相似,均用白色。舷灯是一种航行识别灯,设置在舰桥两舷对称的地方,左边的是红色,右边的是绿色。

图1-1-30几种航行用灯

图1-1-31车钟(3)车钟:传达航行操纵人员有关船速命令给机舱内的一种设备,如图1-1-31所示。

5.系泊设备

常见的系泊设备有双系柱、导索绞车,在小艇上也能常看到十字缆桩和系索栓。

图1-1-32双系柱(1)双系柱:一般用来系缆绳。由并在一起的两根空心铁柱做成,铁柱上部稍大,以防缆绳滑脱,安装在甲板两舷的舷边上,如图1-1-32所示。双系柱的大小是根据舰艇排水量大小而定的,形状有多种。

(2)导缆钩和导缆孔:用来引导和控制出入舷边的缆绳。一般安置在双系柱的两旁,形状有多种,如图1-1-33和1-1-34所示。

图1-1-33导缆钩

图1-1-34导缆孔

(3)绞车:用来放置系泊缆绳钢索用的卷筒车。舰艇上常见的绞车如图1-1-35所示。

图1-1-35绞车