船模基础知识教学内容

船模基础知识

船模基础知识（合集）

船模基础知识（一）型线图

最近许多船迷都在开工，或多或少对型线图感起了兴趣，就此谈谈。

型线图又称线型图，也就是表达船体的外表面几何形状的图纸。

a.设想用垂直于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，该剖切面与与船体的交线就称为横剖线。在船长１/2处得到的横剖线为中（舯）横剖面线，通常在左、右视图上绘出。在生产图纸上经常将它绘在主视图的中段；

b.设想用水平的剖切面去切船体得到的交线就称为水线，通常在主视图上绘出；

c.设想用平行于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，得到的交线被称为纵剖线，通常在俯视图上绘出。

参见下图：（请点击图片放大看）

船模基础知识（一）补：型线图的画法

在型线图的讨论中，大家希望了解在有了横断面的型线图的情况下，如何补出纵剖线和水平剖线。由于没有找到适合的材料，就抽时间以港内的《内河交通艇》为例，画了一个步骤图：

这里要说明的是我用来做依据的型线图是已经经过校准的，细心的朋友如果用它与图纸上提

供的型线图对比，就会发现差别。如果原图不太准，那么得到的纵剖线、水平剖线就不流畅，甚至明显的异常弯曲。

人工校准是一件非常繁复的事，因为在一个视图上移动一个点，另两个视图上的对应点也要相应移动，曲线也要变化。因此过去在船厂里校准工作往往由对船型有研究的，并已积累较多经验的技术人员来进行。

如果使用计算机CAD绘图软件来做这项工作，就要方便得多。

对于非专业的模型爱好者要努力多学些“制图学”的知识，能熟练地应用这个工具，才能使你得心应手，游刃有余。同时，它也是网友交流的“共同语言”。

船模基础知识（二）浮力和稳性

要搞清船模的浮力和稳性首先要从舰船的主要量度说起：

１，长度——船艏的极端至船艉极端之间的（投影）距离叫船长；

２，水线长——设计载重水线与艏艉交点之间的（投影）距离叫载重水线长;

３，宽度——平行对称面同时切于船表面的两个面之间的距离，称为最大宽度，而相切于两水线的两个面之间的距离称为设计载重水线宽。

４，吃水——由基准面（船底所在的水平面）到水线面的垂直距离称为吃水；

５，舷高——由基准面到肋骨与甲板的点的高度称为舷高，水线以上的舷高称为干舷。

参见下图：

６，排水体积系数——表示船体水下部分的肥瘦程度的数值叫排水体积系数，也被称为“肥嵴系数”。它能部分地反映舰船的航海性能。见下图：

常见舰船的排水体积系数如下：

战列舰0.55~0.70

巡洋舰0.45~0.60

驱逐舰0.42~0.53

炮舰（炮艇）0.50~0.72

客船0.55~0.65

货船0.60~0.84

由于船体在静水中受到的浮力等于船体的水下部分排开的水的重量，水的比重近似为１，那么，我们就可以近似地估算出模型的排水量了：

载重水线长X载重水线宽X吃水X排水体积系数=排水量

要较精确地计算模型的排水量，就要将船体的水下部分沿长度方向分成若干段，每一段的体积大小可以近似地看成肋板水下部分面积乘以它的厚度（厚度＝分割的间距），然后将结果加起来。当然，分段愈多，结果就愈精确。因此对于模型爱好者有必要计算时，只要选择“适当数量”的分段进行计算就可以了。

在现代造船行业中，设计人员是采用《计算机浮力与浮力中心辅助设计软件》完成的。

以上内容普通爱好者仅需概念性地了解就可以了。

要研究船模的稳定性，先要了解一些基本概念：

浮在水面的舰船模型受外力作用会发生倾斜，当外力作用消失时，模型会恢复原来状态，这种性能称为稳性。

分析静止浮在水面的模型受力情况，通常受到2个力：重力和浮力，这两个力大小相等，方向相反。重力等于模型的全重，方向向下，作用于船的重心G点；浮力是船体浸水表面各点所受的水压力的合力，方向向上，作用在船体浸水体积的重心——浮心C点。见下图：

这里要注意：在倾斜的状态下，重心的位置是固定的，浮心的位置是随新的浸水体积中心改变而变化的。如下图：

上图左，重力×力臂＝恢复力矩，能使船模恢复平衡；

上图中，重力×力臂＝倾复力矩，能使船模翻倒。

从上图左我们还可以知道船为什么不做成又窄又高的原因了！

在上图示范中，我们举例的仅是船舯横截面的浮力中心，实际上要对上文所说各个分段进行分别计算，得出总的浮力中心用于计算。对于船模爱好者常用以下的简便方法：取匀质硬纸板，按倾斜后的浸水截面形状剪下，任取两点穿上细线悬挂，每次悬挂时，画出向下的垂直线，两根画出的线相交于一点，此点即为浮力中心，通常称为“二次悬挂法”：

在下图中，设想通过新的浮力中心画一根垂直线与船模中心线相交，这点就是通常所说的横稳心。（见下图）显而易见，我们在制作船模时，重心不可接近或高于横稳心。

在我们实际制作船模中，在保证模型的强度的前提下，要尽量减轻模型的重量，尤其是上层建筑的重量。将比较重的物件，如电池等要尽量贴近船底固定。不要让它在船舱里移动。要留有余地，必要时前后移动电池或配重，调节船模前后吃水的适宜。

船模基础知识（三）舰船的方向性

一．舰船的方向性

１，船舶的方向性与回转

船舶航行中，保持或改变航行方向的能力称为方向性，不同用途的船舶对这方面的要求是不一样的。例如：军用舰艇要求有很高的灵活性；商用船舶要求经济性好；游艇则要求驾驶舒适……

在航行时，操舵者希望舵不动时，船能一直向前开，因为船舶航行全过程中，直线航行的时间是远远多于改变航向的时间，这就是希望船舶的航向稳定性好。可事实上船舶都不具备理想中的航向稳定性。。即使在平静无风的情况下，船舶也会驶离原有航线，这就是船舶的“乱驶”。

有一定航行知识的人都知道，要使船舶沿直线航行，就要不断地操舵，每分钟达１０~12次。因此舰船的转向和保持一定的航向稳定性，都离不开舵。

下图是假设一条沿直线航行的船，将舵向右转过一个（最大）角度，并保持这个角度不变，船的重心就会画出下图这样一条轨迹，这个过程就称为回旋：

在上图中，从a点开始，由于船艉受到一个转向的舵力，向外产生侧滑，从a点到b点，船的侧滑由大变小，到过了b点以后，在各种外力处于平衡的情况下，船舶进入一个稳定的圆周航线，这个圆周D的大小就是船舶灵活性的量度。通常是用船长的倍数来表示：船型直径／船长战列舰、巡洋舰４—５轻巡洋舰４—６大型驱逐舰５—７鱼雷艇２—５潜水艇（水下）５—６（水上）３.5—5 货船与客船 5.6—６二．舵

１，舵舵在转向时的主要受力分析：（见下图）

图中，F—舵表面受到的正压力；F侧—有效用于转向的侧向分力；F阻—舵面产生的与航向相反方向的阻力；L——舵面受力的中心点到重心的（在船的纵轴上的投影）距离。根据物理力学的知识，我们知道要使一个物体转动，必须受到外来的力矩的作用，在不考虑其他外力的情况下，这个使船舶转向的力矩N就是： N=F侧×L 从上式我们可以看出：F侧和L越大，转向力矩就越大，就不难理解为什么舵要装在远离重心的船艉，并且要在紧靠螺旋桨的后面了。至于舵上面受到的正压力的计算和受力中心点位置的方法，就不在这里讨论了。对于一般的船模爱好者只要定性地了解，能够用这些原理去分析试航中出现的问题，就已足够。２,常见舵的形式：

a.普通舵——回转轴线通过舵的前缘；

b.平衡舵——其回转轴线通过舵叶，偏向前缘（常在离前缘1/3至2/5的地方）；

c.半平衡舵——上半部是普通舵，下半部是平衡舵。由于普通舵的舵面完全分布在舵轴的一侧，操舵的力矩就很大，因此就产生了平衡舵。讲到平衡舵，显然它舵面的一部分在舵轴的前面，转向时就会大大减少所需的力矩。由于水动力学的缘故，平衡舵不能做到完全平衡，而且由于它的不稳定性，会造成操舵频繁的情况，所以现在在中、大型舰船上使用更多的是半平衡舵。半平衡舵由上部的普通舵部分和下部的平衡舵部分组成。３，舵的截面形状为了减少阻力和保证强度，舵的截面一般采用对称的流线型三．舰船的横向摇摆横向摇摆对于舰船有可能产生如下影响：a,损失稳性，可能倾覆；b,影响航速，增加能耗；c,射击精度下降；d,人员居息条件下降；……解决办法是在舰船上增设减摇装置。１，舭（读bi）龙骨（见下图）

在船体中段两侧的舭部外壳板上加上舭龙骨，它与船体表面垂直，它的宽度从185到700 mm不等，其长度约为船长的30~40%。舭龙骨增加了水阻力，但能减少横摇，增加航向稳定性；２，活动减摇器如下图所示的活动减摇器，平时不用时收入船体内，既可以减少航行时的阻力，又可避免停靠码头时不被碰坏。

其它方面的摇摆，因与舰船模型关系不太大，在这里就不再讲述了。船模基础知识（四）舰船的推进装置一．明轮推进器明轮是一种局部入水的推进器，装在明轮周围的用来向后划水的叫蹼板。划水产生的反作用力通过转轴到船体上，推动舰船前进。根据蹼板在明轮上的安装形式，分为“定蹼式明轮”和“动蹼式明轮”。１，定蹼式明轮（见下图a）特点是构造简单，缺点是效率太差：蹼板在入水时是压水，而在出水前是提水，因而浪费了大部分能量，所以它的直径往往做得很大，入水深度一般不超过半径的１/2。

２，动蹼式明轮(见下图)

它的蹼板以铰接方式与轮体相连，通过偏心作复合运动，因为它的蹼板能以适宜的角度入水和出水，提高了效率。动蹼明轮产生的推力略次与定蹼明轮（所有的书上都是这样说的，未细研究，估计是机械效率和结构限制的缘故）３，明轮推进器仅适用于推力大、吃水浅、航速低且无大的浪涌的内河船舶。它在船

上的常见布置方式如下图：

二．螺旋桨螺旋桨（又称螺旋推进器）是一种由若干个桨叶呈放射状装置在一个共同的桨（轴）毂上，每个桨叶与旋转平面相交一个角度。常见的一些螺旋桨形式见下图：

螺旋桨的设计理论非常复杂，就不在这里详述了，但由于目前在船模上使用最多的动力推进装置就是螺旋桨，所以船模爱好者对于有关概念应该有所了解。现简述如下：１，直接影响螺旋桨性能的主要参数有： a.直径D——相接于螺旋桨叶尖的圆的直径。通常，直径越大，效率越高，

但直径往往受到吃水和输出转速等的限制； b.桨叶数N; c.转速n——每分钟螺旋桨的转数； d.螺距P——螺旋桨旋转一周前进的距离，指理论螺距； e.滑失率——螺旋桨旋转一周，船实际前进的距离与螺距之差值与螺距之比； f.螺距比——螺距与直径的比（P/D），一般在0.6~1.5之间；一般地说来，高速轻载船选取的值比较大，低速重载的船选取的值比较小；g.盘面比——各桨叶在前进方向上的投影面积之和与直径为D的圆面积之比。通常，高转速的螺旋桨所取的比值小，低速、大推力的螺旋桨所取的比值大。例如，拖轮的螺旋桨盘面比大于１.2甚至更大的情况也不少见；２，螺旋桨的数目：螺旋桨的数目通常等