造船工程概論-CH1 先談談船舶的種類

造船是Shipbuilding or Naval Architecture

船的歷史悠久，從人力、風力到機械或核能推動

船的種類

船舶的種類很多,通常可根據其用途進行劃分,有時也根

據需要按不同的要求進行劃分。

按航區(navigation area)劃分,可將船舶分為

• 極區船(arctic ship)
• 遠洋船(ocean going ship)
• 沿海船(coastal vessel)
• 內河船(inland waterways vessel)。

按航行狀態(navigation configuration)劃分,可將船舶分為

• 排水型船(displacement ship)
• 動力支撐型船(dynamic supported craft)。

按機艙(engine room)位置劃分,可將船舶分為

• 中機型船(amidships engined ship)
• 艉機型船(stern engined ship)
• 中艉機型船(amidships/stern engined ship)。

按甲板(deck)的層數劃分,可將船舶分為

• 單甲板船(single decked ship)
• 多層甲板船(multi-decked ship)

按上層建築(superstructure)劃分,可將船舶分為

• 三島型船(three island vessel)
• 平甲板型船(flush deck vessel)等

按船舶的用途進行區分:

1.1 貨船

• 貨船(cargo ship)一般稱為運輸船舶,是按用途及承運的貨

物的種類進行區分的。

• (1)雜貨船(general cargo vessel)

• 主要從事各種包裝或無包裝的非大宗貨物運輸的船舶,又

稱為普通貨船,這是最基本的一種貨船船型。該類型船的

貨艙一般分為兩層或多層,貨艙口處設有起貨設備,此類

船舶的優點是對貨物種類和碼頭條件的適應性強,但缺點

是裝卸效率不高。雜貨的批量受到貨源的限制,此類船舶

的載重量一般在1萬~2萬噸左右

(2)固體散貨船(solid bulk cargo carrier)

• 專門從事大宗固體散裝貨物,如穀物、礦砂、水泥和飼料

等運輸的船舶。這類船舶多為單甲板尾機型船。根據運輸

貨物的種類和船舶結構形式的不同,此類船舶又可進一步

分為通用型散貨船、專用型散貨船和自卸式散貨船。此類

船舶一般有固定的航線,在國際海上貨物運輸中占較大的

比例

(3)液體散貨船(liquid bulk cargo carrier)

• 專門從事大宗液體散裝貨物的運輸船舶。按液體性質不同,

此類船舶又分為油船(專門運輸原油或成品油的船舶,見

圖1.1.3 a)、液化氣船(專門運輸液化石油氣或液化天然

氣的船舶,見圖1.1.3 b)和液體化學品船。

此類船舶多為單甲板尾機型船。液體散貨船在數量和運量

上占世界海運中相當大的比例。

油船的貨艙中設有縱向艙壁,以減少自由液面的影響,並

增加船體的縱向強度。現代油船採用雙層船殼結構,大型

油船有較大的乾舷,一般不設艏艛,在甲板下設有縱向通

道。

• 石油氣的主要成分是丙烷。液化石油氣船有常溫下加壓液

化和常壓下冷凍液化兩種。中小型船多採用常溫下加壓液

化,其貨艙為球形或圓柱形耐壓容器。天然氣的主要成分

是甲烷,在常壓下的液化溫度大約為–164°C,因此,液化

天然氣的船的貨艙需用耐低溫耐壓力的材料製造,並裝有

隔熱裝置。

• 液體化學品船的外形和內部構造與油船相似。因裝運的貨

物多為有毒、易燃和強腐蝕物質,貨艙多採用不銹鋼材料

製造。

(4)集裝箱船(container ship)

• 專門從事集裝箱運輸的船舶,艙內和艙面專為裝運集裝箱

而設計,也稱為全集裝箱船。集裝箱船一般不設裝卸設備,

利用岸上集裝箱裝卸橋進行集裝箱的吊裝和吊卸作業。集

裝箱船一般為尾機型或中尾機型船舶。集裝箱船的裝卸效

率高,船舶的航速也較高,多在20 kn以上。

• 集裝箱船以裝箱數作為船舶大小的標誌,TEU為一個國際

標準集裝箱單位,大型集裝箱船的裝箱數已達20,000 TEU。

集裝箱船一般採用班輪運輸方式。

(5)滾裝船(Ro/Ro ship)

• 凡是借助於輪子滾上滾下進行裝卸,不需要用起重設備進

行吊裝或吊卸的船屬於滾裝船的範圍。但國際上規定400總

噸以上,可以載客12人以上的客、貨滾裝船以及專用於汽

車和各類車輛運輸的載車船,稱為滾裝船。滾裝船的上層

建築高大,貨艙內設有多層縱通甲板,車輛可通過坡道或

升降機進入上下艙內。滾裝船裝卸效率較高,但艙容利用

率低。

(6)特種貨物運輸船(special cargo vessel)

• 此類船舶專為運輸特種貨物設計建造的,如木材運輸船

(timber carrier)和冷藏貨物運輸船(refrigerated cargo

ship)等。

• 木材運輸船,簡稱木材船(lumber cargo ship),其船型與散

貨船相似,為單甲板尾機型船。木材船的甲板通常設計用

來裝載木材,並在甲板兩舷設置護欄支柱。

冷藏貨物運輸船,簡稱冷藏船,其船型與雜貨船相似,是

專用於運輸肉類、魚類和水果等容易腐爛變質的貨物。此

類船舶的貨艙都具有良好的隔熱功能,裝備製冷設備。近

年來,由於冷藏集裝箱運輸發展迅速,在一定程度上代替

了冷藏船。但在遠洋捕魚船隊中,冷藏船還發揮著重要的

作用。

(7)多用途貨船(multi purpose vessel)

• 為了提高船舶的適貨性,船舶的貨艙結構設計成適合於載

運兩種或兩種以上的貨物,多用途船可分多用途雜貨船和

多用途散貨船兩種。多用途雜貨船由雜貨船演變而來,裝

載雜貨同時可裝載集裝箱和重大件貨物。多用途散貨船由

散貨船演變而來,裝載散貨,同時又裝載集裝箱等。多用

途船是目前發展比較快的一種運輸船舶。

(8)客船、客貨船(passenger ship, passenger/cargo

ship)

• 此類船舶用於運送旅客及其攜帶行李。此類型船通常設有

一些貨艙,除了裝載旅客隨身攜帶的行李外,有的船還兼

營貨運,稱為客貨船。以旅遊為目的的豪華客船(deluxe

passenger ship)近年來得到發展。

1.2 輔助船

• 輔助船(auxiliary vessel, service ship)是在海上或港內對大

型船舶或其他船舶提供支援的船舶。

• (1)拖船(tug)

• 在港區內對大型船舶進出港和靠離碼頭提供拖帶作業的船

舶,也有將拖船與無動力船組成一支船隊,作為船隊的動

力船使用。大功率的拖船還用於海上拖帶作業。拖船具有

很好的操縱靈活性,裝備有可調螺距的螺旋槳,拖船以主

機功率作為其標誌

(2)油/水供給船(fuel/water supply vessel)

• 對不能進港的大型船舶或對航行途中的船舶補充油料和淡

水的船舶。船上設有儲存油、水的專用液體艙和泵供給系

統。

(3)消防船(fire boat, fire fighting ship)

• 對發生火災的船舶提供滅火和救援的專用船舶。此類船一

般設有高壓水炮、水—空氣泡沫兩用炮、乾粉炮等和大功

率消防泵,以及裝載滅火專用化學品的艙櫃。船上配置水

幕自救噴射系統,能有效降低熱輻射對自身的影響。

(4)交通船(commuter, crew boat)

• 為港區內船舶或海上作業平臺運送工作人員的專用船舶。

此類船舶的航程離岸基地較近,船上一般不設爐灶、生活

艙室及其他生活設施。

(5)破冰船(icebreaking ship, icebreaker)

• 為冰區航行的船舶開闢航道的專用船。此類船的艏端為前

傾型,船體結構經特別加強,船上設有專門的壓載水艙,

以供船在破冰時使用。

1.3工程船

• 工程船(workship)是指專門從事某種水面或水下作業的船舶,

此類船舶也稱為工程船。

• (1)起重船(floating crane)

• 專門從事水面吊裝作業的船舶,也稱為浮吊。此類船舶裝

備一門起重吊杆和多台絞車以及發電系統,大型起重船的

吊起重量可達幾百噸。起重船一般沒有自航動力,船位的

移動靠拖船拖帶。為了固定船位,船上裝備多個定位錨

(2)挖泥船(dredger)

• 專門從事疏浚航道的船舶,也稱為航道疏浚船。按其工作

原理分為鏈鬥式、耙吸式和絞吸式等。較早的挖泥船採用

鏈鬥式挖泥設備,現代大型挖泥船多為耙吸式和絞吸式,

提高了挖泥的功效。圖1.3.2 a是耙吸式挖泥船。圖1.3.2 b

是絞吸式挖泥船,在泥漿的吸入口裝有旋轉的絞刀,先將

泥土絞碎,然後通過泥漿泵吸取泥漿。

(3)佈纜船(cable layer)

• 專門從事敷設海底電纜和電纜維修的船舶。船艏的形狀比

較特殊,設有幾個大直徑的導纜滑輪。佈纜船的機艙一般

設在船中後處,船中處設有大型的電纜艙。船上設有大型

壓載水艙,在電纜敷設作業中起調整作用。船的甲板上設

有導纜槽、滑輪和吊架,中部甲板上設有佈纜機。

(4)漁船(fishing vessel)

• 從事水面捕撈作業的專門船舶。漁船通常根據所用捕撈作

業的網具不同,分為拖網漁船、圍網漁船和流網漁船等

5)浮船塢(floating dock)

• 為船舶提供塢修的水上船塢。浮船塢實際為一浮動的作業

平臺,裝有大型排水泵,可在較短時間內將塢內水排出使

船坐墩;設計有很多的大型的塢底水艙,通過灌排水,可

以調節塢的沉浮。通常浮船塢有箱形的塢底和左右對稱的

箱形塢牆,其上設有起重設備。

(6)打樁船(pile driving barge)

• 將碼頭、水工建築的樁柱打入水底作業的船舶。船體為一

浮於水面的平臺,其上豎立打樁機的直立樁架,並備有懸

臂吊車。打樁船分為樁架固定式和樁架全迴轉式,前者只

能在船艏進行打樁作業,後者既可在船艏進行打樁作業,

也可以在左右舷進行打樁作業。打樁船本身無前進動力,

依靠拖船將其帶到指定的樁地。

1.4高速船舶

• 高速船舶(fast craft, speedboat)主要從事水上客運或娛樂、

體育等。它的種類較多,其船體通常用輕型鋁合金或其他

輕型非金屬材料,發動機採用高速汽油機或輕柴油機,推

進方式採用螺旋槳或噴水推進器等。

• (1)水翼船(hydrofoil craft)

• 該船的底部裝有前後各一對水翼,船在高航速航行時,水

翼產生的升力將船體托出水面,因而能減少水對船的阻力,

並能減少波浪對船的作用。水翼船有浮航和翼航兩種航行

狀態,在速度很低時,水翼船處於浮航狀態,達到一定速

度後,轉為翼航狀態。水翼船具有速度快、航行平穩的優

點。水翼的製造工藝複雜,且控制系統也很複雜。水翼船

一般不適合在淺水航道航行。

(2)高速雙體船(twin-hull craft,catamaran)

• 雙體船是一種古老的船型。雙體船的船體由兩個片體組成,

片體具有瘦長的特點,減少了水對船的阻力;另因兩個片

體的距離較大,雙體船具有較寬的船身,有很好的穩性,

航行安全。由澳大利亞和瑞典等發達國家開發的鋁合金高

速雙體船,具有吃水淺、速度快、航行平穩和操縱性好等

優點,使雙體船受到世界各國的注意,在與水翼船和氣墊

船的競爭中具有相當的優勢。

(3)氣墊船(air-cushion vehicle, hovercraft)

• 氣墊船利用氣墊的原理,將船體托起,使船的航行能適應

各種多變的航道情況,如淺水、沼澤和沙灘等。氣墊的作

用減少了船體與水的直接接觸,因而氣墊船一般具有很高

的航速。氣墊船按氣墊的形式分為兩種,一種稱為全墊升

式氣墊船,另一類稱為側壁式氣墊船

(4)快艇(speedboat)

• 快艇是小型高速船的總稱,主要用途為執勤、水上救援、

娛樂和體育等。快艇也根據其用途稱為巡邏艇、救生艇、

遊艇及賽艇等。快艇有的採用舷外掛機作為推進動力,快

艇在航行時船艏明顯翹起。

1.5 海洋油氣開發設施

• 占地球表面70%海洋的底下蘊藏豐富的資源。現在從海底

開採的石油和天然氣已占世界開採總量的1/3。海洋平臺是

在海上開採海底資源的作業平臺,它具有生產和生活多種

功能。按海區的水深不同,海洋平臺的結構也不相同。

• (1)自升式鑽井平臺(jack-up drilling platform)

• 平臺的角處安裝樁腿,每根樁腿可各自相對平臺上下升降,

移航時將所有的樁腿升起,由拖船拖到井位後,將樁腿降

下,插入海底固定,然後將平臺升起到一定高度,進行鑽

井作業。自升式鑽井平臺適合在大陸架淺水區作業。

(2)半潛式鑽井平臺(semi-submersible drilling

platform)

• 平臺由水下浮體和水面上的平臺,通過若干根立柱連接組

成。當平臺工作時,水下浮體潛入水中一定深度,海面波

浪對浮體的擾動較小,平臺能在水面上保持穩定和平穩。

半潛式鑽井平臺的作業水深最大可達500 m。

(3)鑽探船(drilling vessel)

• 鑽探船是漂浮於水面上的作業平臺,通常適合在各種水深

條件下進行鑽探作業。但對船的定位要求很高,多採用多

錨定位或動力定位方式。