第七章--船舶设备、系统与航海仪器PPT课件

-,1,第七章船舶设备、系统与航海仪器,-,2,船舶除应具备坚固的船体、可靠的推进动力和良好的航行性能外，还必需配备各种用途的设备、系统和航行仪器，以满足船舶营运中的各项要求。它们主要用于控制船舶的运动、可靠停泊、物资装卸和保证航行安全，并满足船上人员生活、工作的需要。随着科学技术的不断进步，船舶的各类设备也经历了人力、机械、蒸汽、电气、气液传动和自动控制等几个时代。目前，船舶的各类机械、设备和系统都已达到了较高的电气化、自动化程度。,-,3,船舶设备分为通用设备和专用设备两大类。通用设备是指各种用途的船舶都必须具有的设备，如舵设备、锚设备、系泊设备、装卸设备、救生设备、桅墙信号以及关闭设备等.专用设备则只为某些船舶专门配备，如钻井平台的钻探设备，科学考察船的各种取样及探测设备、渔船的渔捞设备、拖船的拖曳设备、补给船的补给设备等等。这里只介绍船舶的通用设备。,-,4,第一节舵设备一、舵设备的组成舵设备是应用最广泛的船舶操纵设备。它由操纵装置、传动机构、舵机、转舵机构和舵等部分组成，见图7-1。操纵装置设于船舶驾驶室，它包括舵轮和舵角指示器。传动机构的作用是控制舵机的运转。舵机提供转舵的原动力，其结构和工作原理已在第六章中作了介绍。转舵机构是将舵机的原动力转化为作用在舵柄上的转舵力矩。舵是依靠转舵后其上产生的水压力使船回转。此外，舵设备中还包括：当舵转到给定舵角时使舵机自动停止的自停装置，防止转舵超过最大允许舵角而导致设备损坏的限角装置舵角限制器，以及作为备用，通常由人力操作的太平舵装置。,-,5,从驾驶室控制设于船尾的舵机（泵、阀或电机）的传动机构，也有机械式、液压式和电动式等多种。目前，机械式已基本淘汰，只用于某些小船。液压式和电动式使用方便，尤其是电动式，因其操作轻便，动作灵敏，不受船体变形和气候影响，为大多数船舶所采用。,-,6,目前，在新型远洋船舶上已广泛应用自动操舵装置。它是将操纵机构与陀螺罗经联系起来，使其能自动纠正航行中出现的航向偏差。不但能用来保持船舶既定的航向，而且可以实现从出航港到目的港的全程自动导航与自动操舵，实现无人驾驶。我国为联邦德国劳埃德轮船公司建造的全格栅大型冷风集装箱船“柏林快航”号，就属自动导航船舶，该船自动化程度很高,全船只有16名船员。而近年建造出口的许多船舶，也都达到了无人机舱和无人驾驶的要求。,-,7,二、舵的各种型式舵是舵设备中的关键部件。舵上产生的使船舶回转的舵力（水压力），主要决定于舵的面积和它的结构型式。舵的型式很多，并按不同标准有多种分类方法，见图7-2。,-,8,1.按舵杆轴线分非平衡舵平衡舵半平衡舵2.按舵的支承形式分支承舵悬柱舵半悬柱舵3.按舵叶剖面形状分平板舵流线型舵三、几种特殊形式的流线型舵,-,9,-,10,-,11,1.襟翼舵2.反应舵3.整流帽舵4.主动舵四、潜艇舵设备潜艇的舵设备或称操纵面如图7-5所示。,1.潜艇在垂直面内运动的控制2.潜艇在水平面内运动的控制,-,12,第二节锚泊及系泊设备船舶的营运时间是由航行和停泊两部分组成的。船舶停泊的方式有两种。利用锚的抓力使船泊于水面一定位置的叫锚泊。用缆索使船可靠系结于码头、岸边、浮筒或相邻船的叫系泊。停泊设备的作用是保证船舶在水流、风和波浪等外力作用下仍能安全停泊而不产生严重的漂移。一、锚泊设备1.锚泊设备的组成图7-6为一般运输类船舶首部锚泊设备的布置情况。锚泊设备由锚、锚链、锚链筒、制链器、锚机、锚链管和锚链舱等组成。起锚时，开动锚机，在链轮的作用下，锚链便通过锚链筒和制链器，经锚机由锚链管进入锚链舱。锚则随着,-,13,锚链的收起而先出土，上升离开水面，直至将锚干拉入锚链筒内，锚爪紧贴锚链筒口。而后关闭制（止）链器。抛锚时的动作相反。在船首部，一般在首楼甲板上，都同时布置有锚泊和系泊设备，如图7-6所示。,-,14,船舶抛锚停泊的方式有多种,如图7-7所示。通常应用较多的是船首抛锚。这种锚泊方式可使船舶所受的风力和水流力最小。船首可抛单锚，也可抛双锚。后者不仅可承受较大的外力，还可限止船舶的活动范围。只有为适应某些特殊情况，才采用其他锚泊方式。舷侧抛锚有利于舱室的自然通风和在舷侧进行装卸作业。船尾抛锚常用于船舶在江河中顺水航行的时候。2.锚锚是锚泊设备中的主要部件。锚应满足抓力大、入土性能好、能适应于多种底质以及便于收藏等要求。在各类船舶上使用的锚，有多种不同的形式，如图7-8所示,其中比较常用的有以下几种。,-,15,-,16,有杆锚最具代表性的是如图7-8（a）所示的海军锚.无杆锚图7-8中的（c）双爪锚和（f）无杆锚都属于这种类型。大抓力锚图7-9所示为我国独创的尾翼式ZY6型戎氐锚，也是一种大抓力锚，性能优良。3.锚链锚链是连接锚和船体，具有足够长度和强度的链条。它由链环、转环卸扣和连接链环等组成，其主要作用是传递锚的抓力以平衡、停泊船舶所受的外力。当抛出锚链的悬垂状态变化时还可以吸收作用在船体上的动载荷,使船可靠停泊.锚泊时放出锚链的长度决定于水深，作用在船体上的风、流等外力以及锚链单位长度的重量。在深水锚泊时，也使用由,-,17,-,18,链条和钢索组合成的锚链以减小过长锚链自重造成的巨大拉力。船上的有档锚链及止链器可参看图2-18。,-,19,4.锚链筒锚链筒是贯穿外板和甲板的锚链导向孔道，也是无杆锚的收藏处所,一般设在船首两舷。有尾锚时,也设尾锚链筒。锚链筒的内径约为锚链口径的9.510倍。现代船舶上所设的凹入式锚穴有利于锚的收藏。设置凸出的锚台可以避免在起抛锚时锚和球鼻首等船体外壳发生碰撞。5.止链器止链器的型式有多种。一般常见的有螺旋式止链器和闸刀式止链器，见图7-10所示。6.锚链管、锚链舱、弃链器7.起锚机械,-,20,-,21,二、系泊设备1.系泊设备的组成船舶系泊设备包括系船索、带缆桩、导缆装置、缆索卷车和绞缆机械。因为系缆作业总是在舷侧进行的，所以系缆设备多数布置在甲板的两侧，左右对称。大部分系泊设备分布在船舶的首尾部。图7-11为大型船舶的首部锚及系泊设备的布置情况。2.系船索,-,22,-,23,3.带缆桩4.导缆装置5.绞缆机械6.缆索卷车,-,24,第三节装卸设备一、装卸设备各类船舶的甲板上配置装卸设备以满足货物和各种物品装卸的需要。货船的装卸设备也可视为专用设备。货船装卸设备的类型主要取决于所运载的货物或货物的装运单元。如液货船的泵和管路，滚装船的跳板和船内坡道、升降机，载驳船的吊驳机等。一般货船上应用较多的是吊杆式起货设备和回转式甲板起重机。1.吊杆式起货设备普通货船上起货吊杆的布置如图7-12所示。,-,25,-,26,2.甲板起重机现代船舶上广泛使用回转式甲板起重机，一般都为电动液压式。布置在舱口两端。回转式甲板起重吊臂的回转、俯仰和货物的升降都很灵活。操作方便，装卸效率较高。在钻井平台，海洋打捞救生船等海洋开发和工程船舶上，也被广泛使用。图7-14为回转式甲板起重机。,-,27,-,28,3.滚装船的通道系统滚装船的通道系统包括：以各种方式打开和关闭的首门、尾门和侧门。连接船舶和码头的折叠式的跳板，有一定的长度和宽度，可承受一定重量的车辆安全通过。在船舶内部设有固定或活动的坡道，作为上下层甲板或平台间车辆的过渡通道。坡道盖板则将坡道口封闭，以满足船舶的密性和抗沉性要求。车辆的上下过渡也可依靠舱内设置的升降机。图7-15所示为典型货物滚装运输系统。,-,29,-,30,二、舱口盖1.舱口盖的型式舱口盖的型式有多种。机械化的舱口盖有滚翻式、滚移式、滚卷式和绞链式等几种。图7-16所示为散装货船上的滚移式舱口盖。2.液压舱口盖目前世界上出现了多种新型的液压舱口盖，其设计合理、结构紧凑、操作方便，使用可靠，进一步提高了装卸作业的自动化程度。,-,31,-,32,-,33,第四节船舶救生设备一、对救生设备的要求救生设备是保障船上乘员生命安全的重要设备。它供救助落水人员或本船遇难时乘员自救使用。当发生海难事故时，除依靠通信设施及时呼救外，船上应配备足够数量的，能单独在海上漂浮或行驶的各种救生工具，使乘员及时脱离遇难船舶。常用的救生设备有救生艇、救助艇、救生筏、救生浮、个人救生用具以及救生辅助设备。“国际海上人命安全公约”对救生设备早有明确规定。该公约的“1983年修正案”对救生设备又提出了若干新的要求，主要有：,-,34,对国际航行的客船，要求配备能自动扶正的部分封闭救生艇或全封闭救生艇；对运载易燃货物的油船，化学品货船，要求配备能防火至少8分钟的耐火救生艇；对2万总吨以上的大型货船，要求救生艇能在船舶以5kn航速航行时降落水面；要求救生艇、救生筏在船舶横倾20时能安全降落水面；要求救生衣能保温；要求救生圈配备自亮灯和发烟雾信号。,-,35,二、救生艇与救助艇1.救生艇图7-18为全封闭玻璃钢救生艇及其放艇装置。图7-19为封闭式耐火救生艇的结构与部分设备。2.救助艇,-,36,-,37,-,38,某些大型客船或特殊用途的船舶配备有救助艇。3.吊艇架每艘救生艇均应配备专用的吊艇架，且要求使用安全可靠，快捷省力，灵活方便。吊艇架按操作特点可分为转出式、摇倒式和重力式三种。图7-20所示为滑架型重力式艇架放艇过程。此外还有倒壁式和绞链式等多种。,-,39,-,40,图7-21为新型的装于船尾部的自由滑落式救生艇装置。4.救生筏传统的刚性救生筏周边有空气箱或硬质泡沫塑料浮力块提供浮力。现只用于内河船舶，现代海船上多采用气胀式救生筏，如图7-22所示。,-,41,-,42,5.救生浮6.救生圈7.救生衣,-,43,一般船舶只配备水面救生设备。潜艇上应配备救生浮标、信号浮标和呼吸器等水下救生器具。而海军打捞救生船则需配置一定数量的专用水下救生设备。,-,44,第五节船舶系统一、船舶系统概述1.船舶系统的功用现代大型船舶有如海上的浮动城镇。陆地上的建筑物都有上水、下水、煤气、取暖、通风、空调和消防等系统，以满足正常生活和工作的需要，创造良好的居住环境，船舶也不例外。船舶系统的功用就是为满足船舶营运的需要，输送各种液体和气体。根据船舶的用途和航区合理地设置各种系统，不仅关系到船舶的航行性能、营运效率和安全，也影响到全船旅客和船员的工作、生活的方便和舒适。2.船舶系统的分类与组成,-,45,系统的分类船舶系统按用途分为两类，即各类船舶所共有的基本系统和特殊船舶配备的特殊系统。基本系统如舱底水系统、压载系统、日用水系统、消防系统和通风系统等。特殊系统如油船的货油系统、破冰船的纵横倾系统和潜艇的沉浮系统等。按输送流体的种类则分为水、空气、蒸汽和油等系统。船舶系统的组成各类系统都是由管子及其附件、阀件、机械和仪表四大部分组成。（a）管子及其附件管子是流体的流通渠道，按材料分有钢管、铁管、铜管、铝管和塑料管等多种，各有不同用途。管子附件是指各种连接件、弯头，为适应船体变形和温度变化而设置的膨胀接头等。,-,46,（b）阀件其作用是对管路中的流体加以控制。如接通或关闭，限制或改变流体的流向，改变压力和流速、流量。用途不同，结构各异。如截止阀、止回阀、三通阀、节流阀以及阀箱等。（c）机械设备流体在管路中流动，并维持一定的压力和流量，要克服流动中的阻力，需要系统中的机械设备为之提供能量,也就是把机械能转变为流体的势能和动能。系统中的机械设备主要是各类泵、空气压缩机和通风机。（d）仪表显示系统中流体的压力、温度、流量等相关参数。和陆地上的系统相比，船舶系统必须工作可靠，在运行中不易出故障。能够适应船舶的摇摆、颠簸、冲击、振动等恶劣工况，以及对海水、潮湿及结冰的抗御能力。海损排水,-,47,系统、灭火系统应在海损、火险情况下，结构破坏、船舶倾斜时仍能正常工作。二、舱底水、压载水及日用水系统1.舱底水系统图7-24为各舱独立的舱底水系统简图。,-,48,-,49,2.压载系统船上的货物、燃料、汽水等载荷在营运过程中是变化的,必然影响船的浮态。此时，船舶重心位置及稳性也发生相应的变化。为了使船舶在载荷变动的情况下仍具有良好的性能，必须对船舶的浮态、重心随时进行调整。这就要依靠船上的压载系统，通过各压载舱中舷外水的排出或吸入，以及压载水在各压载舱之间的调拨实现的。专门容纳压载水的船舱称为压载水舱，通常分布在双层底舱，首尾尖舱、顶边水舱、舷侧边水舱或深水舱内。为保证调拨过程中压载水的双向流动，在压载系统中不得设置止回阀。即通过同一水泵和同一管道可将水灌入或排出。压载水泵设于机舱内。,-,50,3.日用水系统日用水系统是保证船舶管理和船上人员生活所必需的上、下水道系统。上水道系统压力水柜供水目前为大多数现代中、小型客船和货船所采用。图7-25为其工作原理图。,-,51,-,52,下水道系统三、消防系统1.船舶消防概述船舶建筑封闭，设备复杂，人员密集，一旦发生火灾，危险性更大。故各类船舶都必须按有关要求配备消防设备和系统，以便有能力在无外援的情况下及时扑灭火灾进行自救。发生燃烧必需具备三个条件。一是固体、液体或气体可燃物。二是助燃物，如空气中的氧气以及氯酸甲等氧化剂。三是着火火源，包括明火、电气火、摩擦撞击产生的高热和火花、静电感应产生的火花、雷击产生的火花，以及辐射热，化学反应热等。,-,53,对于不同的可燃物，如固体、油类、气体和钾、钠等轻金属产生的火灾，要采用不同的灭火施救方法。这些方法是将可燃物迅速与燃烧物分隔开来的隔离法。降低火场温度的冷却法。利用不助燃的物质覆盖在燃烧物表面，使之与空气隔绝的窒息法。利用灭火剂受热分解的游离基夺取燃烧物中的氧气和氢氧游离基，抑制燃烧连锁反应的抑制法。对不同的施救方法使用不同的灭火设备。2.水灭火系统图7-26为船上水消防管系的布置图。3.泡沫灭火系统,-,54,-,55,4.蒸汽或二氧化碳灭火系统5.卤化物灭火系统四、通风、空调、供暖系统1.通风系统船舶通风分自然通风和机械通风两种。自然通风主要依靠门、窗、舱口等开口和专门设置的通风筒和风斗，常见的如图7-27所示。图中（a）为烟斗式通风筒，可借人力转动以适应风向，主要用来向舱内送进新鲜空气，背风时有排气作用。（b）式作用与之相似。（c）、（d）为轴吸式排风斗，用于排出舱内污浊空气。自然通风效果受风向、相对速度和温差的影响。,-,56,-,57,2.空调系统目前在船上应用的空调装置可分为三类：集中式空调装置分组集中式空调装置独立式空调装置图7-28为集中式空调装置示意图。3.供暖系统,-,58,-,59,第六节航海仪器一、航海仪器的作用航海仪器又称导航仪器，它的作用是引导船舶按既定航线，安全、经济地航行至目的地，并用各种方法和手段随时确定自船所处的位置。对于军舰，导航仪器不仅用于航海，还要向舰艇各项设备、武备和指挥系统提供位置、姿态、航向、航速等实时信息。现代船舶的导航过程可用图7-29的模型图描述。,-,60,把导航过程模型图中功能换成起相应作用的导航设备，就可以看出各导航设备在整个导航过程中的使用场合及其作用，如图7-3