船体

船体，也称船身或船壳。船体的形状会影响船舶在水中的航行速度和稳定性。船舶按船体的数量可分为单体船、双体船和三体船。^[1]

形状

单体船

单体船（英语：monohull）是一类只有一个船体的船舶，是水上船舶最常见的形式。单体船在水中常吃水较深。^[2]

双体船

双体船通过一个框架连接两个船体，稳定性好，在海上可承受较大的风浪，不易翻船。在高速时，两个较瘦长的船体可以大幅降低船身的阻力。由于跨越了两个船体，双体船通常有更多的空间。另外，双体船吃水浅能够接近岸边抛锚。^[3]

最早的双体船是波利尼西亚人发明的^[4]。在公元5世纪，印度泰米尔的朱罗王朝就用由双体船组成的舰队征服了东南亚地区。1662年，威廉•配第设计了欧洲的第一艘双体船的草图，但该船型并未获得认同^[5]^[6]。1960年代后开始出现不同的高性能双体船设计，大致可分为：普通双体船（Basic Catamaran）、小水线面双体船（Small Water-plane Area Twin Hull, SWATH）、穿浪双体船（Wave Piercing Catamaran）和复合双体船等四类。^[7]^[8]^[9]

三体船

三体船（trimaran）主要由三个船体组成，其中间为主船体（vaka），尺度约占排水体积的90%，两侧并肩各有一个大小相同的辅助船体（akas）。土著波利尼西亚人在近4,000年前就建造了第一批三体船（马来式帆船）。^[1]

设计

船体工程师们发明了船体型线图，以便在图纸上反应船体形状^[10]。它由三组线图构成：横剖线图、半宽水线图和纵剖线图^[11]。设绘船体型线图时要考虑船型系数、线型特征等方面。首先要确定主尺度系数和外形轮廓等初始条件。然后要根据一定的步骤设绘型线图：1-设绘格子线，2-设绘横剖面面积曲线，3-设绘主甲板边线及满载水线，4-设绘船舶侧投影轮廓线，5-设绘折角线及舭部升高线，6-设绘横剖面线图，7-设绘水线面线图，8-设绘纵剖面线图，9-检查型线图是否光顺，10-标注尺寸、绘制型值表。型线图设绘是一个逐步近似的过程。图上的每一根曲线都不是一次完成的，而是经过几次，几十次修改才能完成。^[12]

保养

船体可以根据中国船级社提供的《船体检查保养计划指南》进行日常保养^[13]。根据美国海军人事处（英语：Bureau of Naval Personnel）的要求，船体保养技师（英语：Hull maintenance technician）应制定计划，定期检查船体，并实施安装、保养、维修等工作^[14]。

测量

船体结构可用于量化以下项目：

专有名词定义：

船宽（B）：船体的宽度。（例如：BWL 是水线最大船宽）
吃水深度（d）或（T）：船底龙骨至水线（WL）的垂直距离。
干舷（FB）：深度加上龙骨结构高度减去吃水深度。
水线长（LWL）：自前端水线在剖面中测量至后端水线最远点的长度。
垂标间距（LBP 或 LPP）：夏季载重水线^[a]从艉柱到越过艏柱（英语：Stem (ship)）的位置的长度。
全长（LOA）：从一端到另一端的极端长度。
型深（D）：从龙骨顶部到侧面上层甲板下方的垂直距离^[15]。

专有名词与船型结合，可导出以下指标：

排水量（Δ）：相当于船体浸没体积的水重量。
浮心长（LCB）：浸泡体积重心的纵向位置，通常给出从参考点（通常是中央）到静态浸没体积的重心的距离。请注意，当船体处于平衡状态时，船体的重心必须与浮心长对齐。
浮心纵（LCF）：水面积的重心纵向位置，通常表示从参考点（通常是中央）到静态水面积的中心的距离。可以将其想像为由水面和船体定义的区域。
浮心垂（VCB）：被浸泡体积的重心的垂直位置，通常表示从参考点（如基线）到静态浸泡体积的中心的距离。
体积（V或∇）：船体排水的水体积。

公式

不同船体的差异，可由以下系数表示^[16]。

方形系数(Cb)

排水量（V），与由吃水线处的船体宽度（B）、船体长度（L）乘上吃水高度（d）的体积之比称为“方形系数（Cb）” 。油轮等大型舰船的Cb值较高，而帆船等小型船的Cb较低（像喀琅施塔得号的数值为0.61，但IIA型只有0.3986）。

$Cb={\frac {V}{{L}\times {B}\times {d}}}$

中横剖面系数(Cm)

船舯水线以下的面积（Am），与外接它的矩形B × d的面积之比称为“中横剖面系数”。这定义了船体底部的厚度。

$Cm={\frac {Am}{{B}\times {d}}}$

菱形系数(Cp)

最大横向面积乘以船体长度（L）所得的排水容积（V）与直柱容积（L × Am）比称为“菱形系数”。这用于评估底部体积的分布。低Cp表示较宽的中段和方正的船尾，高Cp表示船尾较突出。若要要求高速，倾向于更高的Cp。此外，以低福禄数行驶的高效排水型船体，往往具有低Cp。

$Cp={\frac {V}{{L}\times {Am}}}$

水线面积系数(Cw)

水线围成的水线内面积（Aw）与外接矩形的面积（L × B）之比称为“水线面系数”^[17]。水线面积系数表示水线面的丰满程度，或水线面面积与相同长宽的矩形之比。较低的Cw值表示船尾较方正；反之，较高的Cw值表示船尾较突出。高Cw提高了稳定性以及在恶劣条件下的抗压能力。

$Cw={\frac {Aw}{{L}\times {B}}}$

注解

[a]
这被定义为位于水线上，从龙骨顶部测量的最小型深度的85%处的96%总长度，或者如果更长，则是从艉柱前侧到该水线上的舵柄轴线的长度。

参考文献

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[此乃直翻-15] [a]
这被定义为位于水线上，从龙骨顶部测量的最小型深度的85%处的96%总长度，或者如果更长，则是从艉柱前侧到该水线上的舵柄轴线的长度。

[try-1] [1]
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