1、艦船構(gòu)造 第一節(jié)：艦體結(jié)構(gòu)要了解艦體的結(jié)構(gòu)，必須要知道艦體在水中可能遭受到的一切外力，據(jù)此以計(jì)算艦體的強(qiáng)度(包括艦體的總強(qiáng)度及一個(gè)或一組構(gòu)件的局部強(qiáng)度)，然后才能決定艦體各構(gòu)件的尺寸，以及如何構(gòu)造。艦體所遭受到的外力，可以分為兩種，一種是作用在整個(gè)艦體上的外力，另一種是局部所受的外力。作用在整個(gè)艦體上的外力，使艦體產(chǎn)生下述現(xiàn)象：縱向彎曲 當(dāng)艦船處在靜水中靜止時(shí)，作用在艦船上有重力和水壓力，重力是由艦體本身重量、機(jī)械、燃料、武器、彈藥及其他載荷的重量所組成的合力，其方向垂直向下通過(guò)艦船的重心；艦船浸水表面的各點(diǎn)上所受靜水壓力的總和，稱為浮力，其方向與重力相反，作用在艦船浸水體積的幾何中心。通常重

2、力和浮力沿長(zhǎng)度的分布是不一致的，如圖10，我們看到在某一部分重力超過(guò)水壓力，而另一部分則相反，相抵消的結(jié)果，剩余的力迫使艦體產(chǎn)生如圖10和梁一樣的彎曲變形。為了保證艦體的強(qiáng)度，應(yīng)使載重合理地分布在長(zhǎng)度上而且不應(yīng)該在局部集中過(guò)重的載荷。當(dāng)艦船處在波浪中時(shí)，則產(chǎn)生中拱和中垂現(xiàn)象。此時(shí)假設(shè)波長(zhǎng)等于船長(zhǎng)，因在這種情況下受力最嚴(yán)重，波高設(shè)為1/25船長(zhǎng)(在小船上設(shè)為1/20船長(zhǎng))，并且假設(shè)艦船“放置在波浪中”，即當(dāng)作靜力問(wèn)題來(lái)考慮而不計(jì)及慣性力。當(dāng)做強(qiáng)度計(jì)算時(shí)所考慮的中拱現(xiàn)象是假設(shè)，波峰在艦體中部，波谷在兩端，此時(shí)浮力集中于中部，致辭使艦體中部拱起兩端下垂，發(fā)生彎曲變形。此時(shí)艦體上部受張力，下部受壓力如

3、圖11-所示。為使艦船之載重情形發(fā)生可能最大的彎曲力矩起見(jiàn)，中部各艙室設(shè)為空艙，兩端設(shè)為滿艙。中垂現(xiàn)象與前恰相反，即波峰在兩端，而波谷在中部，此時(shí)浮力集中于兩端，致使兩端翹起而中部下垂，發(fā)生彎曲變形，此時(shí)上部受力，下部受張力如圖11-所示。上述受力情況，往往為連續(xù)交替地產(chǎn)生，因而對(duì)艦船結(jié)構(gòu)影響最大。橫向變形 艦船處奪靜水中，由于重力及水壓力經(jīng)常作用，可能使舷板、甲板及底板在橫向產(chǎn)生變形，如圖12(1)及(2)所示。當(dāng)艦船置于船塢中時(shí)，因失去浮力的支特，其本身的重量將使艦體引起如圖12(4)之變形，舷部由于支架作用也可能向內(nèi)凹進(jìn)。由于搖擺的慣性力而產(chǎn)生的變形 艦船在波浪中搖擺時(shí)，甲板上載重及上層

4、建筑等所產(chǎn)生的慣性力與作用在艦體上之水壓力形成力偶，引起甲板構(gòu)件與舷部之間的扭轉(zhuǎn)，發(fā)生橫向變形，如圖12(3)所示。局部受力 艦體局部受的外力是由下列因素產(chǎn)生的：如射出炮彈及魚雷時(shí)的反作用力；當(dāng)艙室進(jìn)水時(shí)隔墻上所受之水壓力；當(dāng)艦船運(yùn)動(dòng)時(shí)在部分外殼板上所受的動(dòng)水壓力及波浪沖擊力；宛座及機(jī)座下的集中受力；由機(jī)器及螺旋槳作用而引起的振動(dòng)；舵上的水壓力等。艦船的各種受力情況，已如前述，因此作為一艘艦船而言，應(yīng)該采取怎樣的構(gòu)造，才能適應(yīng)海洋中各種不同情況而不致?lián)p壞，這就成為艦船建造學(xué)中討論的主要問(wèn)題。艦船外殼的各個(gè)部分布亦應(yīng)與外力作用的影響相適應(yīng)，以便在重量最輕的條件下，滿足艦體的總強(qiáng)度及局部強(qiáng)度。由此

5、看來(lái)，僅由鋼板組成的水密圍殼，是無(wú)法承受各種外力的，因此一個(gè)艦體應(yīng)包括各其本組成部分：外殼板：艦體舷部，舭部及底部的水密外殼。甲板：由上面復(fù)蓋艦體內(nèi)部容積的水密圍殼。雙層底板：水密及油密的內(nèi)部圍殼。艦體構(gòu)架：由縱、橫向的鋼材組成，為殼板形成了堅(jiān)固的骨架。水密隔墻：是垂直的縱、橫圍殼，將艦體內(nèi)部分為各種水密艙，并增加艦體的強(qiáng)度。除了上述艦體的其成組成部分之外，還有各種局部的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。組成艦體各構(gòu)件的名稱及其所在位置可參看(圖13)?，F(xiàn)把一些主要的構(gòu)件分述于后：龍骨 龍骨是能過(guò)艦體基本的由艏柱到艉柱的一個(gè)主要的縱向構(gòu)件，其斷面形狀是簡(jiǎn)單型鋼或組成型鋼。當(dāng)艦船在波浪中航行時(shí)，它要承受縱向彎曲時(shí)的力；

6、當(dāng)艦船擱淺或進(jìn)塢修理時(shí)，它要擔(dān)負(fù)艦體大部分的重量，并有保護(hù)底部的作用。小船上龍骨是由鍛鋼或鍛鐵制成，在大船上則由鋼鈑制成。龍骨的種類有下列幾種：立龍骨：這是一種舊式龍骨，由木龍骨演化而來(lái)，位于船底中央，斷面為長(zhǎng)方形的一根鋼梁(圖14-)，其兩端分別與艏柱及艉柱嵌接。為了提高強(qiáng)度，需增加龍骨的深度，但由于連接上的困難，長(zhǎng)方形的鋼梁又為多層鋼鈑所代替(圖14-)。立龍骨的缺點(diǎn)是重量較大，暗加吃水及進(jìn)塢和擱淺時(shí)不能穩(wěn)定。但是，由于它突出船底，因此可起一部分防止船體搖擺的作用；同時(shí)構(gòu)造成上也比較簡(jiǎn)單。現(xiàn)在這種龍骨只用在小艇、舢板及木船上。平龍骨：為了減輕重量，龍骨的式樣和尺寸不斷地改進(jìn)，逐漸出現(xiàn)了現(xiàn)代

7、艦船所常用的平龍骨。平龍骨是由艦底中央較殼板稍厚的鋼鈑(一層或二層)，即平龍骨板和垂直此平龍骨的鋼鈑即中央龍骨立板，以及復(fù)蓋于中央龍骨立板之上的龍骨蓋板三者所組成，形成了很堅(jiān)固的工字形結(jié)構(gòu)，如圖15所示。槽龍骨：在大型軍艦上，為保持足夠強(qiáng)度以承受重大的縱向彎曲及在塢中的受力，增加了龍骨立板而形成槽龍骨。槽龍骨是由兩個(gè)約二公尺高，18-20公厘厚之龍骨立板所組成，它們穿出內(nèi)底約0.8-1.0公尺，下面與底部平龍骨板相連，上面蓋有蓋板，如圖16所示。槽龍骨前后延伸形成了長(zhǎng)方體形的水槽，可裝淡水及鍋爐用水，中間還可以通管路。在艏、艉兩端，由于較狹，仍改成平龍骨。槽龍骨受力較大，但重量也大，且凸出于內(nèi)

8、底，在構(gòu)造和使用上都增加了許多麻煩，后來(lái)改變成地道式龍骨，如圖17所示，構(gòu)造與槽龍骨相同，但不凸出于內(nèi)底。翅龍骨：現(xiàn)在一般艦船均裝有翅龍骨。它與上述龍骨用途完全不同，是用來(lái)作為防止艦船搖擺的裝置，位于艦體兩側(cè)舭部，其長(zhǎng)度約為艦長(zhǎng)的一半，如圖18所示。殼板 外殼板(簡(jiǎn)稱殼板)是沿底部與舷部將內(nèi)部容積與水分離，并作為縱向、橫向及局部強(qiáng)度中堅(jiān)強(qiáng)連接的水密圍殼。殼板使艦船能浮于水面而不沉，并給出艦體外形；在艦船服務(wù)的過(guò)程中，外殼板承受著水壓力，在靜水中及波浪中的縱向彎曲及橫向壓縮，并將所受的力向構(gòu)架傳布，所以在殼板上經(jīng)常承受著各種不同方向的張力和壓力。殼板是由鋼鈑組成的，為著減少接縫及避免強(qiáng)度的損失，

9、應(yīng)選擇大塊的鋼鈑。在鉚接的艦船上，殼板是沿著縱向排列的，如圖19-所示因?yàn)檫@樣排列可以承受較大的彎曲力矩，而這對(duì)于艦船的總強(qiáng)度是很重要的。在焊接的船上則多為橫向排列，如圖19-所示，但也有用縱向排列的，橫向排列的優(yōu)點(diǎn)是便于分段建造。鋼鈑長(zhǎng)邊相接的叫接縫，短邊相接叫接端，在縱向排列的殼板中，短邊連接成的一串鋼鈑叫做列板，列板由于所在位置不同，又可分為平龍骨列板、龍骨護(hù)板、底部列板、舭部列板、破冰列板、舷緣列板等，如圖20。各列板之受力不同，故其厚度均隨其位置不同而有變更。一般來(lái)說(shuō)，平龍骨板、舭部列板、破冰列板及舷緣列板均應(yīng)較厚，下部者又較上部為厚，厚度之增加及減少均是逐漸的用鉚釘連接殼板時(shí)，接端

10、要比接縫多加一行鉚釘，且相鄰鋼板的接端決不能在同一直線上，至少要互相錯(cuò)開(kāi)二個(gè)肋骨間距；同時(shí)應(yīng)盡量避免在同一肋骨間距內(nèi)有很多鋼板的接端，以免造成弱點(diǎn)集中的缺點(diǎn)。內(nèi)外搭接法：將一塊鋼板直接貼在肋骨上，這塊鋼板稱為內(nèi)搭板，然后在上面搭以另一塊墊板上，墊板與肋骨同寬，如圖21(2)所示，這種方法應(yīng)用較廣，缺點(diǎn)為表面不平坦，而且由于需要墊板，增加了重量。魚鱗搭接法：鋼板排列好像魚鱗一樣，一塊搭住一塊，鋼板與肋骨之間填以楔形墊板，如圖21(1)，這種方法在以前應(yīng)用很廣，現(xiàn)在僅用在舢板上。擠合殼板法：這是最普通使用的方法，每塊鋼板都與肋骨緊接，接縫處用機(jī)器壓成卷邊，如圖21(4)所示。可以把每塊鋼板的一邊做

11、成卷邊，也可以把一塊鋼板的兩邊都做成卷邊，這樣只要半數(shù)的鋼板卷邊就夠了。后一種方法較為經(jīng)濟(jì)，但為修船時(shí)造成不便。擠合肋骨法：與擠合殼板法正相反，它是將肋骨壓彎以代替墊板而與殼板直接接合，如圖21(3)所示，這種方法做起來(lái)比較不容易。平坦連接法：無(wú)論接縫、接端都用對(duì)接，附加一狹長(zhǎng)搭板安置在艦殼內(nèi)部，延伸至整個(gè)船長(zhǎng)，在內(nèi)搭板間隔內(nèi)鋼板與肋骨之間仍須加墊板，如圖21(5)所示，這種連接法很美觀，有較好的外形，內(nèi)搭板并能增加縱向強(qiáng)度，但使艦體重量增加很多，是其缺點(diǎn)。雙層板在軍艦上應(yīng)用在龍骨線上，錨鏈孔及推進(jìn)軸出口處。殼板上的孔口，例如循環(huán)唧筒接管口也要用補(bǔ)加雙層板加強(qiáng)。軍艦上殼板接縫的構(gòu)造與商船不同。

12、在商船上接縫通過(guò)縱向構(gòu)件之間，交縫避免在縱向構(gòu)件上，因?yàn)檫@樣很難達(dá)到水密，在不得不在縱向構(gòu)件上相交時(shí)，采用交錯(cuò)咬緊的方法(如圖22)。在軍艦構(gòu)造中，接縫故意放在龍筋或龍骨立板的下面，由此而形成雙層的殼板并不是多余的、浪費(fèi)的材料，而是與縱向構(gòu)件的一邊連在一起更加加固了它的強(qiáng)度。這種構(gòu)造方法在蘇聯(lián)廣泛采用而在其他國(guó)家尚末見(jiàn)采用過(guò)。圖23-表示大型驅(qū)擊艦殼板接縫的構(gòu)造，這種構(gòu)造在制造時(shí)較復(fù)雜，但是增加龍筋的強(qiáng)度。在戰(zhàn)列艦上殼板接縫故意設(shè)在縱向構(gòu)件之下(圖23-)，這種構(gòu)造加強(qiáng)了龍筋，增加了艦體總強(qiáng)度，同時(shí)增加殼板在水壓力作用下的堅(jiān)固性。電焊連接時(shí)，殼板的鋼板可直接焊在構(gòu)件上(如圖24)。軍艦殼板的一

13、般構(gòu)造，如圖25所示。甲板 甲板是由上部限制船體內(nèi)部容積或分隔內(nèi)部容積為上下幾層的鋼板和構(gòu)架的總和。甲板的鋼板是指不帶構(gòu)架的鋼板組合。甲板保證了艦船的水密及不沉性，它是艦體主要組成部分之一。在強(qiáng)度上承受縱向彎曲及橫向壓縮，支持其上的載荷、武器及其他裝置等，在有裝甲的軍艦上，甲板還作為支持舷裝甲之用，裝甲甲板保護(hù)艦內(nèi)重要部分，抵御炮彈及炸彈片之攻擊。甲板的名稱由其所在位置而定，艦體最上層自艏至艉的連續(xù)的甲板，稱為上甲板，上甲板之上有局部甲板：在船首者，稱為前甲板(在商船上稱為艉樓甲板)；在船尾者稱為后甲板(在商船上稱為艉樓甲板)；在中間者稱為上層艦橋甲板，上甲板以上的一切局部甲板，可以統(tǒng)稱為上層

14、建筑甲板。上甲板以下的一層稱為中甲板或第二甲板，再下一層為下甲板或第三層甲板。上甲板以下不能通達(dá)全艦的甲板，稱為平臺(tái)，居住甲板也不通達(dá)全長(zhǎng)，再下面就是內(nèi)底了，如圖26所示。甲板鋼板是按縱向排列的，在焊接時(shí)為橫向排列，和殼板的布置規(guī)則相同，如圖27所示。甲板鋼板的連接，通常采用搭接和對(duì)接的方法，如圖28。與舷部連接的一列甲板鋼板，稱為舷緣甲板，看圖27。它在艦體總縱向強(qiáng)度中占著重要的地位，較其他鋼板為厚，而且不得開(kāi)口。舷緣甲板與舷板用一圈圍密角鋼連接，稱為舷緣角鋼，可以防止甲板漏水。甲板上如有管路及桅桿等通過(guò)，則在甲板開(kāi)口處周圍必須增添一層鋼板，以補(bǔ)償該處因開(kāi)孔而損失的強(qiáng)度。但在開(kāi)口很大，甚至需

15、要切斷橫梁時(shí)，就需要特殊的結(jié)構(gòu)了。被切斷的橫梁稱為半梁，在較大艙口周圍要另上相當(dāng)高的垂直板稱為艙口圍欄板，把所有的半梁與圍欄板連接，再由圍欄板將受力傳至加強(qiáng)橫梁上，圍欄板與甲板鋼板也用角鋼連接起來(lái)。此外，在艙口四周的甲板上必須加雙層板以補(bǔ)償該處之強(qiáng)度(圖29)。甲板不但要有足夠的強(qiáng)度，還要有很好的水密性。上甲板只要將所有鋼板之接縫，接端處儉縫即可。上甲板以下的甲板，因?yàn)橛欣吖谴┻^(guò)，必須開(kāi)孔，在焊接的船上是以小塊鋼板將缺口焊補(bǔ)，在鉚接的船上，則在缺口四周圍以圍密角鋼來(lái)取得水密(圖30)。由于甲板鋼板表面較滑，尤其在下雨、下雪時(shí)更甚，而且鋼板也容易導(dǎo)音導(dǎo)熱，為了這些原因，一般艦船常在上甲板上裝木甲

16、板，上甲板以下的甲板則多用油地氈復(fù)蓋。木甲板和油地氈最大的缺點(diǎn)是容易著火，所以為了避免作戰(zhàn)時(shí)發(fā)生火災(zāi)，木甲板及油地氈在作戰(zhàn)前最好拆除。木甲板的結(jié)構(gòu)如圖31。在鋪木甲板之前，甲板上必須先涂上防銹漆，以免生銹，木甲板之接縫、接端，必須充填麻絲、油灰等填料，以保持水密。艦體構(gòu)架系統(tǒng) 艦體是由各平面結(jié)構(gòu)-甲板、殼板、隔墻、內(nèi)底及固定在訓(xùn)平面下的構(gòu)架所組成。而艦體構(gòu)架是由相互垂直并互相支持的縱橫件所組成，是用來(lái)構(gòu)成艦體輪廓；建立平面結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性及保證艦體總強(qiáng)度。由縱向彎曲及橫向壓縮而產(chǎn)生的總的力及由局部水壓力，龍骨枕木的壓力(在船塢中時(shí))，發(fā)炮時(shí)反作用力及載重所產(chǎn)生的局部的力都作用到艦體構(gòu)架上。所有的力

17、及力矩都要引起壓縮、伸張及彎曲的變形。結(jié)構(gòu)力學(xué)根據(jù)受力情況將各排梁中的構(gòu)件區(qū)分為主向梁及交叉梁；前者是相互平行的，為數(shù)較多的，在交點(diǎn)上是連續(xù)通過(guò)的梁；而后者與前者垂直，為數(shù)較少，在交點(diǎn)上是被切斷的或不被切斷而從主向梁之上通過(guò)的梁。根據(jù)梁的布置方向區(qū)分艦體構(gòu)架不同的構(gòu)架系統(tǒng)。如果主向梁在艦船的橫方向，則稱為橫式構(gòu)架系統(tǒng)；如果沿著縱向，則稱為縱式構(gòu)架系統(tǒng)；如果在兩個(gè)方向都有，則稱為混合式或縱橫式構(gòu)架系統(tǒng)。主向梁是主要構(gòu)件，在構(gòu)造上它有這些特點(diǎn)：1、是連續(xù)的，與其相交而在另一方向通過(guò)的是間斷的，如圖32龍骨立板是主要構(gòu)件；2、用連續(xù)的連接零件將它與殼板固定接合，如圖32肋板是主要構(gòu)件；3、相互之間的

18、距離較密集，如圖33，表示底部構(gòu)架，一為縱式另一為橫式?？v式構(gòu)架系統(tǒng)中主要構(gòu)件-縱肋骨與龍骨立板，將底部所承受的壓力傳至橫隔墻上；橫式構(gòu)架系統(tǒng)中主要構(gòu)件-肋骨，將底部所承受的壓力傳至舷部及縱隔墻；混合式構(gòu)架的壓力傳至隔墻及舷部，其分配由構(gòu)件的強(qiáng)度決定。圖34表示不同系統(tǒng)的底部構(gòu)架，可以作為分析構(gòu)架系統(tǒng)的典型例子。圖(1)表示橫式系統(tǒng)，底部肋骨連續(xù)地橫過(guò)艦體，構(gòu)架格子沿著橫向，這種系統(tǒng)中通常沒(méi)有內(nèi)底。圖(2)表示縱式系統(tǒng)，構(gòu)架格子沿著縱向，這種系統(tǒng)通常都有內(nèi)底?；旌鲜较到y(tǒng)有兩種情形：一種是底部構(gòu)架由縱橫交叉的構(gòu)伯所組成(圖34之3、4)；另一種在肋骨面上是不一致的，例如在甲板及底部是縱式，而在舷

19、部則是橫式的(圖34之5)，因?yàn)榭v向構(gòu)件如布置在載重水線附近對(duì)承受縱向彎曲無(wú)益。橫式構(gòu)架系統(tǒng) 橫式構(gòu)架的基本部分就是肋骨及橫梁，它們承受著作用在艦體上的橫向作用力。為了聯(lián)接橫向構(gòu)件并保證縱向強(qiáng)度，在底部、舷部及甲板部尚有龍骨立板、龍筋及加強(qiáng)縱梁等縱向構(gòu)件。芘分別敘述如下：肋骨 由各種型鋼做成(，工，L)與殼板鉚接或者焊接，是艦體橫方向的重要結(jié)構(gòu)，和人體之肋骨相似，一檔一檔地，自艏至艉地排列在艦船的橫剖面上，在單層底的船上，它是以中央龍骨立板開(kāi)始，沿殼板一直上升至上甲板為止；在雙層底的船上則從舭部?jī)?nèi)底板的緣板開(kāi)始，沿底板直達(dá)上甲板。肋骨上端用三角托板與橫梁相連，在穿過(guò)下甲板時(shí)亦如此；其下端則用翼

20、板與內(nèi)底板的緣板相連，或用角鋼與龍骨立板相連。肋骨的主要作用在于承受橫向壓力，并將受力傳于橫梁及橫隔墻，同時(shí)肋骨的形狀也決定整個(gè)艦體外形。肋骨間距一般在0.9-1.2公尺之間，視船只大小而定。在艏艉處肋骨間距要小些，在受力較大區(qū)域如機(jī)艙處也要小些。當(dāng)艦體強(qiáng)度需要時(shí)，每隔若干檔可以加一檔加強(qiáng)肋骨。加強(qiáng)的方式有三種(圖35)：1、反肋骨 這是加強(qiáng)肋骨最普通的方法，用兩條相同之肋骨正反相連，即達(dá)到加強(qiáng)的目的。2、加強(qiáng)肋骨 加長(zhǎng)型鋼一邊的長(zhǎng)度，也可達(dá)到增強(qiáng)的目的，此種肋骨，多用在機(jī)艙部分。3、鋼鈑肋骨 這種肋骨不用型鋼而用鋼鈑及角鋼組成。肋板 底部肋骨較舷部的承受更大的水壓力，所以當(dāng)增加艦體尺寸特別是

21、增加吃水時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)底部，為此采用了肋板，肋板為在各肋骨面上底部的垂直鋼鈑，實(shí)際上它是肋骨在底部的變形，肋板為連續(xù)的，其構(gòu)造為正反肋骨角鋼由舭部分開(kāi)，一支角鋼沿肋板上緣至中央龍骨立板，一支角鋼沿其下緣與底板固定，通至中央龍骨立板。為固定起見(jiàn)，在肋板上面縱向地安置著角鋼。在較小的船上，則無(wú)需肋板而全由肋骨代替。橫梁 橫梁是構(gòu)成艦體橫向強(qiáng)度的重要部分之一，甲板鋼鈑即固定于其上。它支持甲板上的載荷；兩端用三角托板與兩舷肋骨連接，承受在外力作用下艦殼的壓縮與伸張(圖36)。橫梁多由槽形鋼及角鋼做成，也有用T形鋼及球形鋼的(圖37)。在上甲板下的橫梁通常拱起(約為寬度的1/50)，稱為梁拱，便于甲板排水(

22、圖38)。在艙中兩端，機(jī)艙及鍋爐艙處，橫梁需要加強(qiáng)。在甲板上有集中載荷時(shí)，橫梁往往因過(guò)度載荷而產(chǎn)生變形，此時(shí)需要支柱支持。在軍艦中大量水密隔墻的存在，免除了安裝過(guò)多支柱的必要性，僅在甲板上炮塔下面、機(jī)械下面(如起錨機(jī)、起重機(jī)等)，及其他重物下面，仍須安裝支柱。支柱由管形鋼或組成型鋼做成(圖39)。如各層甲板間均有支柱，則這些支柱應(yīng)在同一垂直線上，支柱上端應(yīng)固定在縱橫梁之交點(diǎn)，下端應(yīng)固定在龍骨立板與肋板的交點(diǎn)(圖40)。在橫式構(gòu)架系統(tǒng)的艦船中，除了有橫向構(gòu)件承受橫向的水壓力外，尚須有各種縱構(gòu)件來(lái)承受橫向的水壓力?，F(xiàn)把橫式構(gòu)架系統(tǒng)中的縱構(gòu)件分述如下：加強(qiáng)縱梁 加強(qiáng)團(tuán)結(jié)縱梁是橫式結(jié)構(gòu)中的縱向構(gòu)件，作

23、為連接和支持各橫梁。大縱梁多由鋼鈑作成，其下緣以角鋼固定附著于甲板或不附著于甲板。如圖41所示。龍筋 龍筋是在兩舷的縱向構(gòu)件，它有加強(qiáng)兩舷強(qiáng)度，支持肋骨抵抗水壓力的作用，并將壓力傳至隔墻，特別是在艦首、尾最為重要。其數(shù)目及位置視艦船之深度與強(qiáng)度的需要而定，有些艦上沒(méi)有整條龍筋，僅在艏艉兩舷各安裝一段，以抵抗航行時(shí)的水壓力和波浪沖擊力。龍筋的構(gòu)造通常是一條水平安置的鋼鈑，與肋骨相遇時(shí)開(kāi)孔讓肋骨穿過(guò)，在肋骨間用一段角鋼與舷板連接，在龍筋鋼鈑上沿肋骨內(nèi)緣再加上一條連續(xù)不斷的角鋼，如圖42所示。遇橫隔墻時(shí)龍筋間斷，并且用水平安置的托板與隔墻連接；也有另一種龍筋用型鋼做成，它不附著舷板，而是固定在肋骨內(nèi)

24、緣，如果穿過(guò)橫隔墻，必須用圍密角鋼保持水密。龍骨立板及內(nèi)龍骨 龍骨立板是由垂直于船底的鋼鈑連接而成，由艦首延至艦尾，與肋板垂直相交并固定，成為縱向強(qiáng)度的重要構(gòu)件。根據(jù)它們的位置又可分為中央龍骨立板與邊龍骨立板二種。中央龍骨立板垂直于平龍骨板，并與平龍骨板，龍骨頂蓋板三者組成平龍骨。它需要較大的強(qiáng)度。通常不為肋板所間斷，在相當(dāng)短而寬的船上，也有采用被肋板間斷的中央龍骨立板。中央龍骨立板一般止于內(nèi)底，在有些船上為了加強(qiáng)縱向強(qiáng)度，也有高出內(nèi)底的(圖43)。邊龍骨立板對(duì)稱地安裝于中央龍骨立板兩側(cè)，其數(shù)量視強(qiáng)度需要而定。在橫式結(jié)構(gòu)中總是被肋板間斷的，固定在肋板之間。板上開(kāi)有流通孔、氣孔和人孔，龍骨立板的

25、數(shù)目至端部應(yīng)減少，停止龍骨立板應(yīng)當(dāng)在隔墻處或與其他構(gòu)件連接處。在某些單層底的船上，肋板是完全連續(xù)的，有時(shí)就不需要龍骨立板而改用內(nèi)龍骨。內(nèi)龍骨就是不直接附著于殼板而是安裝在肋板上面的縱向構(gòu)件，由型鋼或鋼鈑組成，同樣代替了龍骨立板的作用，在兩邊的內(nèi)龍骨也稱為邊內(nèi)龍骨，如圖32所示。在內(nèi)河船上橫式構(gòu)架系統(tǒng)得到廣泛采用，因?yàn)樵趦?nèi)河里沒(méi)有巨大的波浪，故縱向彎曲可不必考慮，在軍艦中，內(nèi)河炮艦及較小的船艇也用橫式構(gòu)架；在大型艦上只用在端部(圖44)。 縱式構(gòu)架系統(tǒng) 橫式構(gòu)架系統(tǒng)用在河船上是非常合適的，后來(lái)也曾應(yīng)用到海洋船只上，但由于縱向強(qiáng)度不足，嚴(yán)格地限制了艦船長(zhǎng)度的增加，直到1855年才解決了巨型船只建造

26、的問(wèn)題。1858年建造了“大東方號(hào)”(圖45)利用了純縱式構(gòu)架，完全不用橫肋骨，構(gòu)架全由縱肋骨組成。該船尺寸為：排水量25000噸，長(zhǎng)度207公尺，寬度21公尺，舷高18.3公尺，吃水7.8公尺，底部縱肋骨間之距離為0.75公尺；沿舷部之間的距離為1.50公尺。該船的另一特點(diǎn)為所用的殼板厚度均相同，構(gòu)件的尺寸也一律相同。雙層底延伸到舷部直抵下甲板，形成了雙層舷，上甲板也是雙層的，船體重量占排水量的32。由于建造上的困難以及橫向強(qiáng)度的缺陷，使得這種純縱式構(gòu)架沒(méi)有再繼續(xù)采用?，F(xiàn)在縱式構(gòu)架只用在艦體一部分的結(jié)構(gòu)上，而不是用在整個(gè)艦體的結(jié)構(gòu)上?？v式構(gòu)架系統(tǒng)中也有與橫式構(gòu)架系統(tǒng)中同名稱的構(gòu)件，但其主要構(gòu)

27、件是連續(xù)的縱肋骨及縱梁。除了作為抵抗艦艇在波浪中的縱向彎曲的堅(jiān)強(qiáng)連接外，縱肋骨還承受著與其連接的殼板部分上的水壓力，而且將此力傳布至橫隔墻上。在艦隊(duì)的底部沿縱向并垂直于殼板，分布著連續(xù)的龍骨立板，如不計(jì)中央龍骨立板，每邊龍骨立板的數(shù)目大概如下：驅(qū)擊艦：3；巡洋艦：4至5；戰(zhàn)列艦：5至9。圖46表示龍骨立板的構(gòu)造。縱梁的作用與橫梁相似，為支持甲板上的載重，形成堅(jiān)固構(gòu)架，以便安置甲板，而且承受縱向壓縮與伸張。 圖47說(shuō)明巡洋艦“愛(ài)姆登號(hào)”的構(gòu)造，它就是按照縱式構(gòu)架造成的。這種構(gòu)架的特點(diǎn)在于肋骨安裝的稀些(間距1.5-2.0公尺)。在邊龍骨立板之間，沿殼板及內(nèi)底分布著連續(xù)的縱肋骨，龍骨立板有時(shí)高于內(nèi)

28、底板，它構(gòu)成一種用角鋼和搭板鑲成的內(nèi)龍骨。邊龍骨立板中間部分用一塊在水密肋板處間斷的角鋼固定其高?；旌鲜綐?gòu)架系統(tǒng) 混合式構(gòu)架適用于各種不同艦船，它具有各種不同形式，并結(jié)合了縱式及橫式的優(yōu)點(diǎn)。所謂混合式系統(tǒng)有兩種意義：1、甲板部底部為縱式構(gòu)架，水線附近為橫式構(gòu)架(圖34-5)，底部也可能是一些連續(xù)的龍骨立板與另一外些間斷的龍骨立板所組成，如此則稱為底部混合式(圖34-3)；2、一般地在艦體中部具有縱式系統(tǒng)，而在端部的構(gòu)架則為橫式(圖34-4)?；旌鲜较到y(tǒng)可以非常接近于橫式或縱式。大多數(shù)現(xiàn)代艦艇則為近似于縱式的混合式系統(tǒng)，而且多采用雙層舷板，里面的一層就稱為內(nèi)舷，外面的一層稱為外舷。內(nèi)外舷之間即為

29、舷部的混合式構(gòu)架。下面介紹一個(gè)為混合式結(jié)構(gòu)的輕巡洋艦船中橫剖面(圖48)，中央龍骨立板兩邊各為四個(gè)連續(xù)的邊龍骨立板，均為高一公尺，厚5-8公厘的鋼鈑和上下緣各一角鋼組成。邊龍骨立板之間則安放肋板，圖中所示的肋板為間斷的，其上下緣各用角鋼與內(nèi)底及外底固定，一邊以角鋼與邊龍骨立板聯(lián)接，另一邊則卷起凸緣以加固。肋板與邊龍骨立板共同形成雙層底的基礎(chǔ)，保證底部的縱橫強(qiáng)度?；旌鲜浇Y(jié)構(gòu)的肋板具有各種樣式，歸納起來(lái)可分做三種(圖49)：開(kāi)框肋板：這種肋板強(qiáng)度較弱，只用在受力較小的艙內(nèi)。它不是完整的一塊，而是由幾段分離的鋼鈑，上下邊緣用角鋼連在內(nèi)底板和外底板上。加強(qiáng)肋板：這種肋板強(qiáng)度較大，用在受力較大的艙內(nèi)，如

30、機(jī)艙、鍋爐艙及炮塔下；或在采用開(kāi)框肋板的艙室中每隔幾檔加一檔加強(qiáng)肋板。它是由連續(xù)的鋼鈑做成，鈑上開(kāi)有圓形的進(jìn)入孔，以便檢查時(shí)往來(lái)之用，同時(shí)也有減輕重量的作用，所以又稱減輕孔。板上還常開(kāi)有流水孔，以便于艙底及油的流通；有氣孔，便于空氣流通。水密肋板：這種肋板安裝于水密隔墻下，由整塊鋼鈑做成，不開(kāi)任何洞孔，其四周用水密角鋼與內(nèi)外底板連接，并且需要斂縫以保持水密和油密。舷部邊龍骨立板總是做成水密的，時(shí)底部一部分龍骨立板也做成水密的；中央龍骨立板下部開(kāi)有洞孔，用以流通積水，以免匯集一舷。構(gòu)架在端部由于受外形限制，必須加以改變。在混合式及縱式構(gòu)架的艦船上兩端都用橫式構(gòu)架，肋板只能是三角形的形狀，邊龍骨立

31、板則只通到以雙層底長(zhǎng)度為界的地方，圖50及圖51分別表示在艏部及艉部的構(gòu)架形式?，F(xiàn)代軍艦的構(gòu)造按長(zhǎng)度方向中部為縱式構(gòu)架系統(tǒng)，端部為橫式構(gòu)架系統(tǒng)。這樣構(gòu)造的好處在于由于彎曲力矩在中部最大，而在端部最小，因此縱式構(gòu)架在端部就不必要；而艏艉吃水與中部吃水沒(méi)有大的差別，因此橫向壓力在艏艉部是主要的。按船體橫部面來(lái)說(shuō)，底部及甲板部近于縱式，在水線區(qū)域安置橫式結(jié)構(gòu)的肋骨。內(nèi)底 在外底板與內(nèi)底板之間，以肋板及邊龍骨立板分成若干間隔，即為艦船之雙層底(圖52)，其長(zhǎng)度約為艦長(zhǎng)的四分之三，高約一公尺。雙層底用以保證艦船在外底遭受損壞時(shí)(觸礁或擱淺時(shí))的不沉性，其隔間內(nèi)可以儲(chǔ)油并儲(chǔ)藏鍋爐用水以及壓艙水，可以增加艦

32、船的穩(wěn)性。此外，雙層底還可以保證艦體的縱、橫強(qiáng)度及局部強(qiáng)度。內(nèi)底板之排列與連接如同殼板。在橫式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中一般沒(méi)有內(nèi)底的構(gòu)造。內(nèi)底是用在縱式構(gòu)架系統(tǒng)及混合式構(gòu)架系統(tǒng)中，在混合式中端為橫式構(gòu)架，也無(wú)內(nèi)底。內(nèi)底在驅(qū)逐艦及一部分輕巡洋艦上橫方向只擴(kuò)展到舭部，至舭部時(shí)即彎轉(zhuǎn)垂直于舭板以角鋼連接，這一部分又叫做緣板。在戰(zhàn)列艦及較大的巡洋艦上內(nèi)底則可延伸至下裝甲甲板，如圖48所示，在舭部以上的這一部分內(nèi)底又稱為內(nèi)舷。在內(nèi)底板上，開(kāi)有適當(dāng)數(shù)目的圓孔或橢圓孔，作為雙層底的出入口，即所謂人孔，直徑約為500公厘，在孔的周圍用圍密角鋼(或圍板)圍著，用水密蓋蓋緊，如圖53所示。人孔應(yīng)經(jīng)常關(guān)好，僅在檢查雙層底時(shí)才打開(kāi)

33、。水密隔墻 當(dāng)艦船舷部或底部發(fā)生魚、水雷或炸彈爆炸的情況時(shí)，雙層底可能被擊穿，大量海水進(jìn)入內(nèi)部，引起艦船浮力的喪失而趨于沉沒(méi)，為了保證艦船的不沉性，應(yīng)以主橫水密隔墻將船內(nèi)部分為一系列的獨(dú)立艙室；沿兩舷則布若干縱水密隔墻，圖54表示某戰(zhàn)列艦上主隔墻的分布情況。隔墻按方向區(qū)分為橫隔墻及縱隔墻；按用途分為主隔墻及次要的普通隔墻。水密隔墻的數(shù)量決定于艦艇的長(zhǎng)度。主要橫隔墻的數(shù)目，一般是10-25個(gè)；在艦中部隔墻距離不超過(guò)10-15分尺，在端部一般為8-9公尺。主橫隔墻應(yīng)從一舷布置到另一舷，但不應(yīng)把縱結(jié)構(gòu)(如雙層底、甲板及縱隔墻等)切斷，必須裝于縱結(jié)構(gòu)之間。把橫隔墻相互連接起來(lái)的就是縱隔墻、甲板及平臺(tái)。

34、在艏艉部的橫隔墻應(yīng)自底部一直到上甲板或裝甲甲板，而在中部一般只到中甲板，這樣可以避免水沿甲板任意擴(kuò)展的可能性，因而也就避免了艦船吃水的巨大改變與發(fā)生傾差?？v隔墻離舷約為4-5公尺，其長(zhǎng)度不少于艦長(zhǎng)的75，高度應(yīng)自底部至下甲板或下裝甲甲板(有時(shí)也可到中甲板)，構(gòu)成舷艙。主縱橫水密隔墻與甲板或平臺(tái)包圍的空間是艦艇不沉性的保證。主橫隔墻的分布是根據(jù)動(dòng)力裝置及炮塔裝置而決定的，但主要應(yīng)自魚、水雷或炸彈對(duì)舷部的破壞情況來(lái)考慮，運(yùn)用艦船原理的法則確定隔墻的位置。主橫隔墻保證艦艇橫向強(qiáng)度，抵抗扭轉(zhuǎn)變形，及支持垂直向受力，代替了支柱的作用，此外，還能防止火災(zāi)及毒氣的蔓延。主橫隔墻之間的艙室過(guò)大時(shí)，可以用縱橫隔

35、墻再加以區(qū)分，在保證不沉性上以及在艙室的合理使用上都有很大的作用。主隔墻的構(gòu)造應(yīng)該是：1、確實(shí)保持水密。2、不僅能承受住水的靜壓力，而且也要同時(shí)承受住水的動(dòng)壓力。根據(jù)水密性及強(qiáng)度的要求，隔墻由鋼鈑、支條及圍密角鋼或板帶組成，如圖55所示。鋼鈑通常以其長(zhǎng)邊水平安放，組成列板，隨著高度而逐漸減薄，最下部列板厚達(dá)10公厘，上部則只有3-4公厘，這是由于下部承受較大水壓力而且容易腐觸之故，列板的接縫和殼板一樣。按強(qiáng)度要求，支條為垂直安放，僅在艏部狹窄區(qū)域才作合理的水平放置。支條的選擇及其間之距離通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算來(lái)決定，應(yīng)當(dāng)以最小的重量取得充足的強(qiáng)度。負(fù)荷較小時(shí)，采用角鋼，隨著負(fù)荷增加而采用T形鋼、槽形鋼、

36、或組成型鋼，圖56表示各種軍艦支條的數(shù)目及形狀。在較大隔墻上，也有安放垂直支條的另一面，安放一水平支條，這樣能適當(dāng)?shù)販p輕構(gòu)架的重量。隔墻與殼板、甲板及內(nèi)底接合處，如為鉚接，應(yīng)以圍密角鋼圍住以取得水密；如為焊接，則以板帶替，不能把隔墻直接焊在殼板上，因?yàn)檫@樣會(huì)引起燒穿、裂口及扭曲等不良影響。焊接隔墻較鉚接隔墻要優(yōu)越得多，重量較輕且更為堅(jiān)固，例如同樣尺寸的兩種隔墻：焊接隔墻重292公斤能承受17公尺水柱高的壓力；鉚接隔墻重347公斤僅能承受10公尺高水柱的壓力。多次試驗(yàn)證明焊接隔墻較輕15，同時(shí)強(qiáng)度加大70。在隔墻受到過(guò)大震動(dòng)時(shí)(如魚、水雷爆炸)鉚釘易被震落，焊接則無(wú)此庇病。在下甲板以下為著不沉性

37、，不準(zhǔn)在隔墻上開(kāi)有任何門孔，在管路及推進(jìn)軸通過(guò)時(shí)必須取得水密。艙室間的交通，經(jīng)由水密艙道(圖57)，即在一內(nèi)壁上裝有扶手梯的由鋼鈑及角鋼組成的垂直井道。艙道出口處在中甲板上，出口四周應(yīng)圍起不高的圍板，當(dāng)封閉時(shí)以艙口蓋水密地扣緊。在中甲板以上隔墻上可開(kāi)水密門(圖58)，水密門應(yīng)充分堅(jiān)固，在水壓力作用下不應(yīng)變形。它是用由四緣向內(nèi)彎折的鋼鈑做成，于其周圍圍以橡皮框，門之鉸鏈鉚(或焊)于隔墻上。隔墻上的門孔用角鋼圍繞，利用門上的轉(zhuǎn)柄將橡皮框緊壓在門孔角鋼上，即可水密封閉。門上轉(zhuǎn)柄兩面都有，在隔墻任何一面都可開(kāi)閉。由水密艙道至艙室亦須通過(guò)水密門，構(gòu)造均相同，水密門、水密艙道及艙口限制進(jìn)入艙內(nèi)之水任意擴(kuò)展

38、，保證了艦艇不沉性；但水密艙道在平時(shí)為艦內(nèi)交通造成了不方便。艏柱及艉柱 艏柱及艉柱從名稱上就可以知道分別位于艦首與艦尾的端部，其下端各與龍骨緊接，是作為結(jié)束艦船端部構(gòu)架的極堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。艏柱及艉柱的外形及構(gòu)造決定于艦船大小及其用途，并決定于艦首及艦尾的形狀。艦首的形狀如圖59所示，常見(jiàn)者為直線式及上甲板向外擴(kuò)張的直線式，還有直線傾斜式。直線傾斜式下端的凸出部分可作為系破雷作用。圖60表示驅(qū)逐艦艏柱的構(gòu)造，由三部分組成：頂部由鋼鈑做成，中部鍛制，下部鑄制。圖61表示巡洋艦的艏柱構(gòu)造及各部分不同的剖面，殼板嵌入艏柱兩側(cè)的槽內(nèi)；上部寬度漸放大，也有不放寬者，即上下剖面形狀相差很?。粌?nèi)部有支持甲板的突邊

39、。艏柱在底部形成凹槽，殼板仍嵌入外側(cè)，肋骨、肋板及龍骨立板即嵌入內(nèi)部凹槽內(nèi)。艏柱在較大軍艦上多為鍛制，在較小軍艦上，上部為鍛制，下部為鑄制，然后兩者嵌接起來(lái)。艦船在服務(wù)過(guò)程中艏部受到波浪的沖打，浮冰或其他浮體的撞擊，靠岸時(shí)的碰撞等，故艏柱須有保證艦船強(qiáng)度的作用。艦船艉部形狀也有很多種，表示在圖62中。軍艦尾部形狀決定于舵裝置防護(hù)設(shè)備的合理布置及舵的形狀。艉柱受上述因素影響外，也隨推進(jìn)器數(shù)目而有不同。圖63表示單推進(jìn)器的艉柱，前柱上有孔，為推進(jìn)器軸出口處，故又稱推進(jìn)器柱；后柱為舵柱，上有舵鈕，為裝舵之用，最下鈕為舵承鈕，承受舵的大部分重量，兩柱之間的空間為推進(jìn)器工作之處，艉柱底部與龍骨后端接合，

40、上部則伸入艦體內(nèi)部固定于加強(qiáng)肋板或小梁上。圖64表示雙推進(jìn)器的艉柱，形狀稍有不同，由于推進(jìn)器位于兩側(cè)，故在艉柱稍前處尚有推進(jìn)器托架(或稱人字架)。第二節(jié)：艦體連接及艦用材料把艦體各部分連成一個(gè)整體是用鉚釘連接和電焊熔接的方法。鉚釘?shù)膽?yīng)用已有很久的歷史，而電焊則是一種近代新興的技術(shù)。電焊在造船工業(yè)上的應(yīng)用使造船廠的設(shè)備、造艦的法則與程序產(chǎn)生了很大的變革，同時(shí)給艦體結(jié)構(gòu)的合理化建造帶來(lái)了遠(yuǎn)大的發(fā)展前途，目前鉚釘與電焊在造船工業(yè)中還同時(shí)使用著，但鉚釘使用的范圍正在逐漸減少中。鉚釘 鉚釘可用鋼、銅、黃銅、鋁或其他金屬制成，它的構(gòu)成部分有圓柱形的桿和一端上的頭，這個(gè)頭就叫做預(yù)制頭。當(dāng)連接時(shí)就將鉚釘?shù)臈U插

41、入要接的構(gòu)件孔中，然后在鉚釘伸出的尾端制成另一個(gè)頭，這個(gè)頭叫做鉚成頭。鉚釘?shù)你T成頭制成小驟如下(圖65)：先將鉚釘插入孔中，把預(yù)制頭5用托墊1支住，再把鉚型3放在鉚釘桿2伸出的那一端上以錘子沖擊或以鉚壓機(jī)加壓于鉚型上而制成鉚成頭4，制造鉚成頭的過(guò)程叫做鉚合。鉚釘?shù)姆N類依照鉚釘頭的形狀大致可分下列常見(jiàn)的四種，如圖66所示。埋頭鉚釘在施鉚后，其頭部埋于鋼鈑中，不突出于外部，因此外殼板上均用此種鉚釘，同時(shí)埋頭鉚釘比較緊密，易于斂縫，故凡須水密及油密處如甲板、內(nèi)底板、隔墻等處亦均采用。軍艦上大都采用半埋頭鉚釘及平頭鉚釘，而圓頭鉚釘僅用在炮座上。鉚釘連接最普遍而且應(yīng)用最廣者為搭接，如圖67所示。搭接普通

42、用于需水密的鋼鈑。單搭板對(duì)接實(shí)等于二個(gè)搭接；雙搭板對(duì)接兩面對(duì)稱，故于受張力后，接合處不易發(fā)生變形，強(qiáng)度甚大，唯不易施鉚。鉚釘之排列有平行式及錯(cuò)綜式兩種，行數(shù)自一行至四行不等，圖68為二行鉚釘之平行式與錯(cuò)綜式連接。鉚合方法分為兩種：一各是熱鉚，在制造鉚成頭之前先將鉚釘加熱至必要的溫度；另一種是冷鉚，制造鉚成頭并不將鉚釘加熱。鉚釘直徑在4公厘以下者可以用冷鉚，唯超過(guò)4公厘則必須熱鉚。鉚合時(shí)有用水壓力鉚者(水壓機(jī))，也有用壓縮空氣鉚者，也有用手鉚者。用水壓力及壓縮空氣在大量生產(chǎn)時(shí)，不但其速度遠(yuǎn)較手鉚為快，而且成本也較謙。施鉚時(shí)必須注意三點(diǎn)：1、二個(gè)相鉚的構(gòu)件，厚度相差不宜太大，如有薄板連接鑄件則用螺

43、紋鉚釘，釘頭加一方塊，以便于旋緊螺紋鉚釘，旋緊之后，把方塊切去，如圖69。2、鋼鈑上的鉚釘孔，必須很好對(duì)準(zhǔn)；否則接合既不能緊密，釘也容易折斷。3、鉚釘孔不能太大，必須使鉚釘鉚完時(shí)，完全塞滿釘孔，使需要連接的鋼鈑緊緊貼合，否則將影響連接的強(qiáng)度及水密性。4、鉚完后，一定要經(jīng)過(guò)斂縫。斂縫的方法是把鈑的邊緣制成大約為75°的斜邊，沿著鈑邊1/3高度處用錘擊成半圓形的槽(圖70)，這樣鈑邊的下部就緊貼在鈑上了。電焊 造船上所應(yīng)用的電焊，差不多都是指電弧焊，以下所稱者都指電弧焊而言。這種焊接的方法是在焊接的地方產(chǎn)生電弧，借電弧的力量來(lái)熔化焊接物與焊條，使接合處連接起來(lái)。在焊條及焊接物兩者接電源的

44、兩極后，先將焊條觸到焊接物上，并迅速稍為提起，焊條與焊接物之間的空氣發(fā)生電解，因而電流通過(guò)，產(chǎn)生電弧。電弧之溫度約3000左右，足以使焊條及焊接零件的接合處熔化。焊條熔化之后，滴注于焊接零件縫口，可將二焊接物合而為一，在焊接的地方形成各種形式的焊縫，如圖71所示。依自動(dòng)化程度的高低，電弧焊接可分為自動(dòng)化、半自動(dòng)化和手工三種。除了電焊之外，也廣泛地應(yīng)用氣焊，焊條在氣體火焰中熔化，也能得到很好的焊縫。電焊連接在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都有很大優(yōu)點(diǎn)：利用焊接方法無(wú)需使用任何額外的加工手續(xù)：也不需要預(yù)先作任何復(fù)雜的準(zhǔn)備工作；它可以節(jié)省艦船的排水量而增加了艦船的載荷能力；在建造艦船過(guò)程中，可以分段焊接，大量地縮短

45、了建造時(shí)間。在最近數(shù)十年來(lái)，由于對(duì)焊接的深入而全面的研究以及在工作方法上的改良，使得焊接縫的質(zhì)量得到改進(jìn)，可靠性大為提高。在需要水密或油密的地方使用電焊，可以保證接縫水密性或油密性，不若鉚釘接縫需要經(jīng)過(guò)斂縫等麻煩手續(xù)，有時(shí)還不能保證水密或油密。同時(shí)殼板使用電焊接縫，可以使外表平坦美觀、減少阻力。焊縫隙的強(qiáng)度依焊工的熟練程度而不同，如果是有經(jīng)驗(yàn)的焊工，其強(qiáng)度和正常鋼鈑比較起來(lái)無(wú)大差別。而在鉚釘連接中，由于鉚釘孔的存在，單排搭接中的強(qiáng)度只能達(dá)到原件的60-70，就是說(shuō)要削弱40-33的強(qiáng)度。提高強(qiáng)度系數(shù)只有增加鉚釘數(shù)，而這樣又同時(shí)增加了重量和大量的加工手續(xù)。在焊接時(shí)由于電弧放出的熱量很高，當(dāng)冷卻后

46、會(huì)引起熔接金屬的收縮，這樣會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度，如果材料的刃性不夠甚至?xí)鸷缚p的毀壞，這種缺點(diǎn)可以對(duì)焊縫加以回火來(lái)避免。型鋼的組合 艦體的構(gòu)件均為各種型鋼組合成，下面是一些鉚接及焊接的典型例子，從這里可以知道如何運(yùn)用鉚釘及電焊來(lái)連接艦體構(gòu)件。1、在同一方向的鋼鈑鉚接與焊接(圖68及圖71的、)。2、在各種角度下的鋼鈑鉚接與焊接(圖72及圖71、)。3、組合型鋼(圖73)。4、在同一方向的角鋼連接(圖74)。5、非水密及水密連接(圖75)。鋼 鋼是建造艦艇的主要材料。它具有很大的強(qiáng)度及韌性，分為炭素鋼及合金鋼兩種。炭素鋼按其化學(xué)成分分為七種(0號(hào)鋼-6號(hào)鋼)，包括炭、錳、矽、磷、硫等元素，其中硫、

47、磷、矽為有害元素，硫不應(yīng)超出0.0055，它使鋼的硬度增加，在溫度達(dá)600時(shí)，造成脆性。磷不應(yīng)超出0.05，它使鋼的刃性減低并造成鋼的冷脆性。矽在0.6以下是有利的，但當(dāng)超過(guò)此百分率就會(huì)使鋼軟弱。炭的含量約為0.07-0.50，錳為0.35-0.8。6號(hào)鋼含炭、錳的分量最多。在制造軍艦選擇鋼材時(shí)要試驗(yàn)其機(jī)械性質(zhì)以決定其強(qiáng)度，即要試驗(yàn)其開(kāi)始不能恢復(fù)其彈性時(shí)的強(qiáng)度及極限強(qiáng)度，也要試驗(yàn)其伸長(zhǎng)的百分率和加熱、冷卻、電焊后的彎曲程度。內(nèi)河船只一般采用2號(hào)鋼或3號(hào)鋼；沿海船只用3號(hào)鋼；4號(hào)鋼用在軍艦上及海洋船上；5號(hào)鋼用于軍艦重要部分。為了適應(yīng)特殊需要，將某些元素加入炭素鋼中，以提高鋼的機(jī)械性質(zhì)，就成為各

48、種合金鋼。造船上應(yīng)用較廣的合金鋼有：1、錳鋼：含有1.30-1.65錳，電焊性能好。2、銅鋼：含有0.20-0.50銅，能減低銹化。3、鉻鎳鋼：作鋼甲及不銹零件用。4、矽鉻錳鋼：廣泛用在鉚釘上。5、抗磁性鋼：含1.9-2.1鎳及4以下的鉻，用于靠近羅盤針的艦本部分。鋼用于建造艦艇時(shí)是經(jīng)過(guò)了壓延、割切、沖孔、彎曲等加工手續(xù)而成一定尺寸的鋼鈑及型鋼。壓延成的鋼鈑及型鋼的形狀和尺寸每一個(gè)國(guó)家都有詳細(xì)的規(guī)定。形鋼即為具有不同剖面形狀的鋼材，用在艦體上給以不同名稱即為組成艦體構(gòu)架的不同構(gòu)件，通常用者有如圖76中所表示的各種形狀。角鋼多用作舷部及甲板的構(gòu)架；工字鋼、槽形鋼及乙字形鋼也用在舷部。鐵及非鐵金屬

49、 鐵有鑄鐵及鍛鐵之分，即普通所說(shuō)的生鐵和熟鐵，前者含炭量較多，性脆、耐磨，不能鍛制，不易焊接，多用作錨鏈之環(huán)柱，導(dǎo)索器及系欄柱等；后者含炭量較少，延展性很好，可鍛可焊，冷熱均易加工，防腐性亦比鑄鐵好，多用作艦艇附屬物，如吊桿、鏈條等。非鐵金屬用在造船上的有銅及鋁。艦上系統(tǒng)的管路及各種閥門多為銅制；紅銅用在管路上，青銅(銅錫合金)及黃銅(銅錳合金)用在各種機(jī)械零件及閥門上。鋁合金的特點(diǎn)為重量輕而且抗腐性好，是代替木料作傢具及其他屬具的最好材料，因?yàn)椴幌衲静娜菀字?。在小型艦?如魚雷快艇)上，鋁合金則作為艦體主要材料。在大型艦艇上已有局部采用鋁合金材料，其發(fā)展趨勢(shì)在艦體構(gòu)造上很可能得到更廣泛的應(yīng)

50、用。非金屬材料 木材用作甲板鋪板及制作傢具，因?yàn)槿菀字鸺拔斩練?，現(xiàn)在已很少采用，也有將木料先浸以不易著火的混合液而后使用的。油漆在艦艇上也是很重要的材料，它不只是用來(lái)增加美觀，更重要的是涂在水下部分防止腐蝕及藻類、蟲(chóng)類的附著；涂在艦潮濕部分防止腐銹。石棉及其他絕熱材料用來(lái)包扎管路及裝于隔墻及舷板上，作絕緣用。油漆帆布及油地氈用來(lái)蓋復(fù)甲板或機(jī)械裝置及武器。其他如艦體內(nèi)低濕地帶或?qū)与p底間尚須充填水泥以隔絕艙間并防止生銹。此外各種繩索也是必須品。第三節(jié)：艦船建造概要及水密試驗(yàn)造船的第一步驟是進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照最后確定的設(shè)計(jì)，造船廠就著手進(jìn)行制造及裝配的工作。這是一件需要高度技術(shù)的復(fù)雜工程，它分為艦體

51、結(jié)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)械裝置兩大部門。在制造過(guò)程中尚須進(jìn)行多種的鋼材機(jī)械加工以及電工、木工的多方面的配合，而在艙室配置及管系分布方面則需要很高的藝術(shù)，才能做到經(jīng)濟(jì)合理并適合戰(zhàn)斗的要求。現(xiàn)將建造艦船的主要過(guò)程概述如下：設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部門，即艦體設(shè)計(jì)和動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)。首先根據(jù)該艦所要求的戰(zhàn)斗要素：炮的數(shù)量、口徑、魚雷數(shù)量、裝甲、速度、航行區(qū)域、續(xù)航力及排水量等對(duì)該艦的主要尺寸和馬力進(jìn)行初步估計(jì)，決定動(dòng)力裝置的規(guī)格和位置，并先行設(shè)計(jì)一張總圖，在該圖中詳示艦的側(cè)面各層甲板平面，隔墻分布，上層建筑平面以及所有設(shè)備的位置，然后進(jìn)行線型圖的設(shè)計(jì)。該圖由側(cè)面圖、艦體圖及半寬圖三部分組成。按照線型圖做一個(gè)石臘或木制的模

52、型，放入船模試驗(yàn)池中進(jìn)行試驗(yàn)，即可求出該艦所需要的馬力。船模試驗(yàn)池是為了尋求最適合最經(jīng)濟(jì)的船型而建造的，因?yàn)橹钡饺缃襁€沒(méi)有一個(gè)工程師能有把握地一次設(shè)計(jì)出一個(gè)最理想的船型，所以必須用若干個(gè)尺度相等而船體曲線稍異的模型，放在池中試驗(yàn)比較，以求出最優(yōu)良的線型。還須有一個(gè)船中橫剖面圖，作為艦體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算，在圖中表示出艦體構(gòu)造所需用的鋼材形狀、尺寸、位置及連接方法。由于艦體兩側(cè)對(duì)其中線對(duì)稱，故船中橫剖面圖只需繪半邊即可。以上三種主要圖樣繪成后，即可作為各具體圖樣的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，例如肋骨構(gòu)造圖、雙層底構(gòu)造圖、艦首尾及舵的構(gòu)造圖、機(jī)座構(gòu)造圖、隔墻構(gòu)造圖、管系配置圖等。設(shè)計(jì)部門將以上各種設(shè)計(jì)制就后，

53、還必須根據(jù)需要的鋼材尺寸、數(shù)量、品級(jí)詳細(xì)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，編成明細(xì)表。制造 在設(shè)計(jì)工作完成后，造船廠就按照設(shè)計(jì)圖紙的比例尺將船體放大到實(shí)體尺寸，這一步工作叫做放樣或現(xiàn)圖。在放樣過(guò)程中還須將曲面展開(kāi)并對(duì)原設(shè)計(jì)圖紙作適當(dāng)修正，然后依據(jù)圖樣用薄木板裁成樣板，將來(lái)需用的鋼鈑及其他構(gòu)件等即依據(jù)此樣板剪裁，這步工用叫做出樣。下一步的工用是將剪裁好的鋼材進(jìn)行加工。加工方式有兩種：一種是冷質(zhì)鋼材加工，一種是經(jīng)加熱以后再加工。大型鋼材的彎曲加工須事先加熱。鋼材經(jīng)過(guò)加工后，就可以開(kāi)始艦體的裝配工作。舊式艦船建造是采用逐件裝配的方法，即從平龍骨板開(kāi)始，然后順序地安裝中央龍骨立板、底部殼板、肋板及邊龍骨立板、內(nèi)底板、隔墻、肋

54、骨、梁、艏艉柱、殼板及甲板，最后為上層建筑。裝配的工作是在造船臺(tái)上進(jìn)行的，造船臺(tái)是建筑在沿江或沿海下水便利的位置，一般都用木椿或鋼筋椿打入地中，澆灌混凝士加以固定。船臺(tái)基礎(chǔ)具有1/20-1/25坡度的傾斜，直向深水中伸展若干距離，如圖77所示。船臺(tái)上排列著一系列枕木以支持艦體，兩側(cè)設(shè)有輕便鐵道及起重設(shè)備。艦體建成后，在船臺(tái)上另行架設(shè)兩列使船滑走的下水臺(tái)。用上述方法造船需費(fèi)年累月，不能適應(yīng)大規(guī)模建設(shè)需要。由于電焊技術(shù)工業(yè)的發(fā)展，使艦體建造由逐件裝配發(fā)展到分段裝配。這種裝配方法使得艦船建造高度機(jī)械化并充分發(fā)揮自動(dòng)電焊的優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)代的技術(shù)條件下艦體建造的裝置過(guò)程可分做三個(gè)階段：第一階段：預(yù)備裝配，這

55、一步工作在車間進(jìn)行，是將各構(gòu)件及與其連接的部分如肋骨及舭中翼鈑、梁及三角托板、肋板及連接角鋼、支條及三角托板等先進(jìn)行焊接，成為下一步裝配的單位。第二階段：分段裝配，例如將帶三角托板的支條與鋼鈑焊成隔墻，將帶三角托板的梁與鋼鈑焊成平臺(tái)或甲板等很多平面段；并且用若干平面段組成雙層底、艏艉端等容積段。第三階段：船臺(tái)裝配，將上述平面段及容積段在船臺(tái)上裝配成完整的艦體。按照工廠起重設(shè)備能力可將預(yù)裝構(gòu)件及分段裝配等部分由3-5噸增至10-15噸，現(xiàn)代新工廠已有可能做成25-50噸或更重的大型分段。分段的數(shù)量多寡視艦型及其構(gòu)造而定，對(duì)于電焊構(gòu)造的艦船，段數(shù)自50-500不等，經(jīng)用上述方法裝配的重量占艦體總重

56、量的85-90，分段裝配法的采用大大地縮短了艦船建造過(guò)程，造船工業(yè)技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，逐漸采用在船臺(tái)上進(jìn)行大型的容積段裝配，并且在各段合縫以前，于其內(nèi)部進(jìn)行相當(dāng)部分的裝置工作。裝配工作完畢后，還須進(jìn)行水密試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其水密性及強(qiáng)度，裝油的艙尚須進(jìn)行油密試驗(yàn)，試驗(yàn)完后就可進(jìn)行下水。水密試驗(yàn) 水密試驗(yàn)的對(duì)象主要是外殼板、隔墻、內(nèi)底板、甲板及水艙、油艙等。有時(shí)艦船在大修后出塢前也進(jìn)行水密試驗(yàn)，但在整個(gè)艦船的服務(wù)期間，不應(yīng)超過(guò)三次，因?yàn)槊看卧囼?yàn)會(huì)使艦船原有的強(qiáng)度受到一定的影響。在試驗(yàn)軍艦之水密艙或油艙之水密或油密性時(shí)，為了加于隔墻以一定的壓力，必須在艙內(nèi)注以一定高度的水柱，其標(biāo)準(zhǔn)大約如下：艦艏艉兩端，需高

57、出水線等于艦體中部干舷之7/6；在艦中部1/3長(zhǎng)度處，高出水線應(yīng)等于干舷半數(shù)；在艏艉端與中部之間，所用之壓力與離艏艉端之距離成比例減低(圖78)。要求艦艇端部隔墻上承受壓力高于中部，是考慮到艦艇在戰(zhàn)斗或航行時(shí)，端部一旦遭到破壞之后，該部隔墻要承受很大的動(dòng)水壓力。如果試驗(yàn)?zāi)骋粋€(gè)艙的水密時(shí)，已將該艙注滿水而尚未達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)，可引一根75公厘直徑的管子至甲板上，而灌水于管內(nèi)達(dá)到規(guī)定高度。在試驗(yàn)時(shí)如發(fā)現(xiàn)隔墻有變形，或另一面有小水珠或細(xì)水流出時(shí)，我們必須根據(jù)強(qiáng)度另外設(shè)法加強(qiáng)或重鉚鉚釘，或重新斂縫。當(dāng)試驗(yàn)特別堅(jiān)固的隔墻時(shí)，普通的水壓就不能滿足，就需要利用水壓機(jī)或其他方法。在不能灌水的艙中，可用水龍來(lái)試驗(yàn)。水龍管子不得小于15公厘，壓力大約為2氣壓左右，水龍頭離試件的距離不得超過(guò)三公尺。在最近時(shí)期開(kāi)始采用壓縮空氣來(lái)試驗(yàn)隔墻之緊密性。方法是在隔墻、甲板等所有鋼鈑接端、接縫隙的外邊涂上肥皂水，在隔艙中用壓縮空氣噴射至一定壓力后再在隔墻、甲板外面檢查，如沒(méi)有肥皂泡發(fā)生，即已達(dá)到規(guī)定要求，這種方法大多用在焊接船上。在施行水密試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)：1、水密試驗(yàn)必須在艦船下水前或在船塢中試驗(yàn)，每個(gè)隔墻要逐一進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)