船舶是一种水上建筑物, 具有环境条件特殊、类型多、系统复杂、技术含量高、投资巨大、使用周期长等特点。因此, 船舶设计必须持认真、慎重的态度。
船舶的种类很多, 就民用船舶而言, 有运输类船舶、工程类船舶、观光旅游类船舶以及特种用途类船舶。其中运输类船舶有散货船、集装箱船、滚装船、运木船、多用途货船、冷藏船、油
船、化学品船、液化气体船、客船、车客渡船、拖船、驳船等各型船舶。每种船舶的设计都有各自的特点。
每艘船舶都是由许多部分组成的一个大系统。通常, 自航运输船舶至少有以下各部分组成:
船体与结构———具有支持全船重量的浮力; 满足装载和安装各种设备所需的容积和地位;有优良的各项性能(如稳性、快速性、分舱与破舱稳性、耐波性等) ; 其结构能保证水密完整性和
必要的强度、刚度以及能避免发生有害的振动。
主机与控制———推动和控制船舶以不同的航速航行。
舵装置———控制船舶的航向。
电站———发电和配电, 向船上各种用电设备供电。
助航和通信———确定船位, 避免碰撞, 保持对内和对外的通信联络。
船体开口的关闭装置———保证船体开口能处于关闭状态, 以确保船舶和货物及人员的安全。
货物装卸和配载———把货物高效、合理地装进或卸出货舱。
消防———限制火灾蔓延的防火分隔, 探知火灾发生和报警以及灭火。
救生———船舶遇难时船上人员自救和营救落水人员。
锚泊和系泊———保持船舶在锚地和码头边停泊时的船位。
防污染———控制油类和其他有害物质对环境的污染。
生活设施———保护和维护船上人员生活的舱室和设备。
以上各部分的设计涉及多门专业。船舶设计是分专业, 分部门协调完成的。通常, 船舶设计分为船体、轮机、电气设计三大专业(不包括各种通用设备产品的设计) , 其中船体设计又分为总体、结构和舾装设计三大部分。以上各专业和部分的设计工作相互间的关系如图1 .1 .1所示, 其中总体设计与其他各部分的设计都有密切的关系。总体设计的工作主要包括: 主(要)尺度和船型参数的确定、总布置设计、型线设计、各项性能的计算和保证。
根据以上所述可知: 一艘船是由许多不同功能的部分所组成的, 各部分既是一个独立的系统, 相互间又有密切的联系; 设计工作是由多种专业合作协调完成的。因此, 船舶设计的一个特点是: 必须贯彻系统工程的思想, 考虑问题要全面, 决策时要统筹兼顾; 在总体设计中一定要处理好主要矛盾和次要矛盾的关系, 要协调好各部门的工作, 既要使船舶的各部分充分发挥自身功能,又要使相互关系达到最佳的配合。船舶设计的另一个特点是: 设计工作是由粗到细, 逐步近似, 反复迭代完成的。船舶设计也可以说是一个多参数、多目标、多约束的求解和优化问题。例如, 最初粗估的船舶主尺度完全可能是不能符合各项要求的, 只有通过反复迭代、逐步近似的设计过程来校验和修正, 才能得到最终的可靠结果。