橫剖面

以河流為例，水文學中常説的斷面剖面就是指的橫剖面，因此河流的橫剖面是指垂直水流方向切割河流所得到的剖面。如圖1所示，甲乙丙三個斷面即為水文學中河流的橫剖面。

在船舶工程中，橫剖面是指：

1、以平行於中站面的平面剖切裸船體或船體所形成的剖面。

2、以測量厚度為目的包括所有縱向構件如甲板板、甲板縱骨和縱桁，舷側和艙底、內底和縱艙壁。在橫向結構的船舶中，橫剖面包括相鄰近的結構和橫剖面的結構末端接頭。也被稱做腰帶面（Girthbelt）。

3、平行於舯站面的平面剖切船體型表面而得的型線所圍成的剖面。橫剖面中面積最大者稱最大橫剖面，一般船舶的最大橫剖面就是舯剖面。橫剖面的形狀按船型不同，可分為U型、V型、尖舭型、圓舭型和直壁舷剖面等。 ^[1] 

中橫剖面圖主要由主尺度欄和肋位剖面圖兩部分組成。

(1)主尺度欄

主尺度欄是全船性圖樣應包含的一項內容，用以標註船體主尺度和相應數據，應注寫在圖樣的上方。中橫剖面圖的主尺度有：總長、設計水線長、垂線間長、型寬、型深、設計吃水、最大吃水、梁拱和肋骨間距等數值。

(2)肋位剖面圖

肋位剖面圖是中橫剖面圖的主要組成部分，它表達了船體橫向構件的結構形式、大小，表達了船體縱向構件的佈置、剖面形狀，同時又表達了各構件之間的相互連接形式。剖面位置通常選在船體中部範圍內結構典型的肋位，如客船取行李艙和機艙處，貨船取貨艙和機艙處，拖船取船員艙和機艙處。小型船通常選2～3個，大型船則根據具體情況多選幾個肋位剖面圖。圖2是150t冷藏船剖切位置示意圖。

同一艙室中有時可能有兩種以上橫剖面結構，如果兩橫剖面只有局部結構不同，其他大部分都相同或相似，則只選其一畫出整個剖面圖，另一個橫剖面結構採用局部結構表示法來表達不同的部分。中橫剖面圖中局部結構表示形式有兩種：

①重疊畫法。在全肋位剖面圖中，將相鄰的另一肋位剖面中不同的局部結構重疊地畫在相應的位置上。其中：構件的可見輪廓用細雙點劃線表示；構件的不可見輪廓用細虛線表達。這種表達形式通常用於舷側和甲板處不同結構的表達。

②局部結構圖。單獨繪製局部結構圖來表示局部變化的結構，佈置在全肋位剖面圖相應的結構附近。這種表達形式主要用於底部不同結構的表達。

由於船體結構通常對稱於中線面，所以肋位剖面圖的圖形一般只畫出略多於一半的圖形。

船體制圖中規定船體的佈置方向為船尾在左，船首在右，因此各肋位剖面圖在圖面上的佈置形式應按照肋位編號順序從左至右依次佈置，即靠近船尾的剖面圖佈置在圖紙的左面，靠近船首的剖面圖佈置在圖紙的右面。

肋位剖面圖中有兩類尺寸標註：

①定位尺寸。以《金屬船體構件理論線》為依據來度量構件的相對位置，部分構件也可用文字説明設置情況；定位的基準線通常是船體中線和基線。

②定形尺寸。根據板與型材的尺寸標註方法來具體標註各構件的外形尺寸。

有些中橫剖面圖還寫有附註，説明船體結構設計的依據、設計時所考慮的一些特殊因素等，以文字的形式寫於圖紙的右方空白處。 ^[2] 

①各橫向構件以及支柱的大小、結構形式和相互連接的方式。

②各縱向構件的剖面尺寸、結構形式及其沿橫向佈置睛況。

③外板、內底板和甲板板的橫向排列布置情況及其板厚。

④主機基座的結構形式、大小、數量以及尾軸中心線距基線的高度。

⑤上層建築縱圍壁的位置、板厚及扶強材的大小和結構形式。

⑥艙口的寬度以及艙口圍板的大小和結構形式。

⑦雙層底、船艙和各甲板間艙的高度以及甲板的梁拱值。

⑧舷檣、護舷材和舭龍骨的結構形式和尺寸。 ^[2] 

中橫剖面圖中常用的圖線及其表達含義如下：

(1)細實線

肋骨、橫樑、肘板、開孑L的可見輪廓線、基線等。

(2)粗實線

船體外板、內底板、甲板板、上層建築圍壁等板材、縱桁、縱骨等縱向構件的剖面。

(3)細虛線

構件的不可見輪廓線。

(4)粗虛線

不可見板材和骨架的投影線。

(5)細點劃線

船體中線、軸線等。

(6)細雙點劃線

不在所剖肋骨平面內構件的可見輪廓線。 ^[2] 

中橫剖面係數是指中橫剖面在水線（常指設計水線）以下的面積（

）與對應的水線寬（B）和型吃水（T）的乘積所表示的矩形面積之比。常用

表示：

式中，

表徵船舶中部的肥瘦程度，並影響船的舭部升高和舭半徑。如方形係數一定，增大中橫剖面係數，可減小稜形係數，使排水體積較均勻地沿船長分佈。 ^[3] 

中橫剖面係數比值較大，對加大裝載量和減小吃水有利，但比值過大則阻力增大。木帆船較好的船型，中橫剖面係數為0.8～0.88。圓弧杓型剖面係數較大，且利於減少阻力，折角的型剖面係數次之，梯型剖面係數較小，且對穩性不利。在船舶設計中，常通過改變中橫剖面係數來調節船的稜形係數，從而控制船的排水體積沿船長的分佈。 ^[4] 

對一定排水量和長度的船，稜形係數大者表示排水量平均分佈於船的全長，所以船的兩端較鈍。稜形係數小者表示排水量集中於船的中央部分，所以其兩端較尖。若船的排水量和長度不變，稜形係數對摩擦阻力的影響很小，但對剩餘阻力的影響很大。圖3(e)為泰洛船型在各種不同稜形係數時的剩餘阻力曲線。在低速度時，約

（約

），雖稜形係數小者剩餘阻力也小，但其影響微小。在中等速度時，

約在0.60至1.0之間，稜形係數越小者剩餘阻力越低。在高速度時，約

（約

），稜形係數大者剩餘阻力常反小。其解釋為在低速和中速時，興波作用主要在船的兩端，愈尖鋭者興波阻力愈小。設計時對稜形係數的選擇應隨速度的增加而減小，以免處於阻力增加過快之處，見圖3(f)。在高速度時，整個船體都有興波作用，所以船中央部分不宜過大，稜形係數反需略增。

由圖3(a)、(b)、(c)和(d)可見，在

時，

對

的影響遠較排水量長度係數為大；其排水量長度係數自50變為250，最大最小相差5倍，而

僅由0.5變至0.8。圖4可提供此問題的解釋。因在低速和中速時，由橫剖面面積曲線兩端坡度決定的尖鋭程度對興波阻力起決定性作用，而其中段的肥瘦程度則較次要。雖曲線兩端的坡度隨排水量長度係數增加而增加，但較隨

所增加大為緩慢。又當

增加時，排水量維持不變，而在排水量長度係數增加時，排水量也隨之增加，所以因曲線兩端坡度增加致增加的興波阻力對單位排水量阻力而言的影響自當大為減弱。在高速度時，因全船都有興波作用，排水量長度係數較為重要。

以低速長比

運動的船主要是摩擦阻力，對一定排水量希望其濕面積較小，而在高速長比

時則興波阻力漸見重要。這樣就形成在低

時的短而豐滿的船形，當

增大時的長而瘦削的船形。圖5為桑地給出的稜形係數和排水量長度係數的設計範圍。

若船的排水量長度係數一定，則由泰洛標準組阻力曲線可見，對每一

數值有一最佳

值，其時船的剩餘阻力為最低。一般説來，

在1.0以下時，最佳

值約在0.5至0.55之間；以後隨

而迅速增大，當

時最佳

值約為0.65，當

時仍再略增。圖6為貝脱給出的理論上最佳

與實踐上最佳

的比較。在實踐上一般

的低速和中速度船屬民用船。由於民用船的剩餘阻力所佔比重較小，所以就經濟價值出發所用的

較理論上最佳

值為高，在高速軍艦，因須照顧其在巡航速度時的經濟性能，所以所用

較最佳值常反低。

因速度較低的船的中橫剖面係數都無大差異，又方形係數為排水量與主尺度間的津樑，所以若選定

即連帶將

選定。為便利計，一般民用船設計時，在決定長度後，其次即將

選定。速長比不超過1.0時，速度越大，

應越小。下列亞歷山大公式為最常用的公式之一：

對於試航速度

對於服務速度

對一定的

或

，若速長比超過上式中相應的

，則速度處於阻力增加過快之處，換句話説速度對此船形而言為“過快”，這相應的

叫臨界速長比。

若船的排水量、長度、

和

都維持不變，僅改變中橫剖面係數

並依相當比例改變其寬度和吃水以保持一定的中橫剖面面積，這樣可察驗

對阻力的影響。。

根據泰洛試驗結果，雖

在0.70至1.10很大的範圍內變化，但其

的差別很微。泰洛所試驗的船模的

，圖7為其所試驗的船模中兩種極端中橫截面形狀。

基於上述泰洛的試驗結果和其他類似的試驗結果，可見

對

的影響很不重要。總之在普通船形，

對阻力實際上幾無影響。所以常用相當肥滿的中橫剖面，在一定的方形係數下可使船的兩端較尖，以期降低興波阻力。但對於速度較高也就是方形係數較小的船，用大的中橫剖面係數在繪製型線圖時要使型線曲度變化緩和將感困難，因之

小者其

也需略小。圖8為各方面提出的一般民用船的

對

的關係。

在高速度船，中橫剖面係數則更小，例如速度極高(

)的驅逐艦的

約為0.80。這是因為其小方形係數要求小使其稜形係數接近最佳值。所以其中橫剖面具有相當大的舭部升高和舭部半徑。在低速度船，常無舭部升高，其目的在獲得儘可能大的中橫剖面係數。 ^[5]