第1章 船舶裝備概論
1.1 船舶裝備的基本概念
1.1.1 船舶的定義與內涵
船舶是航行于水上、水面或水下且執行一定任務的航行器，它是軍用船、執法船、民用船及特殊船舶裝備的統稱。
用于軍事目的的船稱為軍用船或軍用船舶，其中有直接作戰能力的稱為戰斗艦艇，如航空母艦、驅逐艦、護衛艦、兩棲攻擊艇、導彈艇、戰略和攻擊型核潛艇、常規潛艇等；無直接作戰能力的稱為軍輔船，如補給艦、運輸船、訓練艦、靶船、跟蹤遙測船、偵察船、救生船、醫院船、浮船塢、修理船、交通艇等。
用于在海上及江河、湖泊中執行維權執法任務的準軍事化船舶稱為公務執法船（簡稱執法船），如海警船、漁政船、海巡艦（船）、海關船、環境監管船、執法巡邏艇、多用途保障船等。
用于交通運輸、水生物捕撈、海洋礦藏勘測、港灣服務、科學調查及測量、工程作業等的船稱為民用船舶，如客船、貨船、液化天然氣（LNG）船、渡船、救援船、海洋開發船、工程船、漁業船、拖船、運動用船等。
除上述艦船外，具有特殊用途的船舶統稱為特殊用途船，如各類有人和無人及有纜和無纜潛航器、水面無人艇、自航式和固定式深海空間站、各種浮式或固定式海上保障平臺（基地）、兩棲島礁等。
1.1.2 船舶的共同特點
雖然各種船舶的尺度、性能、用途等不同，但船舶具有共同的特點，主要是：除停泊于一定地點的躉船或非動力駁船外，都可借助于不同形式的動力及操縱方式進行自航；在靜止狀態時都能依靠水的浮力漂浮于水面或水中。
1.1.3 船舶的基本原理
下面從航行狀態角度，分別對水面和水上船舶及水下船舶（潛艇）的基本原理進行概述。
1.1.3.1 水面和水上船舶
（1） 排水型船 利用阿基米德浮力原理，其重量全部靠水的浮力來支承的船，如航母、驅護艦、一般的客貨船等。見圖1-1～圖1-4。
圖1-1 美“尼米茲”航母
圖1-2 俄“現代”級驅逐艦
圖1-3 中國護衛艦541艦
圖1-4 種類繁多的現代民用船舶
（2）滑行艇 達到一定速度時大部分船體脫離水面；高速航行時，僅部分船底接觸水面，其重量大部分靠水動升力（流體動升力）來支承的船。見圖1-5。
圖1-5 魚雷快艇
（3）水翼船 船體下裝有翼，達到一定速度時，船體被抬離水面，完全由水翼產生的升力來支承船重的船。見圖1-6。
圖1-6 日本的水翼導彈艇
（4）氣墊船 利用高于大氣壓的空氣充于艇底下部產生氣墊使船體部分或全部脫離水面或地面而航行的船。見圖1-7。
圖1-7 氣墊船
（5）地效翼船 利用安裝在船體上的機翼貼近水面或地面航行時所產生的表面效應升力支承船的重量，能在水面航行或騰空低飛的船（有的航速可達200節1）。見圖1-8。
圖1-8 掠海地效翼船——飛龍號
1.1.3.2 水下艦船——潛艇
人們將能航行于水下的艦船稱為潛艇，也稱潛水艇。它是一種既能在水面，又能在水下一定深度長時間遠離自己的基地進行航行、停留、作戰的艦船。水下艦船還包括自航潛航器、自航深海空間站等。見圖1-9～圖1-11。
圖1-9 德國214型潛艇
圖1-10 中國常規動力潛艇
圖1-11 中國彈道導彈核潛艇
它主要通過其設置的主壓載水艙注排水改變艇的重量而實現潛浮，并依據浮力與重力相等的原理形成水下、半潛、水上三種基本航行狀態。潛艇一般采用自流注水和壓縮空氣排水的方法使局部或全部主壓載水艙實現注排水；通過在其艉部垂直設置的一個方向舵（也稱垂直舵）和艏、艉部水平設置的各一對水平舵（也稱升降舵）實現改變航行方向和航行深度；通過特設的調整水艙和縱傾平衡水艙調節其在水中的均衡狀態；通過其動力系統驅動推進器（如螺旋槳、泵噴推進器等）而作各種工況的航行運動。
船舶是一座反映其所處時代科學技術成就的復雜的水中建筑物。船舶不僅是人類進行航運、開發漁業和海底礦藏等水中資源的有力工具，而且它從誕生之日起，便與戰爭結下不解之緣，被運用于軍事目的，從木帆戰船到鐵甲炮艦、導彈核艦艇，無不憑借其特性，在古今中外的歷代戰爭中取得了赫赫戰果。生產和使用的實踐，使船舶工程早就成為一門古老的科學技術。船舶工程又是一門涉及眾多學科的綜合性科學技術，它既涉及船舶的船體結構、總體性能、總體設計、舾裝及屬具，又涉及推進、電力、輔助、電子信息、武器等系統/分系統；既與計算機技術、隱蔽性、電磁兼容性、可靠性、安全性等新技術直接有關，更與造船模式和工藝、系統工程管理技術等有關。而隨著科技發展，船舶品種推陳出新，總體性能長足提高，使命用途多方擴充，艦船工程科技正煥發出勃勃生機。
1.1.4 現代船舶主要承擔的任務
1.1.4.1 軍用船舶主要承擔的任務
軍用船舶是活動在海洋、江河等水域中的作戰單元，是現代信息系統的載體和武器系統的運載、儲存和發射平臺。在戰時，使用艦艇（船）上裝備的武器及其系統、各種信息系統、電子干擾系統等進行核襲擊和核反擊、海上機動作戰、保護己方海上交通線、破壞敵方海上交通線、對空與防空、信息戰與電子戰、封鎖與反封鎖、水雷戰與反水雷、潛艇戰與反潛、對敵陸地與兩棲作戰，以及因維護國家統一與海洋權益而引發的局部海上戰爭中抵御強敵軍事干預等作戰任務。在平時，用于戰略威懾力量、海疆權益的保衛、海上反恐、配合海上維權執法部門維權執法、訓練、訪問、巡邏、偵察、運輸、醫務、緝私、工程作業和試驗以及日常勤務等。
1.1.4.2 公務執法船主要承擔的任務
海上公務執法船作為海上執法的主體，在平時，依據海洋法和本國的相關法律，在應管轄的海域，履行海防管控、海上治安、維護國家海洋國土安全和權益、有效保護海洋資源開發及其相關工程作業與船舶等裝備、強力禁止和驅除非法入侵、緝私、反恐、救助、偵察、對違法行為進行取證和查處等守邊控海職能；戰時，支援、配合海軍作戰。江河公務執法船在江河、湖泊中將履行治安、管控、救助等職能。
1.1.4.3 民用船舶主要承擔的任務
現代的民用船舶，不僅仍將擔負著國內航運和遠洋運輸的重任，而且在海洋資源開發、海上工程作業、海洋科學考察、出口創匯、平時配合海上維權執法部門進行維權執法、戰時應征支援海軍作戰等方面，也將承擔著無可替代的作用。
1.1.5 艦船的分類（類型）
當今船舶種類繁多，為了區分它們，必須進行分類。目前，對船舶尚沒有公認的分類法，通常按其用途、航行區域、航行狀態、動力裝置形式、武備類型、排水量、結構形式、艦（艇）體線型、噪聲水平等加以分類。為使大家對船舶的類型或分類有所了解，作為實例僅簡介按用途、航行區域、航行狀態、動力裝置等的分類情況及潛艇的分類。
（1）按用途分類
（2）按航行區域分類
（3）按航行狀態分類
（4）按動力裝置分類
（5）潛艇分類
應予說明的是，在實際的工程和使用中，對一型艦艇（船）一般視情況將上述不同的分類法結合起來稱謂，如××萬噸大型油輪、×××大型核動力多用途航空母艦、×××輕型導彈護衛艦、×××中型常規動力攻擊型潛艇、×××彈道導彈核動力安靜型潛艇等。
1.1.6 船舶的表征參數
船舶的表征參數是指描述和表達船舶幾何形狀、幾何特征與大小的參數，是衡量一艘（型）船舶特征和大小的重要標志。不同類型和用途的船舶具有不同的表征參數。對于絕大多數船舶，船體是一個具有復雜外表面的空間體，在船舶工程中，一般用船體型線圖來表達船體的幾何形狀，用主尺度和排水量來表征船舶的大小，用船型系數和尺度比來描述船體的幾何特征。
1.1.6.1 船體型線圖
船體型線圖是指能表達船舶幾何形狀的圖形，也是一種確定船舶船體形狀的圖示方法。
型線圖主要用于：完整地表達船舶外表面的形狀；進行和確定船舶航海性能的有關計算；制造船舶模型，進行模型試驗；船舶建造和修理時的依據。
用分別平行于三個相互垂直的主投影面（基面、中縱剖面、中橫剖面）的平面，截取船舶船體的型表面所得到的剖線在主投影面的投影之和，即構成該船舶的型線圖，包括縱剖面圖、橫剖面圖、水線面圖。
型線圖的縮尺比要視船舶的大小而定，通常取1∶25、1∶50、1∶100。
在型線圖上，有時還標出：軸線、螺旋槳盤面位置、外形尺寸、型值表等。對潛艇有時還標出耐壓體的外形、魚雷（導彈）發射管的中心線等。
圖1-12給出了水面艦艇的型線圖示意圖，圖1-13給出了潛艇的型線圖示意圖。
圖1-12 水面艦艇型線圖
圖1-13 潛艇型線圖
1.1.6.2 主尺度
主尺度是表征艦艇外形大小的基本量度參數，是標志一艘（型）艦艇大小的指標，也是艦艇設計、計算和建造的依據。它包括艦船的長度、寬度、型高、吃水等。
（1）水面艦艇 水面艦艇的主尺度見圖1-14。
圖1-14 水面艦艇主尺度示意圖
①長度
總長（Loa）：船體型表面艏、艉兩端之間的最大水平距離。
設計水線長（Lwl）：設計水線面與船體型表面艏、艉端交點之間的水平距離。
垂線間長（Lpp）：艏垂線和艉垂線之間的水平距離。
艏垂線：通過設計水線船艏端點所作的垂線。
艉垂線：通過設計水線與舵桿中心線（或舵柱后緣）交點所作的垂線。
②寬度
型寬（B）：船體型表面之間垂直于中線面的最大水平距離。
設計水線寬（Bdw）：設計水線面處船體型表面之間垂直于中線面的最大水平距離。
③型高
型深（D）：通常指在中橫剖面上，沿舷側自龍骨線量至上甲板邊線的垂直距離。
④吃水
型吃水（T）：通常指在中橫剖面上，自龍骨線量至設計水線的垂直距離。
艏吃水（Tf）：在艏垂線處自龍骨延長線量至設計水線的垂直距離。
艉吃水（Ta）：在艉垂線處自龍骨延長線量至設計水線的垂直距離。
（2）潛艇 潛艇的主尺度見圖1-15。
圖1-15 潛艇主尺度示意圖
①長度
總長（Loa）：由潛艇艇體型表面的艏、艉兩端點向基面（線）所作垂線之間的距離（從艇體殼板內緣計之，下同），也稱最大型長度。
設計水線長（Ldw）：正常狀態設計水線平面與艇體型表面艏、艉端交點之間的水平距離。
水密艇體長（Lwt）：潛艇水密艇體艏、艉兩端點向基面（線）所作垂線之間的距離，即潛艇水密部分艇體的長度。
耐壓艇體長（Lph）：潛艇耐壓艇體艏、艉兩端壁理論線之間的距離。
艏端非水密艇體長（Lfu）：艇體型表面的艏端到最前一個主壓載水艙前艙壁理論線之間的距離。
艉端非水密艇體長（Lau）：艇體型表面的艉端到最后一個主壓載水艙后艙壁理論線之間的距離。
超載水線長（Lol）：潛艇燃油超載狀態下的水線平面與艇體型表面艏、艉端交點之間的水平距離。
②寬度
型寬（B）：平行于中縱剖面，并與潛艇殼體型表面相切的兩平面間的距離，即潛艇中橫剖面（或最大橫剖面）處的最大寬度。
最大寬度（Bmax）：包括附體（突出體）在內的垂直于中縱剖面的最大水平距離。
設計水線寬度（Bdw）：由設計狀態水線平面的最寬部位引出的平行于中縱剖面的兩切面之間的距離。
超載水線寬（Bol）：由潛艇燃油超載狀態水線平面的最寬部位引出的平行于中縱剖面的兩切面之間的距離。
③型高
最大高度（Hmax）：在降下升降裝置時，由基面到艇體指揮室圍殼頂點之間的距離，加上龍骨高度及潛艇殼體突出基面部分最下邊緣的距離，也稱最大型深。
型高（H）：潛艇中橫剖面處基面（線）到上甲板下邊緣之間的距離，也稱型深。
干舷（F）：潛艇中橫剖面處正常狀態設計水線到上甲板下邊緣之間的距離。
④吃水
設計吃水（T）：在中橫剖面處正常狀態設計水線與基面（線）之間的距離，有的教材也稱模吃水。
超載吃水（Tol）：指在艇中橫剖面處基平面到燃油超載水線之間的垂直距離。
艏吃水（Tf）：當潛艇有縱傾情況時，艏端型表面（或艏吃水標志線）處與水線面交點和基平面之間的垂直距離。
艉吃水（Ta）：當潛艇有縱傾情況時，艉端型表面（或艉吃水標志線）處與水線面交點和基平面之間的垂直距離。
平均吃水（Tm）：當潛艇有縱傾角θ時，艏、艉吃水不同，中橫剖面處的吃水為艏吃水（Tf）和艉吃水（Ta）的平均值，稱平均吃水，即
1.1.6.3 船型系數
船型系數是表示船舶水下部分的船體線型豐滿程度的無因次系數。它們都與船舶的航行性能、噪聲性能等有密切關系，在設計時要根據船舶的用途、航區和速度等不同情況而適當選取。
船舶的船型系數主要有：中橫剖面系數β、方形系數δ、水線面系數σ、棱形系數φ、垂向棱形系數Cvp等。
1.1.6.4 尺度比
尺度比的大小是表示船舶的船體長度和肥瘦等特征的無因次參數。它們也都與船舶的航行性能、聲學性能等有密切關系。
船舶的尺度比主要有長寬比L/B、寬度吃水比B/T、長度吃水比L/T、型深吃水比D/T、長度型深比L/D等。
限于篇幅，本書對船舶的船型系數和尺度比的定義、內涵及有關內容不作介紹，請參考《艦船技術與設計概論》（參考文獻［1］）。
1.1.6.5 排水量
船舶的排水量是指船舶自由漂浮于靜水中，保持靜態平衡時所排開水的質量或重量。它是標志一艘船舶大小的又一基本衡量指標，也是船舶的基本重量度量。
水面船舶的排水量一般分為下述五種。
（1）空載排水量 不計入人員、行李、食品、淡水、液體負荷、彈藥、供應品、燃油、給水、航空燃油、裝載及超載等重量時的船舶排水量。
（2）標準排水量 空載排水量加上人員、食品、淡水、液體負荷、彈藥、供應品等的重量，但不計入燃油、潤滑油、給水、航空燃油、裝載及超載等重量的排水量。
（3）正常排水量 標準排水量加上保證50%規定的續航力及自給力所需的燃油、潤滑油、給水、航空燃油及100%裝載時的排水量。
（4）滿載排水量 標準排水量加上保證100%規定的續航力及自給力所需的燃油、潤滑油、給水、航空燃油及100%裝載時的排水量。
（5）最大排水量 滿載排水量加上超載重量時的排水量。
對于潛艇，排水量一般分為下述六種。
（1）正常排水量 全艇艇體結構和裝有全部裝備完整的機械、武器裝備、各種設備、裝置及系統，具有按編制的定額人員、行李、全部武器彈藥、各種備品備件、縱傾水，調整水艙的初始水和艙室空氣重量，按自持力配備燃油、潤滑油、食品、淡水、蒸餾水等重量時的排水量。這一排水量相當于水面船舶的滿載排水量。
（2）標準排水量 正常排水量減去全部燃油、潤滑油、食品、淡水、蒸餾水等的重量，而機器中已有油、水，空氣瓶已充足氣時的排水量。
（3）燃油超載狀態排水量 正常排水量加上燃油壓載水艙內的附加燃油及按比例增加的潤滑油、淡水、蒸餾水、食品及由于油、水密度差需增裝的初水量的排水量。
（4）水下排水量 潛艇在水下狀態時水密艇體排開水的重量，即水面正常排水量與全部主壓載水艙中壓水量的總和。
（5）水下全排水量 潛艇裸體及全部附體外表面所圍封的總體積所對應的排水量，其值等于水下排水量加上非水密部分進水的重量。
（6）水上全排水量 正常排水量加上水上正常排水量狀態水線以下艇體非水密部分的進水重量時的排水量。
1.1.7 船舶的主要性能
通常所講的船舶性能是指船舶的總體性能，對于軍用船指其戰術技術性能。總體性能是一艘（型）船舶品質的綜合表達，是對其使用和軍事價值的高度體現。它主要包括：航海性能，有浮性、穩性、抗沉性、快速性、耐波性等；戰術技術性能，有隱蔽性、電磁兼容性、居住性、作戰半徑、自持力、下潛深度（對潛艇）、水下逗留時間（對潛艇）、可靠性、維修性、安全性、防護性、經濟性、戰斗力、生命力等等。
1.1.7.1 浮性
船舶按使用要求，裝載全部規定的載荷后，以一定的姿態穩定地漂浮于水上或潛浮于水中（對潛艇）的能力稱為浮性。浮性是船舶最重要的基本性能之一。船舶不論是漂浮于水上還是潛浮于水中（對潛艇），均應符合阿基米德浮力定律，即浸入水中的物體所受到的浮力等于它所排開同體積水的重量（見圖1-16），即：
Δ=ρV （1-1）
式中 Δ——船舶的重量排水量，t；
V——艦艇的排水體積，m3；
ρ——舷外水密度，t/m3。
圖1-16 船的正浮狀態
圖1-16中B點為浮力（ρV）作用點，即船舶排水體積V的形心，也稱浮心；G點為重力（Δ）作用點，也稱船舶的重心；T為型吃水。
1.1.7.2 穩性
船舶因受某種外力（如風力、波浪力、武器發射后坐力等）的作用偏離平衡位置而傾斜，當外力消除后能自行回復到原平衡位置的能力（性能）稱為穩性。
水面船舶根據是橫向還是縱向傾斜，分為橫穩性和縱穩性；根據傾斜角度的大小，分為初穩性和大角穩性；按船舶破損浸水與否，分為完整穩性和破損穩性；另外，還有結冰時的穩性、海上補給時的穩性等。
潛艇根據其具有水上、水下及潛浮過程的不同狀態，相應有水上狀態穩性、水下狀態穩性、潛浮穩性；根據傾斜方向、傾角大小，各航行狀態也分為橫穩性和縱穩性、初穩性和大角穩性；根據潛艇破損浸水與否，也分為完整穩性和破損穩性等。
穩性是保證船舶安全的一項極其重要的性能，船舶的尺度、外形、船寬、干舷、上層建筑等對穩性均有較大影響。因此，在相應的規范和標準中均對船舶的穩性規定明確的指標要求。
1.1.7.3 抗沉性
船舶因戰斗行動或航海事故造成船體破損艙室進水后，仍能保持一定的浮性和穩性的能力稱抗沉性，即船舶在一艙或數艙破損進水后，仍能安全漂浮在水面和保持足夠的穩性而不致沉沒和傾覆的能力。
潛艇除與水面艦艇一樣有水上抗沉性之外，還有水下抗沉性（也稱水下自浮能力），即當潛艇處于水下狀態時，在一定的破損條件下，依靠自身手段使艇以符合要求的浮態和穩性自浮至水面的能力。
抗沉性是涉及船舶安全性的重要性能，故不論對軍船或民船，都制定有嚴格要求。國際上和各國政府、海軍都制定有必須遵守的公約和規范。我國對民船和軍船也制定了相應的規范和要求。
提高艦艇抗沉性的主要措施有：艦船（艇）結構堅固、充分的儲備浮力、足夠的完整穩性、加大干舷、合理設置水密隔艙（艙室）、設置雙層底及邊艙、按規定配置損管抗沉器材等。對潛艇為提高抗沉性，還必須設置耐壓隔艙、合理配置高壓空氣儲備量，現代潛艇有的還設置可棄壓載等。
1.1.7.4 快速性與航速
所謂快速性是指船舶在靜水和主機功率一定的條件下保持一定速度直線航行的能力。航速是衡量一艘（型）船舶快速性優劣的主要技術和戰術（對軍船）性能指標參數，以“節”（海里/小時，kn）計。
根據船舶的不同航行狀態，有最大航速、巡航航速、經濟航速等等。對于潛艇，根據其不同的航行狀態，有水上最大航速、通氣管航速、水下最大航速、巡航航速、水下經濟航速、低噪聲航速等等。對于現代艦艇，核潛艇水下最大航速多為25～35kn（個別達39kn）；常規潛艇多為17～22kn；航母一般在30kn以上，有的為28kn左右；驅逐艦最大航速在30kn左右；護衛艦多為25～35kn。
快速性是直接影響船舶使用和作戰效能的重要因素，是船舶最重要的性能之一。因此，船舶研究設計者應竭力設法提高船舶的快速性。
船舶的快速性與船體阻力、螺旋槳、船體與螺旋槳之間相互影響、主機功率的配合等直接有關。在對船舶快速性的研究設計中，要對上述各種因素進行綜合平衡，以獲得最佳快速性能。
1.1.7.5 操縱性
船舶在航行過程中，為了盡快到達目的地和減少燃料消耗，駕駛者總是力求使船舶以一定的速度沿直線運動。而當船舶在預定的航線上發現障礙物（含戰時遇水雷）或其他船舶為了避免碰撞時，以及執行特定任務時，駕駛者又要使船舶及時改變航速或航向。同時，船舶在實際運行中無時不在受著風、浪、水流等自然環境的擾動，也是不可能完全按照預定的航線作直線航行運動的（即要偏航），駕駛者又必須操舵使之按預定航線航行，航向穩定性不同的船舶的實際航跡如圖1-17所示。
圖1-17 航向穩定性不同的船舶的實際航跡
人們將船舶受駕駛者的操縱而保持或改變其運動狀態的性能（或能力）稱為船舶操縱性。
一艘操縱性好的船舶，既能按駕駛者的要求，方便、穩定地保持運動狀態，又能按駕駛者的要求，迅速、準確地改變運動狀態。
人們將船舶所具有的保持一定航行狀態不變的性能（能力）稱為船舶的運動穩定性。對于水面船舶是指保持航向的性能，故也稱航向穩定性；對于潛艇是指保持航向和深度的性能。通常用穩定性指數T來表征艦艇的運動穩定性。船舶可能的幾種穩定性運動情況如圖1-18所示。
圖1-18 船舶可能的幾種穩定性運動情況
人們將船舶所具有的改變航行狀態的性能（能力）稱為船舶運動機動性。對于水面船舶是指改變航向的性能，故也稱航向機動性；對于潛艇是指改變航向和深度的性能。通常用戰術直徑（DT）、定常回轉直徑（DC）、DC/L（L為艦艇長度）、回轉性指數K來表征。船舶回轉運動軌跡及其特征如圖1-19所示。
圖1-19 船舶回轉運動軌跡及其特征
人們將運動穩定性和機動性的綜合稱為船舶的操縱性。
應予說明的是，對于潛艇不僅要在水上或水下某個水平面內作改變航向的旋回運動，而且要在水下垂直面內作上浮下潛運動（改變深度）；在需要時，還要同時作改變深度的潛浮運動和改變航向的旋回運動，即潛艇要作空間螺旋運動。為此，為簡化對問題的研究，一般將潛艇的運動分解為在水平面內和垂直面內兩個互不相關的平面運動，分別進行處理，再把兩個平面運動綜合起來，得到潛艇的運動。
水面船舶運動的操縱是靠設置在艉部的方向舵實現的；潛艇運動的操縱是靠設置在艇上的艏水平舵（或圍殼舵）、艉水平舵及垂直與水平穩定翼來實現的。潛艇的潛浮運動還可用主壓載水艙注排水實現。潛艇的操縱面如圖1-20所示。
圖1-20 潛艇的操縱面
操縱性與船舶的使用性和安全性都有直接關系，故船舶設計者均十分注重其研究設計。影響船舶操縱性的主要因素為：船舶的主尺度、船型參數、重心高度、舵面積及布置、穩定翼（對于潛艇）面積及布置等。
在我國有關規范和標準中，對船舶操縱性的各項指標都有明確要求。
1.1.7.6 耐波性
所謂耐波性（也稱適航性）是指船舶在航行中經常遭受到由風浪干擾所產生的各種搖蕩運動及碰擊、上浪、失速、飛車和波浪彎矩等影響，而此時船舶仍具有足夠的穩性和船體結構強度，并能保持一定的航速安全航行的性能。
表征周期性搖擺運動的主要參數是搖擺幅值（搖擺角大小）和搖擺周期。搖擺幅值是每個搖擺循環的最大擺角（或位移）。搖擺周期是每一個搖擺循環所經的時間間隔。
船舶在風浪中航行時，橫搖最易發生，橫搖固有周期可按下式近似估算：
（1-2）
式中 B——船舶水線寬度，m；
ho——船舶未經自由液面修改的初橫穩性高，m。
船舶的縱搖固有周期（Tψ）和垂蕩固有周期（Tθ）可按下式近似計算：
（1-3）
式中 T——吃水，m；
Cvp——垂向棱形系數。
搖擺根據船舶受力情況分為自由搖擺和強迫搖擺；根據搖擺運動形式分為橫搖和橫蕩、縱搖和縱蕩（進退）、垂蕩、艏搖。在這六種搖擺形式的運動中，橫搖、縱搖和垂蕩三種運動最為顯著，對船舶航行性能的影響最大。
耐波性是船舶在執行任務過程中的重要性能之一。船舶研究設計者應千方百計設法提高船舶的耐波性。
一般來講，浪級和浪向一定時，船舶的主尺度和航速對耐波性影響較大，排水量較大和航速較低的船舶耐波性會好些。
為了改善耐波性，第一，注意設計、選擇適宜的主尺度、船型系數，注重船體內質量載荷的分布；第二，在設計中，采用有效的減搖裝置；第三，在使用中，合理地選擇浪向、航向等。
1.1.7.7 隱蔽性
船舶（主要指軍用艦艇）隱蔽性是指艦船通過采取一系列措施對抗敵方探測手段不被發現的一項綜合性能。它是現代艦船最主要的戰術技術指標之一，特別是現代潛艇最重要的標志性戰術技術性能之一。可以說，隱蔽性是艦船保存自己，不被敵方過早發現，卻能盡早發現敵方，又能充分發揮裝備性能有效攻擊對方的有效手段，是一項發展迅速的高新技術，廣泛應用于艦船的各個設計階段。
艦船隱蔽性包括聲隱蔽性和非聲隱蔽性。聲隱蔽性包括振動特性及水下輻射噪聲、聲吶平臺區等部位自噪聲、艙室空氣噪聲、聲目標強度等。非聲隱蔽性包括磁、紅外、雷達波、電磁場、尾跡等隱蔽性。
艦船的隱蔽性技術指標（如水面艦船的雷達截面積RCS、潛艇的水下輻射噪聲總聲級）是艦船最重要的戰術技術指標。船舶研究設計者應采取各種措施竭力提高艦船的隱蔽性。
1.1.7.8 下潛深度
下潛深度是潛艇的一項主要戰術技術性能。下潛深度越大，越有利于潛艇隱蔽和機動、攻擊、避規。因此，增大下潛深度已成為現代潛艇追求的特征技術目標之一。
下潛深度也稱潛航深度，通常是指海平面至潛艇上的深度計（一般是指揮艙的深度計）安裝位置處的距離。
按潛艇下潛的情況，分為通氣管工作深度、潛望深度、安全深度、工作深度、極限深度、計算深度等。通常，以極限深度和工作深度作為潛艇的重要戰術技術指標。潛艇下潛深度如圖1-21所示。
圖1-21 潛艇下潛深度
現代潛艇的下潛深度有的已達600m，大部分在200～500m，極個別（俄羅斯的潛艇）達到1000m。
1.1.7.9 作戰半徑
作戰半徑是艦艇為執行戰斗任務從基地到達作戰區域之間（中間不作補給）的最大距離。這一指標是根據艦艇所擔負的使命任務來決定的，通常由使用部門按照艦艇作戰原則和活動的海區提出。它是艦艇重要的戰術技術指標。
艦艇的作戰半徑與艦艇的續航力和自持力有關。在戰術上，從對艦艇續航力使用的觀點一般認為：
①30%的續航力作為到達作戰海域而進行的航渡用，往返共用去續航力的60%。
②30%的續航力作為艦艇在作戰海域的待機游弋和作戰使用。
③10%的續航力用作在往返航渡克服敵人可能的阻擾等。
為使戰術和技術上的考慮一致，往往將艦艇的作戰半徑取為艦艇續航力的30%。
1.1.7.10 戰斗力
戰斗力也稱作戰能力，是指艦艇在預定的自然和作戰環境及典型戰術態勢下，執行各種作戰任務、對抗威脅和打擊、消滅敵方目標的能力。它是利用布置安裝在艦艇上的各種直接用于作戰目的的電子、武器系統及設備按確定的作戰系統結構相連接，在典型戰術態勢下所具有的執行各種作戰使命任務能力的綜合反映和量度。
戰斗力是艦艇最根本、最主要的能力。“先敵發現，有效攻擊，連續攻擊，攻擊成功”則是戰斗力的核心和精髓。
不同種類的艦艇或配置、特性不同的艦艇，具有不同的戰斗力。反映艦艇戰斗力的通用要素主要有：生存能力、警戒探測能力、跟蹤能力、敵我識別能力、電子干擾能力、打擊和攔截能力、武器通道數、作戰支持力和人員素質等等。
戰斗力通常用作戰能力指數（包括對空、對海、對潛等作戰能力指數）和綜合作戰能力指數來衡量、表征。
顯然，艦艇研究設計者應盡力提高艦艇的戰斗力。
1.1.7.11 生命力
生命力也稱生存能力，是指船舶及其各系統在自然環境中遇到事故、海損或在作戰環境中遭受戰斗損傷、破損時，保持或最大限度恢復其航行、潛浮（對潛艇）、作戰等戰術技術性能的能力。
生命力是船舶基本的、最重要的能力，也是軍船戰斗力諸因素中最重要的因素之一。隨著船舶裝備日趨先進、復雜，造價不斷增高，尤其軍船攜帶的彈藥數、燃油量和攻擊武器威力增強，生命力顯得越來越重要。
船舶生命力與其船體強度、設備可靠性、抗沉性、防護力、防火防爆、人員防護、隱蔽性、抗導彈和抗魚雷系統及電子對抗等因素有關。
生命力通常用船舶生存率來衡量、表征。
生命力是反映船舶總體性能的最基本、最重要的技術指標。因此，艦艇研究設計者在盡力提高軍船戰斗力的同時，也必須盡力提高各種船舶的生命力。
此外，還有船舶的居住性、電磁兼容性、自持力、水下逗留時間（對潛艇）、可靠性、維修性、安全性、防護性、測試性、經濟性等性能，限于篇幅，本書不予介紹，請參考《艦船技術與設計概論》（參考文獻［1］）。
1.1.8 船舶的主要系統與設備
一艘現代船舶（尤其是艦艇）是由幾個至幾十個系統/分系統、眾多的設備和成千上萬個不同用途的零部件組成的。不同類型和不同用途的現代船舶其系統/分系統與設備的組成是不同的，一般有下述主要的系統和設備。
1.1.8.1 船體及結構
船舶在建造、停泊、使用、進塢修理直至退役報廢的過程中，均會受到各種不同形式的力的作用，使其產生變形甚至破壞。這些力是由船舶的船體及其結構來承受的，故而船體結構必須具有足夠的強度和剛度，才能保證船舶具有可靠的水密性和堅固性，也才能形成必要的布置各種系統/分系統和設備以及指戰員工作、生活的空間。
同時，無論是水面船舶，還是潛艇，其航速、水動力噪聲、耐波性、操縱性等都與船體形狀及其表面粗糙度密切相關。為此，船舶為了獲取最大的航速、最小的流體噪聲和最佳的耐波、操縱性能，均追求優良的船體形狀。顯然，不同類型和用途的船舶也有不同的船體形狀。但是，船舶不論采用何種形狀，都要由船體及其結構組合成其完整的船體，來顯現出選定的船舶形狀，并形成布置設備和供船員活動的有效空間，成為在水中浮動的運載、作業和作戰平臺。
船舶的船體結構是由主船體、上層建筑、配套結構、指揮臺圍殼（對潛艇）等結構組成的復雜的系統工程建筑物，我們可將其看成一個復雜的“船體系統”。
水面船舶和潛艇的船體及結構是不同的，下面分別簡要予以介紹。
（1） 水面船舶船體結構 水面船舶的船體結構一般由主船體結構、上層建筑結構、配套結構等組成。
①主船體是由船體最上層縱通甲板（也稱1甲板或主甲板）及其以下的外板和所有結構組成的水密而堅固的空心建筑物。
主船體結構主要包括外板、底部結構、舷側結構、甲板和平臺結構、艙壁結構和艏端結構、艉端結構等。見圖1-22～圖1-24。
圖1-22 外板展開圖
圖1-23 雙層船底結構
圖1-24 舷側結構
②主船體1甲板以上的各種圍壁建筑物統稱為上層建筑。上層建筑相應的結構稱上層建筑結構，包括船樓（含艏樓、橋樓、艉樓）、甲板室、煙囪、機艙棚等結構。見圖1-25。
圖1-25 上層建筑
③配套結構是指除主船體和上層建筑結構之外的其他結構，包括各種基座結構、軸隧結構、舷墻、擋波板、護舷材、舭龍骨、艉軸架、軸包板、呆木、支柱、導彈發射裝置和艦炮基座加強結構等。
（2）潛艇船體結構 按相應結構所起的作用不同，可把潛艇結構分成耐壓結構、非耐壓結構（又分非耐壓水密結構和非耐壓非水密結構）和內部結構三種。
①耐壓結構 耐壓結構是指當潛艇潛入水下時，要承受強大的深水壓力并保證艇體水密的船體結構。潛艇上采用耐壓結構的部位有耐壓船體、耐壓指揮室、耐壓水艙、強（救生）橫艙壁、魚雷裝載艙口和蓄電池裝載艙口結構等。耐壓艇體一般由帶肋骨（內或外肋骨）的圓柱殼和帶肋骨的截頭圓錐體組成，見圖1-26。
圖1-26 耐壓船體結構
②非耐壓水密結構 該結構在潛艇處于水面時具有可靠的水密性，在潛入水下時，該結構內壁充滿水并與舷外水相通。在水下時，由于結構的內部壓力和外部壓力相等，因而該結構本身不承受深水壓力。潛艇上采用這種結構的部位有主壓載水艙、燃油壓載水艙、舷外燃油艙等。舷側主壓載水艙見圖1-27。
圖1-27 舷側主壓載水艙
③非耐壓非水密結構 該結構既不承受深水壓力，又不保證水密性，主要用來完整艇的形狀、布置和保護有關設備。潛艇上采用這種結構的有艏端和艉端透水部分、上層建筑、指揮室圍殼等結構，見圖1-28、圖1-29。
圖1-28 指揮室圍殼
圖1-29 艏端結構
④內部結構 內部結構是指潛艇耐壓艇體以內的各種結構，它包括內部縱橫艙壁、液艙、平臺、圍壁的相應結構及各種設備的基座等。
1.1.8.2 動力系統
動力系統是指保證船舶航行所需能源及相關機械裝置的系統，即為船舶提供推進動力所需的設備、系統及為其服務的有關系統。它是保證船舶航行能力、機動性和安全性的最關鍵的系統，人們常形象地比喻它為船舶的“心臟”。
船舶動力系統一般由下列分系統組成。
（1）推進系統 產生推動船舶航行所需動力的有關設備，常稱為主機。目前，在船舶上采用的有蒸汽輪機、柴油機（或柴油發電機）、燃氣輪機、AIP（air independent propulsion的簡稱，指不依賴空氣的動力裝置，含熱氣機、閉式循環柴油機、燃料電池等）推進系統、核動力推進系統、電力推進系統（含蓄電池）及由這些不同類型發動機組成的聯合推進系統。見圖1-30～圖1-33。
圖1-30 柴油機推進系統組成
1—柴油機；2—彈性聯軸節；3—齒輪箱；4，8—聯軸節；5—隔艙密封裝置；6—軸承；7—中間軸；9—艉管密封；10—艉軸；11—艉軸架；12—螺旋槳
圖1-31 某型艦用燃氣輪機
圖1-32 熱氣機系統的組成
圖1-33 壓水堆核推進系統原理
（2）功率傳遞系統和推進器 功率傳遞系統的基本功能是將主機的功率傳遞給推進器（螺旋槳、泵噴推進器等），同時又將推進器產生的推力經過推力軸承傳給船體，以推動船舶運動，它主要包括離合器、齒輪傳動裝置、聯軸器、軸、軸承和軸封等。七葉大側斜螺旋槳、泵噴推進器見圖1-34。
圖1-34 七葉大側斜螺旋槳、泵噴推進器
（3）輔助管路系統及其相關設備 包括日用燃油管系、蒸汽管系、潤滑油管系、循環水和冷卻水管、燃油泵、潤滑油泵、空壓機、各種水泵等。
（4）控制和監測系統（簡稱監控系統） 通常包括控制分系統、監測報警系統和安全系統等。
1.1.8.3 電力系統
船舶電力系統是指由電源設備（包括發電設備和蓄電池）、電能輸送網絡（含配電系統）和用電負荷所組成的完整體系的總稱。它包括一次電力網和二次電力網。電力系統是船舶不可缺少的重要系統之一。
（1）船舶電源 它是產生電能，提供船舶航行動力和全船輔機用電及照明用電的裝置。目前，船舶的電源主要通過船舶上的發電機、變壓器、蓄電池及岸電獲得。發電機組是由原動機（包括柴油機、汽輪機、燃氣輪機及熱氣機、閉式循環柴油機等AIP系統）帶動可產生電能的裝置。
（2）電能輸送網絡 電能輸送網絡是由船舶上的電纜、導線、配電設備以一定方式連接組成的，將電源的電能輸送到全船舶用戶的網絡，又稱供電網絡（或電網）。它一般可分為直流電網（含24V直流電網）、交流電網（含50Hz、400Hz電網等）。
（3）負荷 負荷是指船舶上的用電設備，包括推進電機及其控制板和輔助設備、各種輔機、觀通和導航設備、指揮操艇設備、照明設施等。
1.1.8.4 操縱系統
操縱系統是指保證船舶航海、操縱性和機動性的系統。
對于水面船舶主要有方向舵及相應的舵機裝置、自動操舵儀、相應的輔助儀表設備（縱傾儀、橫傾儀、深度計等）、操縱顯控臺等。
對于潛艇主要有艏水平舵（或圍殼舵）、艉水平舵、方向舵及相應的舵機裝置，自動操舵儀，相應的輔助儀表設備；均衡系統（含縱傾平衡水艙、調整水艙及泵、有關管路等）；潛浮系統（含主壓載水艙、速潛水艙及其通氣閥、通海閥、傳動裝置、管路等）；操縱顯控臺等。
1.1.8.5 作戰系統
作戰系統是軍用平臺艦艇上用于執行警戒、跟蹤、目標識別、數據處理、威脅預估及控制武器完成對敵作戰功能的各要素及人員的綜合體，也可以說是配置在艦艇上用來完成攻擊和防御任務的武器系統及其跟蹤、控制設備等部件的總稱。它實際是以作戰指揮系統為中心，由艦上配置的硬軟武器、艦載機（含無人機）、探測、通信、導航等系統和設備組成的。
（1）艦艇武器系統 艦艇武器系統是指保證艦艇攻擊和防御等作戰行動的武器及相應的裝置。
艦艇用武器是多種多樣的：按殺傷效果分有戰術武器和戰略武器；按作戰對象分有進攻性武器和防御性武器；按破壞形式分有硬武器和軟武器等等。目前，艦艇上使用的硬武器有艦炮、導彈、魚雷、深水炸彈、水雷、反水雷武器等，還包括艦載飛機、海上無人航行器等。軟武器是指在電子對抗和水聲對抗中用于干擾敵方雷達、反艦導彈和魚雷等的一種武器裝備，包括箔條彈、紅外彈、煙幕彈等水面艦艇用軟武器和潛艇用模擬器、噪聲干擾器、聲誘餌、氣幕彈等。
艦艇武器發射裝置是安裝在艦艇上用于發射和投放各類武器的設備的總稱。主要有艦炮裝置、導彈發射裝置、深水炸彈發射裝置、水雷布放裝置、軟武器發射裝置以及武器儲存、運輸、裝填等保障系統。對攻擊型戰術潛艇一般裝備魚雷、水雷及戰術導彈共用的發射裝置。見圖1-35～圖1-44。
圖1-35 前蘇聯制SS-N-22“馬斯基特”超音速艦艦導彈
圖1-36 美國“魚叉”艦艦導彈
圖1-37 法國“飛魚”艦艦導彈
圖1-38 美國“戰斧”巡航導彈
圖1-39 俄羅斯SS-N-24型遠程巡航導彈
圖1-40 美國MK50魚雷剖面
圖1-41 俄羅斯海軍裝置的一型沉底雷
圖1-42 英國“石魚”沉底水雷
圖1-43 俄艦上的130mm口徑艦炮
圖1-44 意大利最新研制的“輕型”127mm艦炮
（2）作戰指揮系統 作戰指揮系統是依照預先給定的作戰原則，擬訂作戰方案、分配武器和給出目標指示的數據處理系統。它分為單艦作戰指揮系統和編隊作戰指揮系統。
典型的作戰指揮系統主要由作戰指揮臺、顯示器、情報編輯臺、數據庫機柜、視頻總線、數據總線等硬件與系統軟件、支援軟件、應用軟件等軟件組成。
（3）火控系統 火控系統是火力控制系統的簡稱（國外又稱為武器控制系統或CI系統），其主要功能是控制武器設備實施對目標進行攻擊。它包括探測跟蹤分系統、火力控制計算機、發射裝置定位和裝定分系統、導航分系統和氣象水文分系統、接口設備及系統控制臺（顯控設備）等。
現在，有的將作戰指揮系統和火控系統合并統稱為指揮控制系統，簡稱“指控系統”。圖1-45給出了有關武器攻擊示意。
圖1-45 “垂直發射阿斯洛克”攻擊示意
1.1.8.6 導航系統
船舶導航系統是正確引導船舶按預定航線，安全、經濟地航行至目的地，并用相關的方法和手段隨時確定本船舶位置及為作戰系統實時提供各種信息的系統。簡言之，導航系統主要功能是安全航行和確定位置。為達到這兩項目的所需的各類儀器統稱為導航儀器或航海儀器。
實際上，船舶的導航系統不僅用來航海及定位，而且要向戰斗艦艇部分設備和作戰系統實時提供各種信息，包括航向、航速、風向、風速、艦位、艦艇姿態等，以保證設備和系統的正常使用。
船舶導航系統一般由平臺羅經（陀螺羅經與陀螺穩定平臺的組合）、慣性導航系統、無線電導航設備［包括無線電測向儀、雙曲線定位儀（含羅蘭C、奧米加、羅蘭C/GPS等）］、衛星導航設備（包括全球定位系統GPS、差分全球定位系統DGPS）、天文導航設備、組合導航系統（通過計算機將各種導航設備合理地結合成一個系統）、聲吶導航系統（含多普勒計程儀、測深測潛儀、測冰儀、避碰聲吶等）、普航設備（包括磁羅經、計程儀、航跡儀、泡式或擺式傾斜儀等）、綜合導航顯控臺等組成。
圖1-46給出了有關導航定位系統衛星。
圖1-46 “導航星”全球定位系統衛星
1.1.8.7 警戒探測系統
警戒探測系統是提供船舶電子信息最重要的實時信息源，它直接影響到船舶探測、判斷、決策、行動和作戰艦艇整個作戰過程。該系統包括聲吶系統、雷達設備、光電設備等。
（1）聲吶系統 利用水聲學原理制成的用來測定水中物體（目標）的存在、方向、位置或性質的系統。現今聲吶的含義已大大超出聲導航和定位的范圍，將凡采用水下聲能進行觀察、測量、通信的設備均稱為聲吶。
聲吶種類繁多，按不同方式分類大致為：按探測方式分為主動聲吶和被動聲吶；按裝備對象分為水面船舶聲吶、潛艇聲吶、岸用及海底固定聲吶、機載聲吶；按基陣安裝分為船殼聲吶、變深拖曳聲吶、拖曳線列陣聲吶、吊放聲吶、浮標聲吶等；按用途分為警戒聲吶、攻擊聲吶、獵雷聲吶、導航聲吶、水聲對抗聲吶等。
不同類型和不同用途的船舶除配備上述有關聲吶裝置外，加上聲速聲線軌跡儀、本艦船振動噪聲監測儀、聲吶顯控臺等組成相應的聲吶系統。見圖1-47～圖1-49。
圖1-47 柱形聲吶陣
圖1-48 “伯克”級艦艏聲吶外的導流罩
圖1-49 直升機吊放聲吶搜索與引導
（2）雷達設備 利用目標對電磁波的散射現象來發現目標的設備。雷達是艦船電子信息系統的重要傳感器之一，也是艦船用于探測水面及空中目標的主要探測器。
大中型水面艦船通常裝備以下雷達：遠程預警雷達、遠程警戒搜索雷達、中/近程搜索雷達、導航及艦載機引導雷達、敵我識別雷達、火控跟蹤雷達、跟蹤照射雷達等。潛艇通常裝備攻擊導航（火控）雷達、偵察雷達、敵我識別回答器等。
每部雷達均是一個復雜的單系統，主要由天線、頻率合成設備、發射設備、接收設備、信息處理設備、顯示控制設備、電源設備、伺服設備等組成。見圖1-50和圖1-51。
圖1-50 艦載對空搜索雷達（圖中方形物體）
圖1-51 裝備于俄羅斯海軍艦艇上的“十字劍”火控雷達
（3）光電設備 光電設備是艦船雷達探測手段之外的光學探測手段。它是艦船電子信息系統的又一個重要傳感器。它適用于對海面光學目標進行探測、跟蹤，也特別適用于艦船上雷達靜默時或雷達受干擾時對近距離的海面光學目標和紅外熱源目標進行被動警戒、搜索、跟蹤（尤其是對掠海飛行的反艦導彈效果較佳）。
光電探測設備主要由紅外警戒探測設備、光電跟蹤設備組成。
潛艇使用的光電設備主要是潛艇潛望鏡，用于指揮、搜索觀察、導航及魚雷攻擊探測瞄準。艦載光電系統的傳感器如圖1-52所示。
圖1-52 艦載光電系統的傳感器
1.1.8.8 通信系統
船舶通信系統是船舶與岸基指揮所、艦艇編隊、航空兵等指揮、協同部門進行信息傳遞、交換、共享的系統。它是國家、三軍通信系統的重要組成部分。其主要任務是完成指揮通信、協同通信、情報警報通信和后方通信。
船舶通信系統一般由短波通信分系統，超短波無線電通信分系統，中波、長波及超長波通信分系統，衛星通信分系統，各種通信天線、拖曳天線、顯控臺及艦艇內部通信分系統等組成。
船舶內部通信分系統通常由指揮電話設備、電力電話設備、閉路電視監視設備、船用廣播設備等組成。艦船用衛星通信系統如圖1-53所示。
圖1-53 艦船用衛星通信系統
1.1.8.9 信息系統
在以信息化技術為核心的高新技術群推動下，電子戰、信息戰將成為21世紀戰爭的主要作戰模式之一。信息化將成為未來船舶的標志性技術特征之一。
對于艦船，廣義的信息系統是指在高技術局部戰爭環境中，為艦船與諸兵種聯合作戰提供信息作戰能力與優勢的系統。它是指借助信息網絡技術，按照“網電一體、軟硬一體”的要求，建立艦船平臺綜合管理系統（平臺綜合管理信息網）與艦船作戰系統信息網，并使兩者有機地交聯與融合，構成全艦船信息一體化系統（艦船信息網絡體系），進而納入“網絡中心戰”的體系，實現戰場各種信息共享和全艦船操控高度自動化，達到海軍各作戰部隊及協同部隊和支援系統以高速信息網為中心組織起來，聯合作戰，發揮整體效能，取得戰場勝利之目的。
艦船平臺綜合管理信息網是通過信息技術及相關設備對艦船的動力、操艇、電力、損管、大氣監控、綜合導航等系統的信息綜合集成而構成的綜合管理信息網絡系統。
作戰系統信息網則是通過信息技術及相關設備對前述各電子信息系統和武器系統等的信息綜合集成，即將指揮、控制、通信、計算機、情報、監視、偵察等C4ISR系統（見圖1-54）綜合和統一。
圖1-54 C4ISR將是美國海軍未來發展重點之一
1.1.8.10 輔助系統
輔助系統是指艦船控制、安全、供應和居住所要求的綜合性的保障系統，即保證艦船具有規定的戰術技術性能、航行性能及航行安全、滿足船員生活需要而設置的各種機械器具、儀表、專用管網的統稱。艦船輔助系統通常由以下系統（分系統）組成。
①艙室大氣環境監控系統：為保證艦（船）員正常工作、生活和身體健康，對艦船艙室內的大氣、環境進行監測及控制的系統。該系統對于潛艇尤為重要。它包括空氣再生裝置（消除CO2，補充氧氣）、有害氣體監測及消除裝置、氫氣監測及消除裝置、核輻射劑量監測與控制裝置、個人呼吸面具等。
②三防系統：防核武器（N）、生物武器（B）、化學武器（C），即NBC系統等。
③消防系統：包括水消防、CO2滅火、鹵代烷滅火、泡沫滅火、惰性氣體滅火等系統，防爆系統、火災探測報警與滅火控制系統等。
④日用系統：包括日用蒸汽和供暖系統，通風空調系統、空氣調節系統，冷藏系統，飲用水和洗滌水系統、甲板排水和生活污水系統、日用海水系統、艙底水系統、壓載水系統，污水廢物處理裝置等。
⑤燃油、潤滑油的轉運和儲存系統。
⑥供機械傳動裝置工作專用：包括壓縮空氣（含高、中、低壓）系統、液壓系統等。
⑦船舶運動控制系統：包括操縱裝置、舵、減搖系統、主動轉向裝置、綜合控制系統、潛艇可棄壓載控制系統、潛艇均衡系統和潛浮系統等。
⑧海上補給和接收系統。
⑨機械式轉運系統：包括錨及其存放與操縱系統、系泊和拖曳系統、小艇及其收放系統、艦載直升機轉運和儲存系統及艦載機起飛保障系統。
⑩專用裝置：包括救生設備、打撈作業裝置與設備、轉運和保障及防護裝置、拖曳體收放系統等。
對于航空母艦，其保障系統還包括：航空燃油系統，彈射裝置蒸汽供給系統，平衡系統，艦載機甲板調運控制系統，歸航、空管和著艦引導系統等等。
1.1.8.11 綜合隱身系統
艦船綜合隱身系統是指通過一系列隱身技術措施對抗反艦船探測手段而不被發現的艦船水上及水中特征信號綜合控制系統。
艦船綜合隱身系統分為聲隱身系統和非聲隱身系統。
（1）聲隱身系統（噪聲控制系統） 包括采用低噪機電設備、低噪聲推進器（含螺旋槳、泵噴裝置等）、浮閥及其他轉動機械的隔振裝置、振動主被動控制裝置、消聲器、涂貼阻尼材料、管路隔振、潛艇外表面敷設消聲瓦、振動與噪聲監測系統等等。
（2）非聲隱身系統 包括雷達隱身、磁隱身、紅外隱身、尾跡隱身、電場隱身等。一般通過減少目標有效截面（采用隱身外形設計），采用吸波結構材料和吸波涂料、消磁系統、紅外抑制技術、擴展隱身波段、尾流場控制技術等。
1.1.8.12 特殊裝置
（1）潛艇特殊專用裝置 對于潛艇，裝備有特殊用途的專用升降裝置。這些升降裝置是潛艇為了在水中進行觀察、探測、通信和向艇內供應新鮮空氣而設置的可以升降的特殊裝置。
通常，潛艇裝備有潛望鏡升降裝置、攻擊導航及偵察雷達天線升降裝置、無線電天線升降裝置、通氣管升降裝置等。
圖1-55和圖1-56分別給出了潛望鏡、通氣管升降裝置結構。
圖1-55 潛望鏡頭部
圖1-56 通氣管升降裝置結構
（2）航母特殊專用裝置 對于航母，主要裝備有如下特殊用途的專用裝置。
①彈射裝置 航母上專用于對飛機施加拖動力，使飛機在不足百米的滑跑距離內加速到起飛速度，實現“彈射”起飛的專用裝置。它是搭載常規起降飛機的現代航母不可缺少的關鍵的特種設備之一。現在，航母上都是采用以飽和蒸汽為工作介質的蒸汽彈射裝置（見圖1-57）。有人正在研發“電磁飛機彈射裝置”。
圖1-57 典型的蒸汽彈射裝置
1—蒸汽系統；2，3—彈射機系統；4—拖曳系統；5—牽制系統
②阻攔裝置 航母上專用于吸收著艦飛機的動能，使飛機能在很短的距離內停下來、安全著艦的專用裝置。它是搭載常規起降飛機的現代航母的又一項關鍵的特種裝置之一。現代航母上普遍采用液壓式阻攔裝置，分為阻攔索裝置和阻攔網裝置兩類，前者用于飛機的正常著艦，后者用于應急著艦。
③飛機升降機 艦載機在航母上進行調運作業的航母專用設備。它也是航母的關鍵特種設備之一，主要用于艦載機在飛行甲板與機庫甲板之間的運輸，同時也可用于航空彈藥或其他物品在飛行甲板與機庫甲板之間的轉運。
④噴氣偏流板裝置 用于在飛機彈射作業時，避免飛機的噴氣流對后面的飛機及周圍的人員造成傷害或影響的專用裝置。它是艦載機采用水平滑跑起飛方式的航母上特有的設備之一。它通常布置在飛行甲板上彈射裝置的后方，數量一般與彈射裝置數量或滑跑起飛線的數量一致。
1.1.9 船舶的建筑形式和總布置
1.1.9.1 概述
一艘船舶是一個由執行相應功能的各種部件、設備、系統/分系統組成的完整的工程大系統，也是一座極其復雜的水中工程建筑物。船舶為了獲得所要求的使用性能和航行性能，必須具有一定的幾何尺寸和排水體積，形成一定的空間和浮力，以容納和支持各種負載；必須具有適當的建筑形式和合理的總體布置，以優化使用船上有限的容積和甲板面積，最有效地發揮各系統、設備等的使用效能；必須具有強固的船體結構，以保證使用和航行的安全。這一切的綜合集成，構成了船舶的整體，并在此基礎上逐步導出了船舶總布置、船舶性能——船舶總體設計——船舶總體和船舶總體技術的概念，形成一門綜合性的科學技術。
船舶總布置是指在滿足船舶各種戰術技術性能的前提下合理地進行船舶的整體布局，包括建筑造型、船內分層、隔艙劃分、艙室布局及將上述系統/分系統、設備、部件予以優化布置等。總布置是船舶總體設計和船舶總體的重要組成部分。
船舶建筑是指在滿足艦艇各種戰術技術性能的前提下經優化設計所選取的船舶的主船體、上層建筑及艙面設備部件等。它給出了船舶的總體組成、建筑造型，也使船舶得到了與使用相稱的外貌形象。它也是船舶總體設計和總布置的重要組成部分。
軍用船舶（艦艇）的建筑形式和總布置有著與民用船舶不同的更復雜的獨特內容。水面艦艇與潛艇的建筑形式及總布置也是不同的。
下面，以艦艇為例簡介船舶的建筑形式和總布置。
1.1.9.2 水面艦艇建筑形式和總布置
近代水面艦艇的建筑由主船體、上層建筑以及艙面設備部件等組成。上甲板以下的船體部分稱為主船體。上甲板以上各種圍蔽建筑物統稱為上層建筑。
（1）主船體 為了將上述各種部件、設備（裝備）、系統/分系統合理地布置在艦艇上，人們總在垂向用甲板或平臺分成若干層空間，在縱向或橫向以橫隔壁或縱隔壁分成若干個艙段，從而構成艦艇的主要艙室。如果在各主要艙段或上層建筑內用輕圍壁縱、橫分隔，就形成艦艇的全部各種專用艙室。分成艙段和艙室的主要目的：一是隔成不同用途的艙室使設備、人員工作時互不干擾；二是縮短船體的縱、橫向跨度，易于保證船體有足夠的結構強度和穩定性；三是保證艦艇某處破損后的不沉性（限制破損后水的漫延），以提高艦艇的生命力；四是有利于指戰員（船員）的居住性和工作、休息環境條件的改善。
各種不同大小和用途的艦艇其甲板層數（從一層甲板至幾十層甲板）、隔艙數（從幾個艙室至幾百上千個艙室）是不同的，如有的航空母艦主甲板以下有10層，主甲板以上有9層，有3000多個艙室。現代艦艇通常設置如下艙室。
①艦員用艙 指艦員起居、生活所需的艙室，包括住艙、大衛生室、醫務室、廚房間、洗衣室、儲藏室、淡水艙等。
②工作艙室 指為艦艇航行、操縱、通信等所需設置的艙室，包括主、輔機艙及鍋爐艙（核動力艦艇還包括核反應堆艙、汽輪機艙等），航海部門專用艙（駕駛室、海圖室、電航儀室等），觀通部門專用艙（雷達室、聲吶室、報務室等），其他專用艙室（修理室、組合機室、辦公室、燃油艙、艏尖艙、打撈救生船的潛水器材艙和潛水控制艙等）等。
③戰備艙室 指用于作戰指揮的艙室，包括中央指揮艙室、彈藥艙、指揮儀室、測距專用室、火炮導彈魚雷等武備的雷達站、專用艙室（包括軍輔艦船的坦克艙、掃雷艦艇的掃雷器材艙等）等。
④航母專設艙室 航母除有一般艦艇設置的艙室外，還有航空指揮類艙室（包括航空聯隊指揮室、主飛行指揮室、備用指揮室、起飛和著艦指揮室、飛行員指揮室等），航空裝備類艙室（包括航空設備艙室、航空供給保障艙室、航空油料艙室、艦機通信設施艙室、氣象服務部門專用室等）等。
（2）上層建筑 艦艇甲板室與船樓的統稱。它們都位于上甲板以上，內部設置有駕駛室、導航室、通信室、工作室、會議室、生活住室、作戰指揮室、直升機庫等等。上層建筑一般有2～10層，視不同的艦艇而定。
（3）艙面部件 艦艇上甲板以上外露的桅桿、煙囪、起吊桿、門窗、梯子以及武備發射裝置、彈射裝置、大型天線等的統稱。這些突出構件的布置及線條勾畫，對艦艇的整體建筑造型能起到均衡、協調的作用，加強了艦艇造型藝術上美的感染力。
圖1-58和圖1-59給出了有關驅逐艦、航母的建筑組成和總布置。
圖1-59 “羅斯福”核航空母艦立體剖視圖
1.1.9.3 潛艇建筑形式和總布置
現代潛艇的建筑由主艇體、上層建筑、艙面設備部件和指揮臺圍殼等組成。圖1-60和圖1-61給出常規潛艇、核潛艇的建筑組成和總布置。
圖1-60 常規動力潛艇
圖1-61 “紅寶石”號核潛艇剖面
1—應急電機；2—主推進電機；3—推進控制室；4—汽輪交流發電機；5—蒸發器；6—軍官住艙；7—輔機艙；8—廚房；9—指揮控制室；10—潛望鏡；11—士兵艙；12—魚雷；13—魚雷發射管
（1）主艇體 由耐壓船體及其結構和輕外殼及其結構組成的艇體總稱。它不僅構成了裝備各種系統/分系統、設備、部件及指戰員工作、生活的空間，而且給予潛艇優良的艇體形狀，使之獲得良好的阻力和流體噪聲性能。主艇體主要由耐壓船體及其結構、舷間及其結構（對雙殼體及混合殼體潛艇）、艏端、艉端組成。
①耐壓船體 在耐壓殼體內，與水面艦艇相似，用橫隔壁分隔成若干個艙（段）；在艙（段）中再用甲板或平臺（一般分成2～3層）及橫、縱隔壁分隔成各種專用艙室。潛艇應劃分成幾個艙段及多少艙室，不同大小和用途的潛艇也是不一樣的。對于現代潛艇一般有：魚雷艙（通常也稱艏艙）；指揮艙；蓄電池艙（為提高生命力一般將蓄電池分成兩組，分別布置在兩個不相鄰的前蓄電池艙和后蓄電池艙中）；柴油發電機或柴油機艙；主電機艙；輔機軸系艙（老式常規潛艇還在此艙布置艉魚雷發射管，故有的也將此艙稱為后魚雷艙，或艉艙）。
應予說明的是，潛艇上一般無法設置專用的居住艙段，而是將居住室相對集中在有關艙段中（如艏艙、指揮艙、蓄電池艙等）。
對于核潛艇，除具有上述艙段外，還有反應堆艙（含一回路系統）、主機艙（即汽輪機艙，含二回路系統）、彈道導彈艙或戰術導彈艙（巡航導彈艙）等。
②舷間 耐壓船體和輕外殼船體之間的舷側空間稱舷間。由縱、橫隔壁將其分隔成若干個水密隔艙，統稱為舷間液艙。它通常布置有耐壓液艙（快潛水艙、調整水艙等）、非耐壓液艙（主壓載水艙、燃油壓載水艙、燃油艙）、壓鐵、高壓空氣瓶、通海閥及其機構、可棄壓載等。
③艏端 主船體的一部分，一方面起到完整艇體線型的作用，另一方面主要布置有雷彈發射裝置及防波板、發射水艙、1號壓載水艙、綜合聲吶、通信聲吶、錨及錨鏈筒、拖鉤裝置等。
④艉端 主船體的組成部分，一方面起到完整艇體線型的作用，另一方面主要布置有方向舵和艉水平舵及其傳動裝置、穩定翼、推進器、艉主壓載水艙、輔助推進裝置等等。早期的潛艇還布置有艉魚雷發射管。
（2）上層建筑 指潛艇耐壓船體上面的沿著艇體長度方向伸展的透水結構。它既是構成完整的艇體線型的一部分，也起到了保護布置在其中的各種設備、管路的作用，如柴油機的進、排氣管路，艏水平舵及其傳動裝置，失事救生浮標，高壓空氣瓶，錨機，帶逃生筒的出、入艙口和救生平臺，艙面部件（包括系纜裝置、主壓載水艙的通氣閥等）等。
（3）指揮臺圍殼 指位于艇中部偏艏方向、突出上層建筑上面的那部分流線形結構。以往，潛艇通常在其中設有耐壓指揮室用于在潛望航態時操縱和指揮，但現代潛艇均已取消了耐壓指揮室，代之以耐壓設閘室，供艇員出入和應急離艇時使用。
在指揮臺圍殼內布置有各種用途的升降裝置、柴油機水上進氣圍阱、水上航行駕駛室（布置有羅經、方位儀、駕駛桿等）等。現在，有的潛艇將艏水平舵移到了指揮臺圍殼上，稱為圍殼舵，其傳動裝置也布置在其中。
1.1.10 船舶的建造與試驗交船
1.1.10.1 概述
船舶建造是在綜合采用先進制造技術和現代科學管理條件下，按設計圖樣、文件施工建造成完整的船舶，并經試驗合格后交船的全過程。它一般包括船體建造工藝、舾裝工藝及船舶下水、系泊試驗、航行試驗、交船等環節。
通常，把從加工制作船體構件到把它們組裝成船體的工藝過程，稱為船體建造工藝；把各種機器、部件、設備、系統/分系統安裝到船舶上（含部分舾裝件的制造）的工藝過程，稱為舾裝工藝；將它們兩者綜合起來，統稱為船舶建造工藝。
在船體建造中，控制好建造精度至關重要。因此，在每一個建造階段，必須制訂出最佳的工藝余量和建造公差，如號料公差、零件加工公差、裝配焊接公差等。
由于舾裝作業工種多、工作量大、工作空間集中和狹窄，為減少船上安裝的工作量，縮短建造周期，提高勞動生產率，現在引入了模塊化設計與建造的新理論、新方法、新工藝。
1.1.10.2 船舶建造的工藝流程
船舶建造的工藝流程通常如下。
（1）船體放樣 按施工圖紙一般以1∶1繪制船體型線的過程。它是船舶建造工藝流程中的第一道工序。以前是在樣臺上放樣，現在隨著計算機技術的應用，船體數字放樣已廣泛應用到船舶建造中，取代了手工放樣，提高了效率。
（2）號料 將船體構件的展開形狀表示在經過預處理的鋼板上，并注以必要的標記和加工符號的工藝過程。它是放樣之后的一道工序。
（3）船體鋼材加工 船廠將購來的鋼料，經表面預處理及號料工序，并把它們轉變成船體結構零件的工藝過程。它包括鋼材預處理→船體構件邊緣加工（含氣割、坡口加工）→成形加工（含輥彎、壓彎、折邊、火水彎板、型材冷彎等）。
（4）焊接 現代造船中極為關鍵的工藝環節。船舶的船體結構是通過焊接方法將板材和型材連接而成的。它包括板材與板材、板材與構架、構架與構架的三種焊接。它有手工電弧焊、埋弧焊、二氧化碳保護焊、氬弧焊、重力焊、堆焊等方法。
（5）船體裝配 將零部件裝焊成部件或組件，然后裝焊成分段或總段，最后進行船體總裝的工藝過程。它通常包括船體分段劃分→部件裝配→分段裝配→船體總裝→船體密封性試驗（含潛艇泵水試驗）。
（6）下水 在船體建造工藝基本完成的前提下，船舶從建造區移向規定水域的工藝過程。它有重力式下水（分為縱向下水和橫向下水）、漂浮式下水（垂直浮升）、機械式下水（分為縱向、橫向和垂向下水）、襯墊式下水等方法。
圖1-62～圖1-64給出了船舶部分建造法和工藝流程示意圖。
圖1-62 水面艦船總段建造法
圖1-63 水面艦船塔式建造法
圖1-64 潛艇總段（分段）大合攏示意圖
1.1.10.3 船舶系泊試驗
船舶下水后，舾裝工藝完成并經軍檢合格驗收系碇在船廠碼頭處于靜止狀態進行的各種工況試驗與測量。
系泊試驗的主要內容一般有：傾斜試驗（測定艦艇的排水量及其重心實際位置）、艙面屬具和系船裝置試驗、海上補給接收裝置試驗、觀通導航設備及系統試驗、艦載武器試驗、特種裝置試驗、各種系統及船舶裝置試驗、減振降噪試驗、全船供應品和備品檢查等等。
1.1.10.4 船舶航行試驗
船舶完成系泊試驗并消除其缺陷后，按試驗大綱和方法在規定的海域進行短程或遠程的各種航行工況的試驗，稱為航行試驗（通常稱為“試航”）。航行試驗的目的是全面檢驗船舶總體和系統及設備的工作性能，確認設計、建造是否滿足“研制任務書”和合同的要求。它是對新研制的船舶全面的、綜合性的試驗。
航行試驗的主要內容通常有：測速試驗（見圖1-65）、慣性試驗、回轉試驗（見圖1-66）、適航性試驗、航向穩定性試驗、Z形操縱試驗、試潛定重和水下傾斜試驗（對潛艇）、觀通導航設備和系統試驗、艦載武器試驗、艦載機試驗、隱身性能試驗、特種裝置試驗、其他系統和裝置航行試驗（包括三防系統試驗、空調系統試驗、減搖裝置試驗、廚房設備試驗等等）。
圖1-65 疊標測速示意圖
圖1-66 回轉直徑測定示意圖
1.1.10.5 船舶交付
船舶交付包含交船與驗收，它是船舶的建造單位（承造廠）向訂購單位（海軍或船東）提交完整適用的船舶所履行的一種法律程序。
船舶的交付條件為：按圖樣和技術文件，船舶建造、系泊、航行試驗結束，性能合格，并已簽船舶質量合格證書；備品、備件等供應品已按規定提交完畢；缺陷已消除，船容整潔；消磁工作已結束；船員在承造廠培訓工作已結束。
船舶交付的實施：船舶具備交付條件后，由駐承造廠總（副總）軍代表或船東負責人和承造廠主管廠長簽署交船證書并蓋章。
對于軍船，通常艦艇命名、授旗儀式與接受儀式同時進行。
承造廠在船舶交付船東或海軍后，應按規定時間和要求向船東或海軍提交完工文件。