Корпус судна симметричен относительно его диаметральной плоскости. Ограничительные поверхности и плоскости сечений корпуса, а также объемы почти невозможно описать математическими функциями. Поэтому для изображения формы корпуса рассекают его системой плоскостей, и получаемые при этом линии сечений и ограничительные линии вычерчивают на так называемом теоретическом чертеже.

Изображение корпуса судна на теоретическом чертеже:

а - бок, b - корпус, с - полуширота, 1 - корпус носовой оконечности, 2 - диаметральная плоскость, 3 - корпус кормовой оконечности

Для изображения корпуса судна теоретический чертеж, как правило, должен включать следующие проекции.

Бок. Этот чертеж изображает наружные контуры судна в разрезе по ДП, так как секущая плоскость проводится вертикально в продольном направлении корпуса. Кроме того, чертеж содержит сечения, лежащие на одинаковых расстояниях друг от друга и параллельные ДП, - так называемые батоксы. В зависимости от размеров судна принято давать от трех до пяти сечений; для более точного изображения формы судна при наличии конструктивных особенностей (бульб или острая форма) предусматривается еще одно сечение.

Полуширота. Обводы по ватерлинии дают сечения, которые при нормальном положении судна на плаву проводятся на равных расстояниях друг от друга параллельно уровню воды. Таким образом, они представляют собой ограничительные линии корпуса судна в горизонтальных плоскостях. Обычно ватерлинии делят конструктивную осадку на равное число одинаковых частей; иногда применяют более удобное разделение в метрах, а затем вычерчивают конструктивную ватерлинию.

Ватерлинии, начиная от основной плоскости по направлению к палубе, обозначают арабскими цифрами. Чтобы лучше показать переход шпангоутов в днище, часто проводят половинную ватерлинию (ВЛ1/2). Кроме того, на полушироте изображают контуры кромки палубы - вид сверху, кромки палубы бака и других надстроек, а также фальшборт.

Корпус. Контуры теоретических шпангоутов получатся, если корпус судна рассечь вертикально под прямым углом к основной плоскости. Теоретические шпангоуты делят длину судна между перпендикулярами на четное количество равных частей и обозначаются по направлению от носового перпендикуляра к кормовому арабскими цифрами; кормовым перпендикуляром является при этом шпангоут 20, а носовым - шпангоут 10. Чтобы отразить сложную форму оконечностей судна, вводят, кроме того, половинные шпангоуты, которые получают, например, обозначения: ^1/2, 1^1/2...18^1/2, 19^1/2. В месте перехода в кормовую оконечность (крейсерская корма) проводят еще дополнительные шпангоуты, которые от кормового перпендикуляра в корму обозначаются по порядку отрицательными числами. Кроме того, на «корпусе» изображают контуры кромки палубы: вид с носа, палубы надстроек в оконечностях судна и фальшборта.

Чертеж по рыбинам. Рыбины возникают благодаря сечениям, которые проводятся под определенным углом к диаметральной плоскости. Обычно так выбирают углы наклона сечений рыбин на «корпусе», чтобы они рассекали теоретические шпангоуты в среднем вертикально. Рыбины обозначают маленькими буквами по направлению изнутри наружу. Рыбина, которая проходит через скулу, называется скуловой. Обычно проводят 3— 5 рыбин.

Теоретический чертеж 

 Положение секущих плоскостей всех четырех проекций (корпус, полуширота, бок и рыбины) на теоретическом чертеже видно из рисунка; обычно кормовая оконечность лежит слева, а носовая - справа. На «корпусе» справа расположены шпангоуты носовой оконечности, слева - шпангоуты кормовой, на «полушироте» - ватерлинии левого борта, в чертеже по рыбинам, лежащим под ним, - рыбины правого борта. Продольные сечения можно считать как сечениями правого, так и сечениями левого борта. На этих чертежах теоретические линии отражают объем корпуса судна по наружной кромке шпангоутов.

Внешнее ограничение объема корпуса судна является, таким образом, гладкой поверхностью, которая ограничена внутренней кромкой наружной обшивки, причем различные толщины и неровности, такие как соединения внахлест, удвоения и т. д., не учитываются.

Теоретический чертеж - основа всех судостроительных чертежей, например, положения и контура конструктивных шпангоутов (плазовый чертеж), разверток листов, а также теоретических расчетов судна (например, расчетов остойчивости и дифферента)

Коэффициент полноты конструктивной ватерлинии α - отношение площади КВЛ к площади прямоугольника, стороны которого равны L и В. Чем меньше этот коэффициент, тем острее ватерлиния. Обычно суда с большим L/В (длинные узкие суда) имеют большие коэффициенты полноты КВЛ, чем короткие широкие суда.

Коэффициент полноты мидель-шпангоута β - отношение погруженной площади мидпь-шпангоута к площади прямоугольника со сторонами В и Т. На него существенное влияние оказывает форма шпангоутов, а также подъем и радиус скулы. Чем больше подъем и радиус скулы (например, у малых рыболовных судов, буксиров и ледоколов), тем меньше коэффициент полноты мидель-шпангоута.

Коэффициент общей полноты δ - отношение объема подводной части судна к объему тела со сторонами L х В х Т. Этот коэффициент до некоторой степени характеризует форму судна в отношении остроты и оказывает существенное влияние на водоизмещение (грузоподъемность); с другой стороны, с ростом δ увеличивается сопротивление судна. Напротив, судно при заданном водоизмещении с уменьшением коэффициента полноты становится длиннее, не становясь при этом тяжелее, так как потребная мощность двигателя при заданной скорости уменьшается, вследствие чего потребность в топливе становится меньше. Такое судно будет более рентабельным еще и потому, что оно длиннее и, следовательно, может иметь больше трюмов.

Коэффициенты полноты ватерлинии и общей полноты.
1 - площадь КВЛ, В - ширина судна, КВЛ - конструктивная ватерлиния, L - длинна судна, T - осадка судна Коэффициенты полноты мидель-шпангоута и продольной полноты.
1 - подъем скулы, 2 - площадь мидель-шпангоута, 3 - радиус закругления скулы, В - ширина судна, L - длинна судна, Т - осадка судна

 Коэффициент продольной полноты φ  - отношение водоизмещения к объему тела, основанием которого служит площадь мидель-шпангоута, а высотой - длина судна. Этот коэффициент всегда немного больше, чем коэффициент общей полноты, и лучше характеризует остроту оконечностей судна. Большой коэффициент полноты мидель-шпангоута означает полные оконечности судна, небольшой - напротив, узкие. Однако при сравнении двух судов всегда нужно учитывать отношение L/В. При больших L/В (длинные узкие суда) коэффициенты полноты мидель-шпангоута или общей полноты могут быть больше, чем при малом L/В (короткие широкие суда); при этом обводы не становятся полнее.

Указанные выше коэффициенты полноты взаимосвязаны, поэтому их нельзя выбирать произвольно. Перечисленные характеристики формы (относительные величины и коэффициенты полноты) во многом определяют поведение судна в море, сопротивление движению и рентабельность судов и, кроме того, взаимно влияют друг на друга

Форма корпуса судна определяется его типом и назначением. Существенное влияние на форму оказывают дедвейт, необходимый объем трюмов, количество палуб, скорость и поперечная остойчивость. Наряду с этим на форму корпуса могут оказать влияние ограничения по длине, высоте и осадке, связанные с размерами шлюзов и пролетами мостов, с глубиной фарватеров, а также с необходимостью решения специальных задач (например, буксирных или ледокольных работ).

Форма подводной части корпуса до конструктивной ватерлинии определяется соотношениями главных размерений и коэффициентами полноты, причем часто неизбежным оказывается компромиссное решение. Так, для грузовых судов обычно принимают не те коэффициенты полноты, которые необходимы для получения минимальной мощности главных двигателей и запасов топлива, а более высокие коэффициенты полноты, с тем чтобы получить большую грузоподъемность. Только для быстроходных грузовых судов (например, рефрижераторных) принимают малые, т. е. благоприятные, коэффициенты полноты с учетом их скоростных качеств.

Как правило, форма судна выбирается следующим образом. Конструктивная ватерлиния образует в носовой оконечности угол с диаметральной плоскостью, величина которого в зависимости от полноты судна составляет 10—25°. В кормовой оконечности этот угол принимают, чтобы избежать отрыва вихрей, 18—20°. В корме ниже конструктивной ватерлинии у двухвинтовых судов шпангоутам придают V-образную форму, а у одновинтовых U-образную, чтобы получить максимально благоприятные условия обтекания в области гребного винта. В районе крейсерской кормы шпангоуты выполняются такой формы, что они пересекают конструктивную ватерлинию не очень плоско, так, что при незначительном увеличении осадки (при дифференте на корму) ватерлиния не становится слишком полной и сопротивление движению не очень увеличивается. Выше грузовой ватерлинии шпангоуты в оконечностях судна обычно выполняют с развалом, чтобы получить максимальный резерв выталкивающей силы для уменьшения килевой сачки, отражения заливающей палубу волны и увеличения площади палубы в оконечностях судна.

Крейсерская корма:
а - одновинтовое судно, b - двухвинтовое судно 

Форма фор- и ахтерштевней во многом определяет общий вид судна. Однако формы оконечностей выбирают не только с эстетической точки зрения, но и с точки зрения сопротивления судна (бульбовый нос). Определенную роль играет также назначение судна; для ледоколов, например, созданы специальные ледокольные штевни, которые позволяют судну всем весом носовой оконечности ложиться на поверхность льда и ломать его. Для этого слом ватерлинии форштевня должен быть выпуклым, а угол входа не слишком большим. чтобы льдины могли беспрепятственно отходить назад. Выкружкам гребных валов у двухвинтовых судов придают такую форму, чтобы набегающий поток попадал на гребной винт против направления его вращения. Поэтому они устанавливаются не вертикально к шпангоутам а, начинаясь под углом 90°, к концу сходят к горизонтали примерно под углом 25°. На основании практического опыта и модельных испытаний было создано несколько типов форм обводов, которые соответствуют требованиям в отношении грузоподъемности, скорости, остойчивости и мореходности. Для судов больших размеров и серийной постройки обычно проводят модельные испытания, чтобы привести в соответствие мощность двигателя го скоростью. 

Водоизмещение судна - это масса объема воды в тоннах, вытесненная корпусом до допустимой грузовой ватерлинии, которая по закону Архимеда равна массе судна. Масса судна складывается из собственной массы судна и его грузоподъемности (массы полезного груза).

В собственную массу судна порожнем входят:

- корпус судна, оборудованный инвентарем и запасными частями; готовая к эксплуатации энергетическая установка с инвентарем и запасными частями; вода в котлах, трубопроводах, насосах, конденсаторах, охладителях;

- топливо во всех эксплуатационных трубопроводах;

- углекислота и рассол или другие эксплуатационные материалы в холодильных установках и противопожарных системах;

- остаточная вода в льялах и цистернах, которая не может быть удалена насосами, а также сточные воды и влага.

Грузоподъемность в тоннах с объемом трюмов и эксплуатационной скоростью - важнейшая экономическая характеристика судна; она должна гарантироваться верфью, так как занижение ее наказывается договорными штрафами. Валовая грузоподъемность - дедвейт судна - включает все массы, которые не относятся к водоизмещению судна порожнем, такие как:

- экипаж и пассажиры с багажом;

- все эксплуатационные материалы (запасы топлива, смазочные материалы, масла, котельная питательная вода) в цистернах для запасов;

- судовые запасы, такие как краски, керосин, дерево, смола, канаты;

- запасы для экипажа и пассажиров (питьевая вода, вода для мытья и провизия);

- оборудование для крепления грузов, такое как деревянные упоры, брезенты и мачты, продольные полупереборки для сыпучих грузов;

-специальное оборудование у особых типов судов, например промысловое оборудование (сети, тросы, тралы).

Между важнейшими составляющими нагрузки существуют определенные соотношения, которые влияют также на экономичность судов.

Отношение водоизмещения судна порожнем к водоизмещению в полном грузу зависит главным образом от типа судна, района плавания, скорости судна и от конструкции корпуса. Так, например, водоизмещение грузового судна порожнем с нормальной эксплуатационной скоростью (14—16 уз) без ледовых подкреплений составляет примерно 25% водоизмещения в полном грузу. У ледокола, который должен иметь мощные двигатели и особо усиленный корпус, водоизмещение порожнем составляет примерно 75% полного водоизмещения. Если грузовое судно имеет полное водоизмещение 10 тыс. т, то водоизмещение порожнем составляет примерно 2,5 тыс. т, а его дедвейт примерно 7,5 тыс. т, в то время как большой ледокол такого же водоизмещения имеет водоизмещение порожнем примерно 7,5 тыс. т и дедвейт 2,5 тыс. т.

Отношение массы энергетической установки к полному водоизмещению определяется скоростью судна, типом двигателя (дизельная, паротурбинная, дизель-электрическая установка и т. д.), а также типом судна. Повышение скорости судна при одинаковом типе установки всегда ведет к увеличению мощности двигателя и, следовательно, к увеличению названных отношений.

У судов с дизельной установкой масса двигателя больше, чем у судов с установками других типов. Поскольку к энергетической установке относятся также вспомогательные механизмы для производства электрической энергии и силовые установки холодильников, то масса энергетических установок пассажирских, рефрижераторных и промысловых судов больше, чем масса установок обычных грузовых судов такого же водоизмещения. Так, масса энергетической установки грузовых судов составляет 5—10%, пассажирских судов - 10—15%, рыболовных судов 15—20%, а буксиров и ледоколов, как правило, даже 20—30% полного водоизмещения.

Отношение массы корпуса судна к водоизмещению определяется массой голого корпуса судна и массой его оборудования. Все эти массы зависят от типа судна и, следовательно, от его назначения. На массу корпуса судна влияют не только его главные размерения и их соотношения, но и объем надстроек и ледовых подкреплений. Существенную роль играет также система набора и применение конструкционных сталей высокой прочности, особенно для судов длиной более 160 м.

Масса оборудования зависит от назначения судна; например, у пассажирских судов из-за пассажирских кают, общественных, хозяйственных помещений и др. или у рыболовных судов (промысловых и обрабатывающих) из-за кают для экипажа, машин для переработки рыбы и оборудования холодильников она существенно больше, чем у обычных грузовых судов и танкеров.

Отношение дедвейта к полному водоизмещению (коэффициент использования водоизмещения по дедвейту) лучше всего характеризует экономичность грузовых судов (если не говорить о скорости судна). У буксиров и ледоколов дедвейт определяет в первую очередь дальность плавания (длительность рейса), так как у судов этих типов дедвейт расходуется главным образом на топливные материалы и запасы.

Самый большой коэффициент использования водоизмещения по дедвейту имеют грузовые суда и танкеры (от 60 до 70%), самый маленький - буксиры и ледоколы (от 10 до 30%).