軍艦、輪船的排水量是如何測量的？

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一直很好奇，如果是設計的時候就定下了，那難道每種材料都要估計用量和重量？還有那麼多零零散散的部件沒法全部考慮，誤差豈不很大？如果是建造的時候，難道每樣用上的東西都要先測測質量再給裝上？如果是建好後，幾萬噸的船到哪稱？
這還好，還有個滿載排水量，難道建好後所有上去的東西包括人員燃油彈藥食物淡水什麼的都要先稱稱重？

重量，作為船舶最重要的參數，在設計之初就要開始估算每種材料或設備的用量和重量。

船舶是一個複雜的系統工程，她的設計也不是一蹴而就的。而是一個逐步細化，不斷平衡的過程。分為三個大的階段，初步設計-詳細設計-生產設計。每個階段都是對前一階段設計進行細化和修正，對重量的估算也是一步步精細化。

就以航母的甲板設計舉個例子（非真實案例）

初步設計階段

為了飛機起降的目的，我們需要做一個300米長，60米寬的甲板，考慮起降的衝擊，大約需要50毫米厚的鋼板來做。估計大約3000噸重

（海軍同志們看了方案，又看了看遼寧號上測量出的數據，拍了桌子，「你們21世紀設計的水平怎麼還不如蘇聯80年代！！比遼寧號的還重！」

領導擦擦汗「殲15起降衝擊大啊，用超高強鋼會輕一些，但是超高強鋼的可靠性缺乏實際數據，我們還是可靠第一，別的地方爭取省一點補回來，您看怎麼樣」

海軍：那你們再做個超高強鋼的方案，我們回去開會討論一下）

詳細設計階段

根據鋼廠能生產的鋼板尺寸，這個300米長，60米寬的甲板，要用100塊鋼板拼起來。中間跑道部分因為起降要求，考慮下損耗，選70毫米厚的鋼板，其他部分可以薄一點，輕一點，用40毫米的鋼板。估計大約3200噸

（領導看完皺了皺眉頭，」小X啊，200噸是不是有點多了，3000噸海軍同志們都已經很不滿意，再多200不好說啊，而且整個設計又要重新平衡了。「

我：」領導您說的對，但海軍上周給的新的數據報告，裡面說遼寧號殲15帶彈起降訓練後甲板磨損比之前給我們的估算的要大，我們這邊只好再加厚一點，還是安全第一吧。（領導，不是你發給我讓我看的嘛，敢情您自己都沒看啊）「

領導：」新數據啊，那好吧，那也只能這樣了。我跟總工彙報一下再決定）

生產設計階段

這一規格的鋼板鋼廠只生產了85張，其他部分要選其他規格了。邊角還要裁剪一下，最後用了104張鋼板。根據來料清單，計算一下，用鋼量總計3172噸。

（我：領導，鋼廠因為環保要求換了新生產線了，我們選的規格只有85張板的庫存了，剩下部分我用其他規格拼了一下，要多用4張板，您看看這個方案。

領導：多用了4張，內部審核的時候會有麻煩啊。採購那邊就找不到一樣的規格了嗎？

我：採購部那邊說能買到，但是價格被X總給斃了，嫌貴。他們說只能讓我們自己想辦法用別的規格的庫存了。

領導：那我看看你的方案吧。嗯~比預計少了20噸，不錯。把結果還是按3200報上去吧，省出來的重量說不定其他人能用上）

船上其他部件的設計流程也是大同小異。最終各個設計部門估算的材料重量總和再加上採購的機器設備的重量以及機器內的油水份量，就是預估的空船重量，也叫空載排水量。

除了船本身，還有船要運的東西也要算到排水量里。包括飛機，人員，彈藥等等。這些可以根據海軍的具體需求確定，飛機，彈藥的重量都是有據可查，人員則是標準數據，目前都是按一個人82.5公斤計算，外加50公斤行李。這些重量加上空船重量，就是通常所稱的標準排水量。

除了上述重量之外，還有船舶航行中需要消耗的補給品，例如燃油，淡水，食品等等，按設計航程100%需求裝載時，船舶總重量就是滿載排水量。

不過滿載並不意味著軍艦完全裝滿了，設計時一般都會留有一些裕度，給特殊情況使用，例如特殊任務需要額外的武備，補給品等等。把船上全部裝滿時，我們稱為最大排水量。

超過設計的最大排水量，船舶安全就無法保證了。

對於海軍來說，這裡面最重要的是滿載排水量。這關係到他們能帶多少戰鬥設施。

對於造船廠來說，最重要的是空載排水量，因為空載排水量的每噸重量都對應船廠要採購的一噸材料（主要是鋼材和鋼管）

上面說的是設計階段。再說說生產

生產階段要做的事情是非常瑣碎的，就是對船上的每個零件進行統計。當然很細小的東西一般就不會仔細計算了，例如小的螺絲螺帽,裝修用的木料，水泥等等，就是按用量一批一批估算。

這個統計數據一方面是為了確保船舶不會超重，更重要的是要知道這條船上花了多少錢^_^

船舶建造主體完成之後，就要稱一稱分量了。原理還是阿基米德定律，就是看看水淹到了船的什麼位置，然後算出排水體積就知道排水量了。

這個位置怎麼看呢？在船舶建造的時候，為了知道船舶吃水是多少。在船舶外面會畫上好幾條刻度線，稱為水尺。一般是船的前中後在左右舷各一條。

圖上工作人員邊上的那些刻度就是水尺。7米就表示距離船底7米高。

根據這把尺子就可以知道船在水下部分有多少米了，然後再根據圖紙算出體積就得到了排水量。

另外，因為軍艦吃水深度可以反應武備的情況，軍艦用的水尺就和民用的不同，他們不會直接標明是幾米，而是標註一個代碼數字，要經過換算才能知道具體的水尺，這個換算方法就屬於保密範疇了。（網路上找不到清晰的軍艦水尺照片，誰有的話，希望能借用一下）

以上

寫完了再啰嗦一句

網上隨便找了張圖

一般而言，船體水下部分會漆成深紅色（水下油漆是為了防止水生物附著而專門用的有一定毒性的油漆），水上部分根據不同要求進行塗裝。

水下水上兩種油漆的分界線是位於船舶的設計吃水線附近。但這個分界線本身並沒有什麼意義。（因為油漆會掉會磨損，很不可靠）

船舶的最大吃水是有專門的永久性標誌標出的。可惜沒圖

沒在現場呆過，但作為船舶行業從業者，可以給出一些了解的基本知識，僅供參考：
這裡需要理清三個概念——空船重量，載重量，排水量。
空船重量：就是不包含油水貨物人員輜重，船舶造好後初始的重量。我沒去過船廠，不知道第一個回答里每個材料都記錄重量是否必須。但最終估算出空船重量靠的是船造好後下水進行傾斜試驗反算得到的。
載重量——船舶裝載的燃油、壓載水、貨物、輜重等等東西的重量總和
排水量——船舶當前的總重量，包含空船重量和載重量，體現為當前吃水下排出水的重量，所以叫排水量

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船舶在設計的時候，設計公司根據船舶的外殼線型，會做一次建模，然後算出從最小吃水到最大吃水下應有的排水量，作為後續一切計算的根據。船廠根據設計公司的圖紙進行放樣生產，由船廠和船檢共同確保生產過程中與圖紙資料的一致性；當然這過程中肯定有誤差的，只要控制在一定的範圍內就好了。

噢買嘎，終於在知乎上找到一個我能回答的問題了。立馬放下手裡的沙縣鴨腿飯以及全家豆腐乾，撥冗強答一波。
按照你問號的順序一個一個回答：
1，排水量嚴格的說是無法測量的。你想那麼大的船哪來的稱？其實它是計算出來的。船的外形在初步設計階段就已經定型，利用軟體可以精確計算出各個吃水的排水量。實船下水以後要做一個叫「傾斜實驗」的測量，根據船的吃水，就可以查出他的排水量了；
2，是的，排水量在設計之初就定下來了。幾乎沒有哪艘船是憑空設計出來的，一般都有一艘相似的已經造好的船作為參照，人稱「母型船」。與母型船有差別的地方，比如尺度、設備、甲板室等大的部件都可以計算出來，小的部件可以以經驗補充。最終估算出來的重量一般與實船差別不會超過6%，還行吧；
3，人員燃油彈藥食物淡水都有相應的計算方法，在設計之初就已經定下來了，你不要擔心；

最後，請點贊

我能想到2種船舶排水量的評估方式：

1. 算排水體積：儘管船水下的形狀是不規律的，但是你依然可以用辛普森積分法（simpson"s rule）估算水下的體積。當然，我們現在生活在21世紀，所以可以直接通過船體設計軟體里的三維模型讓電腦軟體做出精確的排水體積評估。電腦軟體實際上也是用的評估方式去計算那些不規律的曲線面積，只不過軟體會把曲線隔成更小的分段。

2. 重量評估： 沒錯，船舶設計的估重過程確實需要你把船上的任何一個小細節的重量都儘可能算進去（每種材料都要估計用量和重量）。這很耗時間，也很耗錢，但是必須得做。最終，重量評估的結果必須跟三維模型里的船殼水下體積的重量相等，這通常需要多個設計回合才能搞定。

我能想到1種船舶排水量的測量方式：

1. 在船剛建好或維修好，準備在干船塢里浮起的時候：由於干船塢的水泵是可以計算放水量的。從開始放水的那一刻到船在干船塢里浮起的那一瞬間（干船塢里架船的架子上可以放感測器，大概做一個估算），那時候所有放進干船塢里的水就應該可以用來計算船的排水量。干船塢里有水位標記，可以通過干船塢里的水位標記算出干船塢里水和船體體積的總和，然後再用這個數字減去水泵計算灌進去水的實際體積，你就會得到在干船塢里船體所佔用的體積。

較早的時候沒有計算機這個利器的時候，主要靠辛氏法則。
現在電腦建模就可以做到

1.輕排水量
輕排水量又稱空船排水量，是船舶本身加上船員和必要的給養物品三者重量的總和，是船舶最小限度的重量。
2.重排水量
重排水量又稱滿載排水量，是船舶載客、載貨後吃水達到最高載重線時的重量，即船舶最大限度的重量。
3.實際排水量
實際排水量是船舶每個航次載貨後實際的排水量。

辛氏法則的正確性--《中國造船》1951年02期

1、船體載重量等於重排水量減去輕排水量計算。
2、重排水量根據滿載水線用靜水力曲線或邦戎曲線計算(應計及殼板排水量)。
3、輕排水量用下列方法測量和計算：
按吃水標尺測量空船首部、中部、尾部兩舷吃水數值，吃水測量誤差依水面波動狀況取0.005～0.01m；
若空船縱傾較小時，可按下式平均吃水：由平均吃水減去船底板厚度，得計算吃水，用靜水力曲線求得空船型排水量再加上該吃水下的殼板排水量，即是輕排水量。若空船縱傾較大時，可用邦戎曲線求得排水量。

以上是學過船舶專業幾乎都知道的....所以請重新審視《船舶原理》這本書。

上圖是前段時間下水的中國第一艘國產航母001A，相信是不是軍迷都認得這條船。

目前正泡在海里舾裝。

你看到船身上那條線了么，線以上是灰色的船漆，線以下是紅色的船底漆。

那條線叫水線（吃水線/載重線）。

等001A後續徹底完工，滿載起航時，那會兒這船跟現在比會重很多，自然也會下沉一些，會使海水剛好浸到水線那個位置——這也是為什麼那條線叫水線的原因。

那麼現在問題來了，為什麼001A還沒滿載呢，工程師們咋就知道滿載時，海水會浸到那個位置？難道那條線是靠猜的、就讓油漆工把水線劃在那了？

船有多重、滿載之後有多重，作為設計師，心裡這點B數還是有的.....

別說一艘船了，就是設計一個螺栓，用哪種材料、重量有多少，這些直接關乎性能、強度、成本的因素，設計師心裡沒個准數那這行他還能幹么。

我實在想不到有什麼東西，在設計時會不考慮重量的因素。對於那些講究動力性的設備，重量幾乎是設計之初就得首要考量的緊箍咒式的指標。

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很多評論說我沒回答題主的問題，請持這種觀點的朋友再看看問題描述。題主問怎麼測量是因為他以為「設計時定不下排水量」，但情況恰恰是在設計之時，排水量就已經定下了。

簡而言之，
船舶靜水自由浮態。
1.放小艇讀取6面吃水，測水密度，水溫。
2.按照特定次序將已知重量的重塊在甲板上多個特定位置移動。期間通過掛錘或U管測量船舶傾角。

根據測量結果計算出船舶重量及重心位置。

。。。。。。。。。。
http://m.wenkuxiazai.com/doc/ef8c7d6e7e21af45b307a8d4-7.html
空船重量測量與傾斜試驗原理
1) 傾斜試驗是通過移動船上的某些已知的量重，使船舶產生一個較小的橫傾角，按照船舶靜力學的基本原理，由測量數據算出空船的排水量及其重心位置。
2) 試驗狀態下船舶的重心位置由下式決定：
GM = W Y / Δ tg θ
XG = XB + (ZG - ZB) tgψ
ZG = KM – GM cosψ
式中：GM——試驗狀態下船舶的初穩性高度,m；
W——試驗中移動的重量,t；
Y——重量橫向移動的距離(向右舷移動為正),m；
△——試驗狀態下船舶的排水量,t；
θ——試驗測得的橫傾角(右傾為正)，。；
XG——試驗狀態下船舶的重心縱向坐標(船中前為正)，m；
XB——試驗狀態下船舶的浮心縱向坐標(船中前為正)，m；
ZG——試驗狀態下船舶的重心垂向坐標,m；
ZB——試驗狀態下船舶的浮心垂向坐標,m；
ψ——試驗狀態下船舶的縱傾角(船尾傾為正)，。；
KM——試驗狀態下船舶的橫穩心垂向坐標,m。

傾斜試驗是根據船舶靜力學的基本原理，利用在船上移動重量，這些重量應為可計算其重量、重心高度以及移動距離的重量，使船舶在受到一定的人為施加的外力時，產生一定的橫傾角，當外力所產生的橫傾力矩與船舶自身的回復力矩到達自然平衡時，通過掛錘或U管，我們就能獲得一個橫傾角，通過這個橫傾角，利用上述公式（從上面的公式我們就可以知道除了「θ」值需要通過傾斜試驗獲得，其餘均可以通過靜態測量和靜水力數據計算獲得），我們就可以求得船舶傾斜試驗時的初穩性高度，有了初穩性高度我們就能獲得船舶傾斜試驗時船舶的實際重心高度。如圖1所示。另外，根據船舶靜力學的基本原理，船舶只有在小角度橫傾範圍內，其穩心可近似地視作一固定點，此時的初穩性高度相對也是一個固定值。
通過這些原理，我們基本上了解了為什麼在做傾斜試驗時需要反覆強調試驗時所使用的移動重量應為可計算的（即可計算出外加的橫傾力矩），且能使船舶在試驗狀態下每舷產生的最大橫傾角在2～4°範圍內，橫傾角度一般宜小不宜大，如受船型或條件限制，要達到2～4°有困難時，經驗船師同意可適當放寬，但每舷最大橫傾角一般應不小於1°（為了確保穩心值的穩定），但是，有些情況下，使用固體重物或水壓載達到最小1度完全不切實際，則也可接受更小的傾角。與此同時，還要求船舶在傾斜試驗時必須保證船舶能自由浮動與自由橫傾，以獲得自然狀態下的力矩平衡，不應有其他無法計算的使船舶進一步橫傾或限制橫傾的外力存在，如風速的限制（避免產生風壓力矩）、舷側系泊纜繩的脫開或鬆弛（避免產生附加橫傾力矩）等。

圖1

註：WL為船舶正浮水線，W1L1為移動重量P從A點移動距離L至B點時船

舶所浮於的新的水線，θ為重量移動後，船舶以及擺錘所產生的橫傾角

3）空船重量測量

按照船舶靜力學的基本原理，由測量數據算出空船的排水量以及重心縱向位置即可。首先確認空船狀態，在空船狀態下確認船舶的艏艉中吃水，通過靜水力數據計算出排水量（即空船重量）以及重心的縱向位置，根據空船重量測量時所記錄的多餘和不足重量逐步修正空船重量以及重心的縱向位置，直至獲得實際的空船重量和空船重心縱向位置。由此可見，空船重量測定與傾斜試驗相比可省去移動重量布置、掛錘線或U形管的布置，以及移動重量使船舶產生橫搖的過程，其他與傾斜試驗步驟一樣

實船嫌大的話，縮比模型能做一個吧，放池子里不就出來了……
當然，工科生怎麼可能這麼low？
他們在圖紙上算的好不啦，畫一堆型線圖然後一塊一塊加起來。當然，這個不太准就是了除了，準的話就要上曲線，要積分，搞辛普森法，還有切比雪夫法、高斯法，還能搞樣條曲線積分法……
算完了給你一個方形係數
好啦，你現在可以計算船舶排水量了。
知道船的長寬和吃水，然後通過方形係數和水密度係數就可以計算出排水量了。

哇擦擦啊～哇擦擦～
剛剛問了下一個造船的朋友，他說題主猜的沒錯。

每種材料，大到龍骨鋼板，小到焊條鉚釘，全部都要記重。在設計時就要對各種材料的用量和重量進行綜合考量，建造時也要隨時進行記錄。最終得出的數據一般都是估測，但誤差不會太大。

滿載排水量更好計算了：燃油艙有個體積吧？淡水艙有個體積吧？人員有個數量吧？彈藥有個數量吧？這些都會算上的啦。
p.s.:沒有人會造好船了以後再去算排水量的……

其實，排水量是在船舶建造初期的設計階段就定好的！！！！
事先定好的事先定好的事先定好的！！！
首先，船在設計初期航線、功能（運什麼東西，幹什麼活）、載重噸都是船東（軍代表）定好的！設計部門在根據船東要求對船的主尺度（型深、型長、型寬）進行具體設計，會分別繪製水線圖、線型圖等等（如果有需求我會上圖，現在手機不方便），然後詳細設計部門再根據這些圖做詳細設計，出一些總布置圖之類的圖紙，這時整條船的形狀噸位都會成型，然後再由生產設計部門進行生產設計，進行具體的結構設計。
現在的船舶設計都是用軟體進行的，主要的建模軟體有Trabon、AVEVA Marine（AM）等，船上的任何設備、零件都會進行建模，它還有個強大的地方就是可以快速計算出船的重量（各分段重量）、重心位置等（設備的重量設備廠家會提供）。
而且船在建造完成之後都會進行稱重實驗，這個我沒接觸過，就不亂說了

船外都有吃水線吧？算算排水體積，不就知道排水量了？

研究所設計定型，測算一次。
造船廠工藝定型，測算一次。
各分段造好，門吊或者液壓千斤頂稱一次。然後匯總，加上焊縫之類的估算，測算一次。
合攏（大展）之後，液壓千斤頂稱一次，也就是若干數量的液壓千斤頂一起頂，頂到壓力表不增加一匯總就是總重了。匯總各舾裝單元，算上裝配結構之類的估算，測算一次。
總之，準確稱出全部排水量是不可能的，除非是用浮船塢去頂起來，拿調載來等效計算。
其實還是估計的成分居多，造這麼多年船了，還沒個經驗係數嗎，是不。

精確怎麼算別人答過了，我來答海員只用長寬和吃水深度如何快速估計船隻排水量。

海水公式

Displacement (Tons) = L x B x D x C / 35

淡水公式

Displacement (Tons) = L x B x D x C / 36

L stands for Length of the Ship船長度
B stands for Breadth of the Ship 船寬度
D stands for Depth or Drop of the Ship 船吃水深度
C stands for Block Coefficient 船體方形係數

35 = 海水常數
36 = 淡水常數

The Coefficient is expressed as a decimal and varies from about .5 in the case of five lined yachts, gradually increasing through .6 to .75 in the case of fast passenger steamers and to .85 for slow, bluff, cargo type of vessels.

這還只是建造時轉運用的呢

我記得在原來艦船知識上看是根據吃水線來的吧好像？空載和滿載還有最大排水量的刻度線都不同，不同的刻度線排水量都是固定的…只要知道刻度線處對應的艙體的總體積在換算成相應的水的重量多少噸就行了…根據浮力之類的東西理論上應該都能算出來吧…我猜的

簡單說兩點
阿基米德原理
重量=排開水的重量=排開水的體積*水的密度
首先，船舶設計師設計的時候心裡沒點B數嗎，看到船體那條紅灰分界線嗎，那叫設計吃水，就是設計的時候設計師劃定的吃水位置。
然後，現實中，根據貨物位置航行狀態等等，船舶各種前後左右傾斜（橫傾縱傾），根據艏吃水艉吃水橫傾縱傾角度，也能知道船舶下水後的吃水位置。
最後的最後，根據吃水位置，結合船舶圖紙，機械求積（辛普申之類的一堆），然後吃水體積算出來，然後阿基米德原理，重量就出來了，這就是排水量。

傾斜試驗
以上說的都是設計師在設計的時候計算排水量的方法，但是實船建造過程中各種材料會更換，甚至會在一定程度上更改設計，這就導致實船和設計的排水量是有差異的。所以在船舶建造完成之後，會進行「傾斜試驗」，關於這個方面其中一個答主說得比較清楚了，大體就是根據移動船上重物，測量傾角，從而得到船舶試驗狀態下的重量與中心位置。

在設計時一般就可以使用定積分以及經驗算出噸位。
如果是不知噸位的船，可以拉到船塢算排水量

現在不都是電腦設計么，每個點坐標都有還算不出排水量？

我這有本《船舶設計原理》你可以看看

一方面，根據阿基米德原理，船舶的排水量=輕船重量（Light Weight）+載重噸（Deadweight）；

其中，輕船重量=船體重量+設備重量；載重噸=其他所有重量可變的項目總和，包括油、水、貨物、人員、供應品；

另一方面，我們可以通過計算船舶水下部分的體積直接得出船舶的排水量；

事實上，船舶初始設計過程，就是對各項的平衡。

輕船重量需要考慮船體結構強度、動力系統、控制系統、輔助系統和其他裝備；

載重噸需要考慮船舶凈載重噸、人員配比、續航力或自持力；

船體型線和水線需要考慮船舶穩性、耐波性、操縱性以及船舶阻力；

最終設計階段船舶排水量是由以上各因素以及被我疏忽掉的其他因素所相互博弈而得的最優解。

然而，船舶建造完成之後如何確定我們有沒有建造誤差呢。

辦法是直接讀水尺，和做傾斜試驗。

這就是水尺，是船舶結構製作階段做上去的，理論上的讀數和下水之後水線位置的水尺讀數如果相差太大就麻煩了。這種情況也是確實發生過的。。。

所謂的傾斜實驗就是拿幾塊大鐵塊在船上不同位置放下和移走，看船舶各位置的水尺讀數是否符合預估，這可以檢查船舶浮心和重心是否和設計數值一致。

商船除了水尺之外還有水線標誌和結構水線標誌。

此圖左邊是水尺，右邊是載重水線標誌，NV表示這是經丹麥船級社認證過的，圓圈裡的橫崗對應是是夏季在中線，TF熱帶淡水載重線，F淡水載重線，T熱帶載重線，S夏季載重線，W冬季載重線。

船舶結構水線是通貫艏艉的間斷標誌，表示船體結構強度無法承受更大排水量，是船舶載運貨物極限的標誌。

船舶的載重水線是非常重要的船舶參數，國際海事組織有專門的《載重線公約》來對其進行定義和約束。

另外，現在造船行業哀鴻遍野，我也要失業了。。。。

以上，淺見。