船舶與海洋工程畢業(yè)設計160客位高速客船設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　160客位高速客船設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 船舶與海洋工程

2、 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目錄</b></p>

3、<p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　1．前言3</b></p><p>　　1.1中國近代客船的產生和發(fā)展3</p><p>　　1.2國內各特色客船4</p><p>　　1.3國外客船技術5</p><p>　　1.

4、4我國客船現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢6</p><p>　　1.5對未來客船發(fā)展的建議6</p><p><b>　　2．總體設計8</b></p><p>　　2.1任務書分析8</p><p>　　2.1.1設計要求8</p><p>　　2.1.2現(xiàn)有資料9</p><p

5、>　　2.2設計船排水量估算及主尺度的確定9</p><p>　　2.2.1空船重量估算9</p><p>　　2.2.2載重量估算10</p><p>　　2.2.3設計船排水量11</p><p>　　2.2.4船型資料確定11</p><p>　　2.3型值提取并繪制型線圖12</p>

6、;<p>　　2.3.1型線設計思想12</p><p>　　2.3.2型值提取12</p><p>　　2.4總布置設計14</p><p>　　2.4.1設計思想14</p><p>　　2.4.2主要艙室的劃分（從尾至首）14</p><p>　　2.4.3工作及生活艙室布設16<

7、/p><p>　　2.4.4各艙室主要通道布設16</p><p>　　2.4.5救生設備16</p><p>　　2.4.6機型17</p><p>　　2.4.7繪制總布置圖17</p><p>　　2.5重量重心計算17</p><p><b>　　3．性能計算20<

8、;/b></p><p>　　3.1靜水力計算與靜水力曲線圖20</p><p>　　3.1.1靜水力計算20</p><p>　　3.1.2靜水力曲線圖33</p><p>　　3.2初穩(wěn)性與浮態(tài)校核35</p><p>　　3.3設計船船體阻力與有效功率估算36</p><p&g

9、t;　　3.3.1艾亞法估算阻力的步驟36</p><p>　　3.3.2實際設計船的有效功率37</p><p>　　3.4螺旋槳水力性能計算與螺旋槳圖40</p><p>　　3.4.1船體主要參數(shù)40</p><p>　　3.4.2螺旋槳參數(shù)40</p><p>　　3.4.3設計工況40</p

10、><p>　　3.4.4推進因子的決定41</p><p>　　3.4.5可以達到最大航速的計算41</p><p>　　3.4.6空泡校核44</p><p>　　3.4.7強度校核46</p><p>　　3.4.8螺距修正47</p><p>　　3.4.9重量及慣性矩計算48&l

11、t;/p><p>　　3.4.10敞水性征曲線之確定48</p><p>　　3.4.11系柱特性計算49</p><p>　　3.4.12航行特性計算49</p><p>　　3.4.13螺旋槳計算總結52</p><p>　　3.5螺旋槳總表52</p><p>　　4．設 計 總 結

12、55</p><p><b>　　【參考文獻】56</b></p><p>　　附錄 外文翻譯57</p><p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　縱觀客船的發(fā)展和近期船市可知高速客運具有遠大的發(fā)展前景，我國有豐富的水運資源和優(yōu)越的地理環(huán)境，國內旅游事業(yè)的開發(fā),為客運高

13、速化提供了有利條件，客船的發(fā)展不容忽視。本文介紹了160客位高速客船的設計。依據母型船的原有的數(shù)據，對原有的母型船設計方案優(yōu)化，以便滿足新客船更好的安全性和經濟性的要求。此次設計主要進行了以下工作：排水量的初步計算、總布置設計與總布置草圖、重量重心計算和總布置正式圖的確定；靜水力計算及靜水力曲線圖、穩(wěn)性浮態(tài)計算、阻力與有效功率估算、螺旋槳計算與繪圖。通過這些設計工作,研究該船型的相關性能。</p><p>　　[

14、關鍵詞] 高速客船；總體設計；性能計算；螺旋槳設計</p><p>　　160 class of high-speed passenger ship</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Making a general survey of the development and recent general

15、 passenger high-speed passenger ship that has great prospects, our country is rich in water resource and the geographical environment is superior, the development of domestic tourism, provide passenger fast pace for favo

16、rable conditions, so the development of the passenger does not allow to be ignored. This paper introduces the design of 160 seats high-speed passenger ship. According to the parent ship parameters, improve the scheme of&

17、lt;/p><p>　　[Key Words] High-speed passenger ship; System design; Performance computation; Propeller design </p><p><b>　　1．前言</b></p><p>　　客船是指專用于運送旅客及其可攜帶行李和郵件的船舶。隨著科技的不斷進

18、步和國民經濟的飛速發(fā)展，水上客運已進入了高速化的時代?？瓦\高速化是當今客運發(fā)展的趨勢，國內外遼闊的水域對于高速客船的需求為高速客船的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的市場。縱觀近幾年有相當良好的發(fā)展趨勢，最新成果層出不窮。通過對中外客船研究的比較和評論，參考已有的相關文獻來表明高速客船在市場競爭中實力之所在。</p><p>　　1.1中國近代客船的產生和發(fā)展</p><p>　　盡管中國是曾對世界航海事業(yè)

19、有重大貢獻的文明古國，但是近代造船業(yè)的發(fā)展卻比較遲緩，只是在中華人民共和國成立后才得到長足的進展。但早在第一個五年建設計劃期間,就有多種新型客船參加客運服務。</p><p>　　在長江客船方面，1954年建成柴油機客船 “民眾”號。1958年建成“江蓉”、“江陵”、 “江津”等多艘川江客船。1972年,在“江蓉”型的基礎上，加長5m，建成“東35”型川江客貨船。1974年，更建成“東11型”大型長江中下游客船。

20、1985年建造的“江漢57 型”客船，采用雙尾型線，在快速性方面獲得極大的成功。</p><p>　　設計與建造航?？痛谂f中國是很難實踐的。創(chuàng)建于1865年的中國最老的江南造船廠，在1949年以前所造的最大客船是“伯樂”號，總長84.12m，排水量3255t，曾往返于上海——大連航線。在第一個五年建設計劃期間，我國就有新的沿?？痛ǔ刹⑼度牒竭\，如蒸汽機客船“民主十號”、“民主十四號”。1960年建成申甬線柴油

21、機客船“民主十八號”，總長105m，功率2×2000馬力，載客774人。</p><p>　　至60年代，不僅上海的船廠可以建造客船，南方的文沖船廠和北方的新港船廠都相繼建成“紅衛(wèi)九號”和“工農兵”號，分別航行于廣洲——三亞和大連——煙臺航線。 </p><p>　　進入70年代，上海滬東船廠成批建成了“長征”型客貨船。這是我國所建的最大而且性能最好的客貨船，主要航行于申連線，也

22、有航行于申青、申穗線的。</p><p>　　從70年代起，各船廠都相繼建造了多型客船，為我國的沿海客運提供了新的運力。1985年，地處長江中游的江州造船廠建成了雙體客船“瑞昌”號，能載客1570人。我國沿?？土髅芏却螅枰筝d客定額的客船?！叭鸩碧柕慕ǔ蔀槲覈睾？痛陌l(fā)展提供了新的經驗。1987年，新港船廠建成兩艘新型沿海客船，載客定額在千人以上，長達120m，經濟性大有改善。</p><

23、;p>　　1.2國內各特色客船</p><p><b>　　高速客船的先鋒</b></p><p>　　完全由江龍公司自主研發(fā)、建造的高速客船“飛翼1”號于2008年3月6日在上海舉行隆重的首航儀式。它是我國國產客船中航速最高、載客最大的高速玻璃鋼客船。該船是為上?？瓦\輪船公司建造，用于上海吳淞至崇明的高速交通船。具有如下優(yōu)點：重量輕、航速快；抗風浪、高強度；節(jié)

24、能環(huán)保；機艙無人化。</p><p>　　不對稱雙尾鰭節(jié)能客船</p><p>　　該船于1990年2月10日試航成功。本船與同類型的沿?？痛啾?，具有尺度小、載客量大的特點，而且客艙布置合理、寬敞、舒適。由于采用了非對稱雙尾鰭外旋槳的線型，既提高了推進效率，又符合船員對外旋槳的操縱習慣。并從各項經濟指標可見本船在節(jié)能方面的顯著效果，作為沿海島際渡船具有一定的推廣價值。</p>

25、<p><b>　　縱流首雙球尾客船</b></p><p>　　1991年設計的一種新型綜合客貨運輸船，本船最突出的特點是具有良好的快速性，節(jié)能效果顯著，與具有相同主機功率、排水量小于近100t的同類型雙尾客船——川陵55相比，航速絕對值提高了1.5km/h以上，其節(jié)能效果可達26%。與原型船相比快速性也有所改善。并且能充分利用有限的空間，例如載客甲板面積利用率高達0.75。

26、由于本船船型較好并采用組合舵新技術，使本船具有良好的操縱性能。此外，抗拍擊性能和振動較目前在航的同類型船舶也有了明顯改善。</p><p><b>　　消波型高速客船</b></p><p>　　它采用淺水低阻的船體線型并配置大功率的動力裝置和高效率的推進器，使船的興波阻力小，流體性能優(yōu)良，高速穩(wěn)定性佳。由于它們仍采用鋼質船身，因此具有建造工藝成熟、成本低、生產周期短

27、、航行可靠、維護方便的特點。</p><p><b>　　穿浪高速雙體客船</b></p><p>　　集水翼船、小水線面雙體船和常規(guī)雙體船的三者優(yōu)點于一身的穿浪高速雙體客船具有低阻、高速、平穩(wěn)的性能。在流體動力學、船體結構材料、總體布局、推進裝置、操縱控制系統(tǒng)等方面體現(xiàn)了當代高水準的船舶技術成就。它擁有水翼船的高航速、小水線面船的低阻特性和雙體船的穩(wěn)性及寬大的上層建

28、筑等優(yōu)點。</p><p><b>　　1.3國外客船技術</b></p><p>　　各種高速客船的應用已越來越普遍，其商業(yè)航線已遍布于世界各國，但其中以中途航線為主。著名的航線有英格蘭的馬爾格特和法國加來之間的航距約70km的海峽航線；法國尼西——科西嘉約250km的航線；蘇聯(lián)的列寧格勒——塔林約320km的航線；香港——澳門的航線等。在蘇聯(lián)有些高速船也跑長途，如

29、高爾基—莫斯科、敖德薩—巴統(tǒng)程都在1000km左右。</p><p>　　客船，特別是大型豪華旅游船的建造，一直被譽為歐洲造船工業(yè)皇冠上的明珠。在這一領域中，意大利的芬坎蒂尼造船集團、法國的大西洋船廠、德國的邁爾船廠和芬蘭的克瓦爾納·馬薩船廠等著名船廠均是其中的佼佼者，目前世界上大部分大型游船都出自這幾大豪門的船塢，大部分的手持訂單也被這幾大船廠瓜分。</p><p>　　以下是

30、幾個不同國家具有代表性的特色船：</p><p><b>　　芬蘭</b></p><p>　　芬蘭船廠建造了目前世界上最大最創(chuàng)新的豪華客船“海上綠洲”號，總噸位為225282噸，耗資達10億歐元。該船在設計時把安全性和舒適性放在首位，娛樂、生活設施的設計十分創(chuàng)新、前衛(wèi)。</p><p><b>　　日本</b></

31、p><p>　　作為世界上首屈一指的造船大國，日本也有好幾家造船公司正在開發(fā)具有各自特色的高速客船。1993年3月，三菱重工收到了第1艘柴油機推進的高速雙體船。此水翼雙體客船海上航速達45.4kn，比航線上原來應用的全浸式水翼客船航速還要快，航行時間可節(jié)省28%。</p><p>　　三并造船公司正在開發(fā)的SWATH（小水線面）快速客船，船體上裝有一對水翼，作為一種雜交船型，此船在惡劣海況下仍

32、具有良好的性能。</p><p><b>　　澳大利亞</b></p><p>　　從1990年10月起，澳大利亞已為中國、新加坡、印尼和香港建造了數(shù)十艘雙體客船。穿浪雙體船是80年代澳大利亞自行開發(fā)研制的一種新型高速船，具有良好的穿波越浪性能，更適用于風浪較大航程較長的海上輪渡航線。</p><p><b>　　其他歐洲國家<

33、/b></p><p>　　美國華盛頓州的一家船廠建造了一艘超級4000型小水線面快速渡船，船體由鋁合金制成；德國開發(fā)的氣墊雙體客車渡船采用玻璃鋼船體；西班牙一家建造艦船的公司設計了鋁合金單體船。</p><p>　　1.4我國客船現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　高速船的產生是一個高科技的綜合產業(yè)，標志著一個國家的工業(yè)水平和現(xiàn)代化的程度，大力發(fā)展高速船和高

34、速水運不僅能夠促進我國船舶工業(yè)和航運事業(yè)的發(fā)展，而且可以帶動材料、機械設備、電子工業(yè)等相關工業(yè)的發(fā)展，進而加速地區(qū)間的經濟、科技、文化和人員的交流，促進經濟繁榮，同時也將促進旅游業(yè)、飲食業(yè)和房地產業(yè)的發(fā)展。實際上，一個良好的交通運輸環(huán)境更有利于吸引外資，利用外資開展項目。</p><p>　　高速客運已經起步，并初步顯示出其優(yōu)越性，不少航線已經取得良好的社會經濟效益，我國有豐富的水運資源和優(yōu)越的地理環(huán)境，因此國內

35、旅游事業(yè)的開發(fā)為客運高速化提供了有利條件，客船的發(fā)展不容忽視。這十幾年來，我國高速航運事業(yè)發(fā)展一直十分迅猛。長江、珠江、黑龍江水系及渤海灣數(shù)百條高速客船已投入航行。</p><p>　　但是我國高速船仍處于發(fā)展階段，離國際水平有一定的距離，例如由于營運經濟性差，長期處于經濟虧損狀態(tài)，加上貸款造船利息高，船舶得不到更新。其次營運船舶大多是60年代末和70年代初建造的，普遍存在船齡老化、設備陳舊、客船設施差、經濟效益

36、下降等問題。另外，由于客船設計不當?shù)仍蚝苋菀自斐煽諝獠涣魍ǖ惹闆r的發(fā)生。其主要差距在加工工藝方面，例如沒有合適的民用柴油機和制造上船體超重等原因，大大降低了性能。目前對于自制高速船還不能過分地強調其經濟性，關鍵在于取得工藝技術的提高和經驗的豐富。</p><p>　　提高客運速度、使之高速化，是世界客運發(fā)展的總趨勢。從當前國內外高速船發(fā)展的情況來看，從其經濟性以及發(fā)展成為大型化、多用化的水上交通工具來看，在各種

37、民用高速船中這是發(fā)展的方向。</p><p>　　當前我國沿海客船的發(fā)展既要立足于本國的經濟技術狀況，也應引進國外客船的先進技術。同時，經濟效益是客船長期尋求的目標，發(fā)展技術經濟指標先進的客船必須圍繞經濟效益來進行，要從客船載客量高、初投資相對低、裝卸貨效率高、船舶周轉快、營運成本低等多方面著手。另外，船舶應趨向大型化，改善居住條件，向節(jié)省能量靠攏。</p><p>　　1.5對未來客船發(fā)

38、展的建議</p><p>　　1.依靠科技進步，加強高速船型的科技投入。要按航區(qū)、航線的特色來選定適航的高速船型，以降低成本，提高運輸效率。如川江目前采用側壁式氣墊船較多，而長江下游引進的是雙體高速船，對于像杭州灣、吳淞口及沿海島嶼之間的淺灘水面宜選用有優(yōu)良快速性與兩棲性的全墊升氣墊船。對于長江中下游，由于航道條件較佳，各類高速船型都可以選用。</p><p>　　2.提高管理水平。高速客

39、船是一種高性能、高價值的船舶。俗話說一流設備必須要有一流的管理，而其管理的基礎就是高素質人員和與國際接軌的待遇。船員和乘務員上崗前應通過專門的培訓和考核，做到民航的管理、空姐的服務。制造廠要做好零配件供應及售后服務，使船舶處于良好的技術狀態(tài)，保證船舶出航率，提高營運經濟效益。對發(fā)展長江水系的高速客運必須加強領導，統(tǒng)籌規(guī)劃，以充分利用長江這條黃金水道的水運資源。</p><p>　　3.借鑒國外先進技術，開發(fā)適合我

40、國各航區(qū)的高速客船。雖然我國已有許多高速船在營運，但是由于我國自行設計較高水平的高速客船還不多，與國際高速船技術相比比較落后，特別是適用于沿海及近海航線的高速船尚未有較理想的船在營運。因此根據我國的國情，不應盲目地向國際高標準看齊，但也不應把指標定地太低，否則總是跟在別人后面走。所以為了迅速發(fā)展我國的高速客船事業(yè)，應該引進國外先進的高速客船設計技術，這樣將大大節(jié)省科研費用和時間, 才能在一個較高的起點上發(fā)展自己的高速客船。</p&

41、gt;<p>　　4.對發(fā)展高速客船給予優(yōu)惠政策和資金扶助。由于高速客船的技術要求高、投資大、風險大，并且高速客船的發(fā)展對其他工業(yè)有促進作用，對航運發(fā)展也有貢獻，因此國家應建立高速船專項開發(fā)基金，以撥款、低息或零息貨款的形式支持高速客船的發(fā)展，對高速客船的設計、設施配套等進行必要的投入。</p><p><b>　　2．總體設計</b></p><p>

42、<b>　　2.1任務書分析</b></p><p>　　船舶的設計任務書是對該船使用任務和技術要求的體現(xiàn)，是設計的依據和出發(fā)點。本船主船體為單底、雙甲板的鋼質結構，本船設計應力求結構簡單、造型美觀、布置新穎、具有良好的舒適安全使用的特點。是為中、短距離運載旅客的現(xiàn)代沿海高速客船。其主尺度要求與母型船幾乎一致，且主要參數(shù)基本不變，因此，以母型船作為參照，按相應法規(guī)和規(guī)范進行一系列的設計工作。

43、</p><p><b>　　2.1.1設計要求</b></p><p>　　1．船型、航區(qū)及用途：本船為鋼質全電焊結構、雙甲板、雙底、單殼、單機單槳、柴油機驅動的尾機型160客位沿?？痛Ｊ菫橹?、短距離運載旅客的現(xiàn)代沿海高速客船，航行于沿海半遮蔽海域，風浪較小，全年中有70％時間的波浪浪高是小于2m。不同于客貨船既可運貨又可以運送乘客，本船就是以運送旅客為目的的，所

44、以可以適當提高船舶的快速性和舒適性。</p><p>　　2．載客數(shù)量和船員人數(shù)：最大載客數(shù)量160位；船員人數(shù)6人。</p><p>　　3．船級及規(guī)范：按中國船級社CCS等級入級，滿足現(xiàn)行的《鋼制海船入級與建造規(guī)范》、《船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則》、《海船載重線規(guī)范》、《非國際航行船舶與海上設施法定檢驗規(guī)定》、《海船救生設備規(guī)范》、《海船信號設備規(guī)范》等規(guī)定等客船相應的規(guī)范要求。<

45、;/p><p>　　4．航速及續(xù)航力：設計船滿載試航速度不小于13節(jié)，續(xù)航力12小時，設計燃油儲備11t，</p><p><b>　　淡水儲備5 t。</b></p><p>　　5．主機和設備：主輔機采用優(yōu)先考慮低油耗因素，根據航速要求自己選定，可以用國產的或者國外引進。消防救生、舵裝置、航行信號、生活娛樂設施等在滿足規(guī)范的前提下根據需要進行配

46、置。</p><p>　　6．型線設計：根據母型船提供的型線圖和型值表，設計出新船的型線和型值表。母型船主尺度如下：</p><p>　　表2-1 母型船主尺度</p><p>　　7．總布置設計：參考母型船的布置特點，根據實際尺寸合理配置座位等。</p><p><b>　　8．靜水力計算。</b></p>

47、<p><b>　　9．重量重心計算。</b></p><p><b>　　10．初穩(wěn)性計算。</b></p><p>　　11．阻力估算和螺旋槳計算繪圖。</p><p><b>　　2.1.2現(xiàn)有資料</b></p><p>　　資料：母型船總布置圖、型線圖；

48、</p><p>　　2．參考書與設計資料：《船舶設計原理》、《船舶阻力》、《船舶推進》、《船舶結構》、《船舶設計實用手冊》等。</p><p>　　2.2設計船排水量估算及主尺度的確定</p><p>　　2.2.1空船重量估算</p><p>　　將其空船重量分成船體鋼料重量WH、舾裝重量WO、機電設備重量WM</p>&l

49、t;p>　　查《船舶設計原理》表3.2.3可得：</p><p><b>　　， </b></p><p>　　則=0.55×=0.55×118.871=65.514t</p><p>　　=0.26×=0.26×118.871=30.559t</p><p>　　=1

50、18.871-65.514-30.559=22.798t </p><p>　　由《船舶設計原理》的公式（3.2.3）可得：</p><p>　　由《船舶設計原理》的公式（3.2.20）可得：</p><p>　　由《船舶設計原理》的公式（3.2.26）可得：</p><p><b>　　所以 =</b></p&

51、gt;<p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　因此空船重量=++</b></p><p>　　=60.825+28.36+22.799</p><p><b>　　=111.984t</b

52、></p><p>　　2.2.2載重量估算</p><p>　　a. 人員、行李、食品、及淡水重量的估算</p><p><b>　　1、人員及行李：</b></p><p>　　設定船員的數(shù)量為6人</p><p>　　船員重量：656=390kg</p><p>

53、;　　船員行李重量：456=270kg</p><p>　　船員及行李總重量： 390+270=660kg=0.66t</p><p>　　2、食品及淡水：（根據《船舶設計原理》公式3.3.1）</p><p>　　總儲備量=自持力人員數(shù)（食品定量+淡水定量）</p><p>　　=0.5天6人（12+5000）kg</p>&

54、lt;p>　　=15036kg=15.036t</p><p>　　b. 燃油、滑油重量</p><p>　　參考母型船資料確定新船燃油攜帶量為11t</p><p>　　滑油攜帶量為：WL=εWF=0.0511=0.55t</p><p><b>　　c. 載客量</b></p><p>

55、　　總載客數(shù)量為160人</p><p>　　乘客重量：65160=10400 kg</p><p>　　乘客行李重量：20160=3200 kg</p><p>　　乘客及行李總重量：10400+3200=13600 kg=13.6t</p><p>　　因此設計船載重量的估算：</p><p>　　=乘客（行李）+

56、人員（行李）+食品（淡水）+燃油+滑油</p><p>　　=13.6+0.66+15.036+11+0.55</p><p><b>　　=40.846t</b></p><p>　　2.2.3設計船排水量</p><p>　　排水量是船舶技術性能的重要參數(shù)之一,是船舶設計中各項性能計算的重要依據。船舶的排水量即為組成

57、船舶的各項重量之和。</p><p>　　初定設計船排水量△=LW+DW=111.984+40.846=152.83 T</p><p>　　2.2.4船型資料確定</p><p>　　表2-2 設計船船型資料</p><p>　　2.3型值提取并繪制型線圖</p><p>　　2.3.1型線設計思想</p>

58、;<p>　　型線設計是船舶總體設計的一項重要內容，包括型線特征參數(shù)的選擇和產生型線圖的方法。它與船舶浮態(tài)、快速性、穩(wěn)性、耐波性、操縱性、裝載容積、內部布置乃至施工工藝、航道、使用美觀和修塢等都有關系。初步設計階段中的型線設計通常是在船舶的主尺度確定后與總布置設計配合進行的，但在設計方案構思和選擇主尺度時，就要對船體型線有所考慮，并在型線設計中加以體現(xiàn)。</p><p>　　型線設計考慮是否周到，設

59、計出的型線是否優(yōu)秀，對船舶的航行性能、使用以及建造等方面有很大的影響。因此，總結歸納注意事項如下：</p><p>　　第一，要保證設計船具有良好的航行性能。船體水下部分的型線除應具有足夠的浮力，主要從快速性，耐波性、穩(wěn)性及抗沉性來考慮。水上部分的外形和尺寸，對耐波性、穩(wěn)性、抗沉性等也有重大影響。船體水下和水上兩部分型線要做到幾何上的合理配合。</p><p>　　第二，考慮總布置的要求。

60、總布置所需甲板面積、縱傾的調整等對型線的設計有一定的要求。在布置與其他性能對型線要求發(fā)生矛盾時，通常是適當降低對性能方面的要求來滿足布置和使用的需要。</p><p>　　第三，考慮船體結構的合理性和工藝性。</p><p>　　第四，注意外觀造型，考慮美觀和造型方面的要求，考慮型線與上層建筑等的相互協(xié)調。</p><p>　　型線設計除了考慮以上幾個方面以外，還應

61、滿足型線設計精度的基本要求:</p><p>　　第一，應符合要求的排水體積，其誤差要求與設計對排水量考慮的余量有關。</p><p>　　第二，應符合要求的浮心縱向位置。總傾允許的誤差為0.2％L時，型線設計結果的浮心縱向位置允許誤差為0.3％L。</p><p>　　在方案設計或初步設計階段，由于重量估算和浮態(tài)的考慮還不夠精確，因此型線主要用于對基本性能的計算和

62、總布置安排，此時型線設計的精度可以適當降低。</p><p><b>　　2.3.2型值提取</b></p><p>　　型線圖包括橫剖線圖、半寬水線圖、縱剖線圖三個相互垂直的平面，共同表示了船體型表面。</p><p>　　從設計船的型線圖中讀取各型值，型值表參見表2-3。</p><p>　　根據船型資料整理，得出設

63、計船型線圖（見附件）。</p><p><b>　　表2-3 型值表</b></p><p><b>　　2.4總布置設計</b></p><p><b>　　2.4.1設計思想</b></p><p>　　總布置設計是船舶總體設計的重要內容之一，它不但對船的使用效能和航行性能

64、有十分重要的影響，而且是其他各項設計和計算的主要依據。通過這次總布置設計，初步確定了客船的整體布置，基本滿足了該船作業(yè)要求和保證了該船的航行性能和安全性。總布置設計是總攬全局性的一項工作，需要解決各種矛盾、協(xié)調各部分設計，要求設計者掌握船舶總體設計的知識，熟悉各相關專業(yè)的設計知識。在總布置設計過程中，應遵循以下原則：</p><p>　　⑴最大限度地滿足和提高船的使用效能，這是考慮問題的基本出發(fā)點。</p&

65、gt;<p>　　⑵保證船舶具有良好的航海性能。</p><p>　?、亲⒁獯w結構的合理性和工藝性。</p><p>　　⑷滿足法規(guī)和規(guī)范的要求。</p><p>　?、杀M力搞好外部造型和內部裝潢。</p><p>　　此次設計是按照總布置設計說明和任務書的要求，結合設計船的特點、實際用途，在參考母型船總布置設計的基礎上，進行

66、適當?shù)母倪M，具體詳細地對各艙室和船用設備進行布置。</p><p>　　2.4.2主要艙室的劃分（從尾至首）</p><p><b>　　A. 船底部分</b></p><p>　　a：舵機艙：（F3～F8） 500×5=2500mm</p><p&

67、gt;　　b：淡水艙：（F8.5～F11.5） 500×3=1500mm</p><p>　　c：燃油艙：（F31～F34） 500×3=1500mm</p><p>　　d：污水處理艙：（F34～F38）

68、 500×4=2000mm</p><p>　　f：船員艙：（F38～51） 500×13=6500mm</p><p>　　g：行李艙：（F51～F60） 500×9=4500mm</p><p>　　h

69、：空艙（F60～F78） 500×18=9000mm</p><p>　　i：艏尖艙（F78～F89.5） 500×11.5=5750mm</p><p>　　j：錨鏈艙（F80～F82）

70、 500×2=1000mm</p><p><b>　　B. 主甲板部分</b></p><p>　　a：艉甲板（F2～F8.5） 500×6.5=3250mm</p><p>　　艉甲板后端布置兩個可載15人的救生艇。</p><p

71、>　　b：廚房、餐廳、二氧化碳室、充電機室（F8.5～F16.5） 500×8=4000mm.</p><p>　　c：第二經濟艙（F16.5～F31） 500×14.5=7250mm</p><p>　　第二經濟艙布置36個座位，共五排，前四排采用2 4 2的布置方法，最后第一排布置4個座位，每兩排座位的

72、前后間距為0.22m。艙室內布置兩臺室內空調機，前端左右各放置一臺電視機，</p><p>　　d：進廳（F31～F38） 500×7=3500mm</p><p>　　進廳內布置一個吧臺，可購買商品；3個衛(wèi)生間；1個衛(wèi)生間兼浴室，內設電熱水器及淋??；1臺飲水機；1臺室內空調機。

73、 </p><p>　　e：第一經濟艙（F38～F58） 500×20=10000mm</p><p>　　第一經濟艙內布置56個座位，共八排，都采用2 3 2的布置方法，每兩排座位的前后間距為0.22m。艙室內布置

74、兩臺室內空調機；前端左右各放置一臺電視機。</p><p>　　f：頭等艙（F58～F75） 500×17=8500mm</p><p>　　頭等艙內布置47個座位，共六排，前五排采用2 4 2的布置方法，最后一排采用2 3 2的布置方法，每兩排座位的間距為0.42m；艙內布置兩臺室內空調機；艙室前端布置一臺液晶電視

75、機；右端布置一吧臺，可購買商品。</p><p><b>　　C. 駕駛甲板部分</b></p><p>　　a：露天甲板（F8.5～F44） 500×35.5=17750mm</p><p>　　露天甲板上共布置10個25人的救生艇，分散布置于露天甲板后端。露天甲板前端布置4

76、個室外露天空調機。</p><p>　　b：特等艙（F44～F57） 500×13=6500mm</p><p>　　特等艙內布置21個座位，共三排，采用2 3 2的布置方法，每兩排座位的間距為0.55m，座位間距的擴大，使得頭等艙的舒適度明顯的提高，更有利于旅客的休息。艙內布置一臺室內空調機；正端布置一臺大屏幕的等

77、離子液晶電視；前端右側布置一吧臺，供旅客購買商品；在艙室后端有兩個可以通往露天甲板的門，前端電視機后方有一通往下層甲板的門，前端左側有一個通往駕駛室的門；吧臺后方是船長休息室，可有駕駛室進入。</p><p>　　c：駕駛室（F57～F65） 500×8=4000mm</p><p>　　駕駛室內布置一臺室內空調機；

78、一個海圖桌；前方布置一個駕駛臺；駕駛室后端右側有一個通往船長休息室的門。</p><p>　　2.4.3工作及生活艙室布設</p><p>　　艙室布置應根據艙室的劃分情況進行精心布置，使之達到充分利用布置地位，并盡可能創(chuàng)造一個有利于船員休息的環(huán)境。船員艙內設有一張桌子和6個座椅，船長休息室內設有一張床和一張桌子，長度沿船長方向布置。</p><p>　　2.4.4

79、各艙室主要通道布設</p><p>　　在主甲板俯后端餐廳內設置去往艙底的通道，可進入機艙；第一經濟艙和第二經濟艙由兩扇門連同，第一經濟艙前后有梯道通往駕駛甲板的艙室，前端還有一通道通往艙底的行李艙，可由此進入船員艙；左右舷各設一門，可通往艙外甲板。</p><p><b>　　2.4.5救生設備</b></p><p>　　救生設備按中國船檢

80、局《船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則》(非國際航行海船法定檢驗技術規(guī)則1999)對近海航區(qū)船舶的要求配備。</p><p><b>　　a.救生筏：</b></p><p>　　本船設有15人氣脹式救生筏QJF-B15型救生筏12個，具滿足“99規(guī)則”對近海航區(qū)的要求。</p><p>　　b.救生衣和救生圈：</p><p>

81、;　　全船配備170件救生衣（其中10件為兒童救生衣）,客艙內160件布置于座椅下方，其余布置在船員艙、駕駛室以及船長休息室內。</p><p>　　全船配備救生圈12只,分別布置在:</p><p>　　4只帶自亮燈的救生圈布置在駕駛甲板左、右舷欄桿上；</p><p>　　2只帶自亮燈的救生圈布置在尾樓甲板后端欄桿上；</p><p>　

82、　4只帶救生浮索的救生圈布置在尾樓甲板左、右舷欄桿上；</p><p>　　2只救生圈布置在首樓甲板后端欄桿上。</p><p>　　c.配備船用紅光降落傘式火焰信號12支，救生筏雙向無線電話3部，應急無線電示位標1只，急救包1套，便攜式信號燈1盞，1具拋繩設備，2個乘客救生軟梯。</p><p>　　d.本船還安裝1套緊急報警系統(tǒng)。</p><

83、p><b>　　2.4.6機型</b></p><p>　　該設計船采用尾機型，這種機艙布置有利于提高效率，減低造價，且不需設軸隧而損失艙容，當然也存在著浮態(tài)調整比較困難等不利因素。參考同型船設計特點，得出結論，本船設置符合通用設計理念，說明專業(yè)課知識在實際設計工作中是實用的。</p><p>　　2.4.7繪制總布置圖</p><p>

84、<b>　　總布置圖見附件圖。</b></p><p><b>　　2.5重量重心計算</b></p><p>　　表中每一個分段或部分的重心位置是用該段的力矩總和除以重量總和求得，即：</p><p>　　Zg=Σwi zi / ΣW i </p><p>　　計算縱向重心位置時還要考慮重心距

85、船中的方向，即：</p><p>　　XG=(ΣW fi X fi – ΣW ai X ai)/ Σwi </p><p>　　表2-4 滿載出港重量重心計算表</p><p>　　表2-5 滿載到港重量重心計算表</p><p>　　表2-6 空載出港重量重心計算表</p><p>　　表2-7 空載到港重量重心計算

86、表</p><p>　　以上表格所用的計算公式參考《船舶設計原理》第三章</p><p><b>　　3．性能計算</b></p><p>　　3.1靜水力計算與靜水力曲線圖</p><p>　　3.1.1靜水力計算</p><p>　　靜水力計算是依據船舶型線圖和型值表對船舶橫剖面和水線面的面積

87、和面積中心靜矩、慣性矩等進行計算。它是對船舶浮性、穩(wěn)性和強度計算的基礎。本次計算采用梯形法靜水力計算的系列表格，得出船在各水線號下的各項要素，即可繪制出靜水力曲線。靜水力曲線圖全面表達船舶在靜止正浮狀態(tài)下浮性和穩(wěn)性要素隨吃水而變化的規(guī)律。同時對首尾型線變化劇烈處型線的型值進行了修正。</p><p>　　表3-1 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表</p><p>　　表3-2 Aw,x

88、F,IT,IL,CWP計算表</p><p>　　表3-3 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表</p><p>　　表3-4 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表</p><p>　　表3-5 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表</p><p>　　表3-6 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表</p><p>　

89、　表3-7 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表</p><p>　　表3-8 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表</p><p>　　表3-9 ▽, ⊿, CB, TPC計算表</p><p>　　表3-10 xB 計算表</p><p>　　表3-11 ()計算表</p><p>　　表3-12 BM, BM

90、L, MK(ZM), KML(ZML) 計算表</p><p>　　表3-13 MTC計算表</p><p>　　表3-14 CM,Cp計算表</p><p>　　表3-15 靜水力表匯總</p><p>　　3.1.2靜水力曲線圖</p><p>　　根據上述各表的計算結果繪制靜水力曲線圖3-1。靜水力曲線圖全面

91、表達了船舶在靜止正浮狀態(tài)下浮性和穩(wěn)性要素隨吃水而變化的規(guī)律。</p><p><b>　　圖中包括下列曲線：</b></p><p>　?。?）型排水體積▽曲線；</p><p>　?。?）總排水量△曲線；</p><p>　?。?）浮心縱向坐標xb曲線；</p><p>　　（4）浮心垂向坐標z

92、b曲線；</p><p>　?。?）水線面面積Aw曲線；</p><p>　　（6）漂心縱向坐標Xf曲線；</p><p>　　（7）每厘米吃水噸數(shù)TPC曲線；</p><p>　?。?）橫穩(wěn)性半徑BM曲線；</p><p>　?。?）縱穩(wěn)性半徑BML曲線；</p><p>　　（10）每厘米縱

93、傾力矩MTC曲線；</p><p>　　（11）方型系數(shù)CB；</p><p>　?。?2）棱型系數(shù)CP；</p><p>　?。?3）水線面系數(shù)CWP；</p><p>　?。?4）中橫剖面系數(shù)CM。</p><p>　　圖3-1 靜水力曲線圖</p><p>　　3.2初穩(wěn)性與浮態(tài)校核<

94、;/p><p>　　通過穩(wěn)性與浮態(tài)計算，能清楚地知道設計船在不同的裝載狀態(tài)下航行時的浮態(tài)和穩(wěn)性變化，也可知道在不同載況下船的重量重心位置，為后續(xù)設計提供必要的幫助。</p><p>　　表3-16 浮態(tài)及初穩(wěn)性計算表</p><p>　　3.3設計船船體阻力與有效功率估算</p><p>　　通過分析有關資料，采用艾亞法計算阻力和有效功率。<

95、;/p><p>　　艾亞法的適用范圍較廣，一般對中、低速商船比較適用。按照艾亞法估算得到的是公制有效功率，其數(shù)值中包括了單槳船通常具有的舭龍骨、舵等附體阻力以及一般貨船的空氣阻力，合計約占裸船體阻力的8%。</p><p>　　對于需要進行有效功率Pe估算的設計船舶，關鍵在于修正上式中系數(shù)Co值，其具體方法如下：</p><p>　　1、由設計船舶的Fr和及值在《船舶原

96、理》上冊的圖7-3的曲線上查得相應于標準船型的Co值。</p><p>　　2、根據Fr或由《船舶原理》上冊的表7-5查得對應于標準船型的方型系數(shù)Cbc的縱向浮心位置xc。</p><p>　　3、對實船進行修正：與標準船型的參數(shù)相比較，應作如下四項修正：</p><p>　?。?）方型系數(shù)Cb的修正：若設計船方型系數(shù)Cbc，應對標準船型的Co值增加或減小一個修正值

97、△1。</p><p><b>　　當Cb＞Cbc時，</b></p><p>　　當Cb＜Cbc時，△1=Co×Kbc，這里Co所增加的百分數(shù)Kbc（%）由《船舶原理》上冊的表7-6查得。</p><p>　　經方形系數(shù)修正后的系數(shù)C1值為： C1=Co+△1</p><p>　　（2）寬度吃水比B/T的修正

98、：當設計船的B/T不等于2.0時，則系數(shù)C1需另加一個修正值△2?！?按下式計算 </p><p>　　經方形系數(shù)和B/T修正后的系數(shù)C2值為：</p><p>　　C2=C1+△2=Co+△1+△2</p><p>　?。?）浮心縱向位置xc的修正：若設計船的浮心縱向位置不在標準位置時，應對系數(shù)C2減小一個修正量△3。為了確定△3，應按下式先算出（△3）0，（△

99、3）0=C2×Kxc</p><p>　　式中減小百分數(shù)Kxc（%）由《船舶原理》表7-7（a）或表7-7（b）查得。但這里需要注意，應根據實際Cb修正量來決定xc影響的修正量△3。</p><p>　　當△1＞0 則△3=-（△3）0</p><p>　　當△1＜0，且≤△1 則△3=0

100、</p><p>　　當△1＜0，且＞△1 則△3=--△1</p><p>　　經Cb、B/T和xc的修正后的系數(shù)C3值為：C3=C2+△3=Co+△1+△2+△3</p><p>　?。?）水線長度Lwl的修正：對于實際水線長Lwl大于或小于標準水線長度，則應將系數(shù)C3進行修正 </p>&l

101、t;p>　　經過上述四項修正后的系數(shù)C4值為： </p><p>　　C4=C3+△4=Co+△1+△2+△3+△4</p><p>　　3.3.2實際設計船的有效功率</p><p>　　實際設計船的有效功率為： </p><p>　　其相應的裸船體有效功率為： </p><p>　　艾亞法的計

102、算過程可列如下表進行：</p><p>　　表3-17 艾亞法有效功率估算表</p><p>　　根據上述計算得出的結果繪制圖形如下：</p><p>　　圖3-2 航速（Vs）—功率（Pe）</p><p>　　圖3-3 航速（Vs）—功率（Rt）</p><p>　　3.4螺旋槳水力性能計算與螺旋槳圖</p&

103、gt;<p>　　3.4.1船體主要參數(shù)</p><p>　　船型：單機、單槳、單舵、鋼質全焊接結構尾機型客船。</p><p>　　總 長 44.44 m </p><p>　　設計水線長 42.44 m</p><p&

104、gt;　　垂 線 間長 40.84 m</p><p>　　型 寬 7.20 m</p><p>　　型 深 2.50 m</p><p>　　設 計 吃水 1.30 m&l

105、t;/p><p>　　設計排水量 152.83 t</p><p>　　型排水體積 149.10 </p><p>　　方 型 系數(shù) 0.41</p><p>　　棱 型 系數(shù) 0

106、.64</p><p>　　螺 旋 槳數(shù) 1</p><p>　　3.4.2螺旋槳參數(shù)</p><p>　　最大持續(xù)功率： Pmax=1600hp</p><p>　　額定轉速： 450rpm

107、 </p><p>　　螺旋槳型式： MAU系列</p><p>　　螺旋槳葉數(shù)： 四葉 </p><p>　　螺旋槳材料： ZQAL 12-8-3-2 （K=1.2）</p><p>　　材料重

108、度： 7.4g/m3 </p><p>　　螺旋槳構造型式： 整體式</p><p>　　槳軸距基線高度： ZP =-0.1m</p><p>　　旋向： 右旋</p><p>

109、;<b>　　3.4.3設計工況</b></p><p>　　設計功率：0.85Pmax </p><p>　　表3-18 船體有效馬力</p><p>　　3.4.4推進因子的決定</p><p>　　按泰諾公式決定伴流分數(shù) :</p><p>　　按漢克歇爾公式決定推力減額分數(shù):</

110、p><p>　　取相對旋轉效率 </p><p>　　船身效率 </p><p>　　3.4.5可以達到最大航速的計算</p><p>　　采用MAU4葉槳圖譜進行計算。</p><p>　　取功率儲備， 軸系效率 </p>

111、<p>　　螺旋槳敞水收到馬力：</p><p><b>　　hp</b></p><p>　　根據、、的圖譜列表計算：</p><p>　　表3-19 按圖譜設計的計算表</p><p>　　根據上表中的計算結果可繪制PTE、δ、P/D及ηO對V的曲線，如圖3-4所示。</p><p>

112、;　　圖3-4 MAU4葉槳圖譜設計計算結果</p><p>　　從曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點,可獲得不同盤面比所對應的設計航速及螺旋槳最佳要素、及如表3-20所列。</p><p>　　表3-20 按圖3-4設計計算的最佳要素</p><p><b>　　3.4.6空泡校核</b></p><p>　　按伯利爾空

113、泡限界線中商船上限線，計算不發(fā)生空泡之最小展開面積比。</p><p><b>　　槳軸沉深 m</b></p><p>　　10330+1025×1.4-174=11591 kgf/m2</p><p>　　計算溫度 ，kgf/m2， hp，</p><p><b>　　kgf.s2/m4

114、</b></p><p>　　表3-21 計算步驟表</p><p>　　據上述計算結果作圖3-5，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比以及所對應的最佳螺旋槳要素。</p><p>　　0.427，0.671，1.929 m，0.575，15.15 kn。</p><p>　　圖3-5 空泡校核計算結果</p><p&

115、gt;<b>　　3.4.7強度校核</b></p><p>　　按《規(guī)范》校核 及，應不小于按下式計算之值：</p><p><b>　　，，，</b></p><p><b>　　計算功率hp</b></p><p>　　Ad=AE/ A0= 0.427，P/D=0.671

116、，，，</p><p>　　實際槳葉厚度按與連直線決定：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p&g

117、t;<p>　　表3-22 強度校核計算表</p><p><b>　　3.4.8螺距修正</b></p><p>　　根據尾軸直徑大小，決定轂徑比，此值與槳標準轂徑比相同,故對此項螺距無需修正。</p><p>　　由于實際槳葉厚度大于槳標準厚度，故需因厚度差異進行螺距修正。</p><p>　　設計槳

118、 ()0.7R=</p><p>　　標準槳 ()0.7R= (取MAU4-55為基準槳)</p><p><b>　　1-s=</b></p><p>　　()0.7=[()0.7設-()0.7標×]×0.75=[0.0749-0.05522×]×0.75=0.0143</p>

119、<p><b>　　修正后的螺距比：</b></p><p>　　3.4.9重量及慣性矩計算</p><p>　　根據槳切面的面積數(shù)據用積分方法計算得：</p><p>　　槳葉重量 </p><p>　　槳轂重量

120、 </p><p>　　螺旋槳總重 </p><p><b>　　螺旋槳總慣性矩 </b></p><p>　　3.4.10敞水性征曲線之確定</p><p>　　由，，0.6580的敞水性征曲線內