浅吃水客船.docx

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浅吃水客船

第1章绪论

1.1概述

本次毕业设计课题是设计一艘“100客位浅吃水客船”，是以母型船“80客位浅吃水客船”为依据规划设计的，在其基础上进行修改和完善，得出设计船主要主尺度以及各种参数的设计过程。

并进行适当的仿似变化。

选用母型法主要依据是，该方法简单实用，并且准确性高，实际上是保留原有设计的优秀部分，对原有的不足和缺陷进行改进，加入更加先进的东西，不但满足设计的要求，重要的是提高了设计效率，缩短了设计周期，降低了设计难度，并且保证了设计质量。

1.2松花江工作船设计任务书

设计任务书是新船设计的基本根据。

本船主要设计任务书如下：

1.2.1航区及用途

本船航行于松花江水域，主要用于远航务运输。

平时可作为工作船从事交通运输用。

本船设计航区为内河C级航区

1.2.2主要指标要求

本船为钢质单底，单甲板，单机，单浆单舵浅隧道船型。

1.主要量度

总长25.8米

设计水线长23.9米

型宽4.0米

型深1.3米

设计吃水0.72米

设计排水量34.6吨

2.续航力及自持力

本船设计船续航力为20km/h，自持力为20小时。

两个燃油机舱共可放柴油2.7T。

3.快速性

采用康明斯6108（110Hp、90.2Kw）2000转/分。

齿轮箱Hc65（2.96：

1），辅机8Kw（195机）

4.稳性

在各种载况下，稳性均应满足规范对C级航区客船的要求

5.载量

本船设计载客100人。

6.总布置

（1）甲板室内布置

（2）配餐室，卫生间，客舱，会议室等

（3）有舷侧甲板（400MM）

7.船舶设备

（1）锚泊设备

内部设100KG短杆霍尔锚一口，配AM2级Φ12.5有铛锚链50M，

设手动起锚系缆绞盘一台。

（2）舵设备

设悬挂式流线型平衡舵一个，舵机为手动舵机

（3）消防救生设备

按规范有关规定配置

1.3对设计任务书的分析比较

该船的任务书是根据80客位母型船进行进一步改造，加长了船长，增加了客运量，并且对船头的布置做了重新调整，能使驾驶人员的视野更加广阔无阻。

并且对原来的船稍有尾倾的问题进行了修改，使其性能更加完善。

另外根据任务书的要求，本船主要航行于松花江水域，主要用于航务运输，平时可作为工作船从事交通运输用。

本船属于C级航区内河钢质船舶。

1.4设计过程

对本船的设计过程大体上分为总体设计、性能设计和结构设计。

船舶主要要素对船舶技术经济性能影响很大，是船舶设计中应首先解决的最重要的工作。

船舶主要要素包括的内容比较多，无明确定义，通常在总体设计中是指排水量Δ，载重量DW，船长L，型宽B，吃水T，型深D，方形系数Cb，航速V及主机功率P等。

1．总体设计：

根据设计任务书初步确定的主尺度和有关参数，绘制布置图，然后进行重量重心的计算，以及型线图的绘制。

重量估算是影响后续设计的基本工作。

从某种意义上讲，空船重量估算的准确与否是船舶设计能否成功的关键之一。

船体钢料重量包括船壳板、甲板、舱壁等各部分的钢板及型材的重量。

本船的重量重心计算是根据80客位母型船原有重量重心经过仿似变换计算而来的。

2．性能设计：

主要是静水力计算，阻力计算，和设计螺旋桨。

船体性能设计是关系到船舶全局性的设计项目之一，对新船设计的成败有着重要的影响。

当新船的排水量和主尺度确定以后，应该注意与总布置设计相配合、协调，根据静水力计算表格绘制出静水力图。

在阻力计算过程中本船主要是应用艾亚法进行计算得出最佳有效功率曲线的。

螺旋桨采用MAU-A型四叶桨进行计算的，经过对螺旋桨的空泡校核、强度校核，最后作出螺旋桨总图。

3．结构设计：

首先绘制出设计船的中纵剖面、底舱、主甲板、以及主要横剖面等的结构图。

并且根据规范对主甲板，船底骨架，舷侧骨架等的校核，使其满足强度、刚度的要求。

第2章总体设计

2.1主尺度及总布置

总布置设计是整个船舶设计中极为重要的一个环节，是船的主尺度确定以后，进一步开展各部分设计与计算工作的主要依据之一。

它与型线图一样，是影响全局的设计工作。

总布置设计的合理与否几乎对新船的所有性能都有影响。

2.1.1概述：

本船为工作船，主要航行于松花江水域，属于内河布置地位型船舶。

船舶总体设计首先以满足设计任务书要求为前提，在满足任务书要求的情况下，努力做到使用要求、技术性能、以及经济效益三方面的相互协调。

其主要设计思想为：

1）由于本船是客运船，以船型的美观和安全舒适性为考虑的首要因数。

2）在有限的投入和上述条件下航速越快越好。

最佳尺度比，具有良好的稳定性的同时以求阻力最小而航速最大。

3）结构采用纵骨架式，舱室划分要兼顾总布置和结构强度，相互协调。

4）充分利用母型船尺寸以提高设计精度和节约时间。

2.1.2选取母型确定主尺度

根据设计任务书的要求，选“80客位浅吃水客船”母型船。

根据设计船与母型船的特点，舱室布置要求和甲板面积要求绘制总布置草图。

本次设计应用仿似变换，其实质是将母型船的船型系数保持不变，将母型船的型线图在长度、宽度、高度三个方向上根据设计的船的主尺度做相应的放大或缩小，得到设计船的型线图。

即：

Xi=λXi=Xi0×L/L0;Yi=λYi=Yi0×B/B0Zi=λZi=XZi0×T/T0

这种方法的优点是：

1.一次就可得到既符合主尺度和排水量要求又相互配合的型值表，可以节省时间。

2.可由母型几何特征直接得到设计船的型值。

3.设计船的性能有保证。

根据总体设计原则，从快速性和舱室布置方面来考虑船长，从稳性和耐波性方面来考虑船宽，从航区来考虑吃水，综合得出满足布置要求得主尺度。

总长L=25.8m

型宽B=4.0m

设计吃水T=0.72m

设计水线长Lwl=23.9m

型深D=1.3m

主要依据如下：

1选择船长除应满足内河船舶的要求还应注意以下几点因素：

1）．从总布置考虑船长应满足船员舱、机舱及其他客舱室布置所要求；2）耐波性，本船属于高速船，采用较大的船长对于改善耐波性有利；3）从快速性考虑，船长增加，船舶湿面积增加，摩擦阻力增大，但剩余阻力降低。

由于此船属于快船（高速船），其总阻力在一定范围内将有所减小；4）从操纵性及适航性要求考虑，船长增加有利于保持航向稳定性，但是回转半径也增大，本设计为内河船舶，航道狭窄，对回转性不利；5）从经济性考虑，增加船长导致钢料等重量有较大增加，造价上升。

2选择船宽除了应满足内河船舶的要求还应注意以下几点因素：

1）稳性，适当增加船宽以引起初稳心高增加，对稳性有利；2）总布置，满足各舱室和甲板面积的需要；3）耐波性，加大B对船舶的纵摇与升沉有利。

3确定吃水时尤其要考虑内河船舶航道的限制，另外：

1）从浮力和快速性考虑都可尽量加大T；2）从提高螺旋桨的性能方面考虑，吃水增加，桨轴浸深就增加，空泡数增多，而且吃水增加，对增大螺旋桨直径，提高推进效率有利，对耐波性也有好处；3）吃水增加，会使得B/T减小，而B/T对稳性的影响较大，而会造成稳性的降低。

4确定型深时考虑的因素：

1）满足设计任务书对型深的要求；2）型深对布置和使用性能的影响，型深越大则说明舱室的使用高度就越大；3）型深对安全性能的影响，型深越大，干舷就越大，同时储备浮力就越大，但由于受风面积增大，对稳性不利。

2.1.3总布置及总布置图的绘制

2.1.3.1总布置概况：

本船主要用于乘渡客船，内部装修豪华，舒适。

采用单机，单浆，单舵潜隧道船型。

另外总布置还包括各种舾装设备、舱室设备，木作的布置情况。

2.1.3.2总布置图的绘制.

参考母型船总布置图绘制本船总布置图（见附录）。

2.2重量、重心估算

在此次设计过程中我们采用平方模数法估算船舶的船体钢料重量和木作舾装的重量进而估算出船舶的总重，再用仿似变换法估算其重心，主要依据：

平方模数法对总纵强度问题不突出的船，其计算结果比较准确，适用于小船，尤其是内河船。

具体的计算如下：

2.2.1空船重量

1、船体钢料计算（平方模数法）

其中设计水线长LWL=23.9m

船宽B=4m

其中W10=13.06L10=22.5B10=4

=2.38

钢料的重量重心

因为Xm0=-0.48mZm0=12.6m

其中L/L0=23.9/22.5D1/D10=2.38/2.37

所以Xm=Xm0×L/L0=-0.48×23.9/22.5=-0.51m

Zm=Zm0×D1/D10=1.26×2.38/2.37=1.26m

2、木作舾装

其中其中D10=2.37

W2=0.06×23.9×（4+2.38）=9.15（T）

木作舾装重量重心

因为X02=1.75Z02=1.43

其中L/L0=23.9/22.5D1/D10=2.38/2.37

所以X02=1.75×L/L0=1.86m

Z02=1.43×D1/D10=1.43m

3、轮机重量重心

W3=W30=3.47

X03=W03×L/L0

=-7.53

Z03=Z03×D1/D10=0.76t

2.2.2燃油、滑油重量

燃油重量：

=

=0.44（T）

其中n-----主机台数q0-----耗油率主机持续功率续航力Vs-----设计航速

滑油重量：

W41=W4×3.5%=0.0154（T）

W=W4+W41=0.44+0.0154=0.46

Z40=Z4=1.79

2.2.3人员重量

人员：

船员3人（100kg/人）乘客100人（75kg/人）

取舱室底中心位置

W5=3×100+75×100=7.8（T）

2.2.4食品、淡水重量

船员3人，乘客取100人.

取每人每天需食品4kg,需淡水100kg则有:

（T）

（T）

2.2.5压载铁重量重心

W7=1.63T

X7=X70×L/L0=8.5×23.9/22.5=9.03Z7=Z70=0.8

2.2.6重量重心计算表格

满载到港时食品、淡水、燃油、滑油的重量均取满载出港时的10%。

并且由于本船为近航道航行所以淡水和食品的重心可以忽略不计。

所以可得：

满载出港状态重量重心计算表

名称

重量

重心纵向坐标

重心纵向力矩

重心垂向坐标

重心垂向力矩

单位

t

Xg（m）

Mx（tm）

Zg（m）

Mz

船体钢料

13.72

-0.51

-6.9972

1.26

17.2872

木作舾装

9.15

1.86

17.019

1.43

13.0845

轮机

3.47

-7.53

-26.1291

0.76

2.6372

电气

1.02

-0.02

-0.0204

2.21

2.2542

消防

0.02

-1.48

-0.0296

1.9

0.038

栏杆

0.63

-1.48

-0.9324

2

1.26

人员

7.8

-0.265

-2.067

1.5

11.7

压铁

1.63

9.03

14.7189

0.8

1.304

燃油滑油

0.46

-9.3

-4.278

1.79

0.8234

食品

0.43

0

0

0

0

淡水

10.73

0

0

0

0

储备排水量

2.02

0

0

1.3

2.626

总和Σ

51.08

-9.695

-8.7158

14.95

53.0145

满载到港状态重量重心计算表

名称

重量

重心纵向坐标

重心纵向力矩

重心垂向坐标

重心垂向力矩

单位

t

Xg（