【正文】 和總布置的安排，此時型線設(shè)計的精度可以適當(dāng)降低。棱形系數(shù) Cp 對船的剩余阻力 RR影響很大，而對摩擦阻力 RF影響較小。 本設(shè)計船的浮心縱向位置選擇采用母型船改造法， XB= 橫剖面面積曲線形狀的選擇 橫剖面面積曲線形狀的選擇是指如何確 定進流段和去流段的長度以及面積曲線首尾段的凸凹形狀。從模型試驗研究的結(jié)果看，不良干擾作用發(fā)生在 2/ L Fn? 時（ 另兩種速度下的不良干擾模型試驗不宜顯出），理論和試驗結(jié)果基本是吻合的。多數(shù)情況下，面積曲線尾端以直線為佳。 從快速性方面看， nF 大者， WC 應(yīng)取小些，而設(shè)計船為低速船，設(shè)計水線對快速性不大，但取小為好。當(dāng)船速增大后興波向后擴展，壓力增高區(qū)擴大，所以高速船必須削瘦整段首部水線，且水線應(yīng)為直線形。 一般這種類型的船取橫剖面平行中體長度的 2 倍，設(shè)計船也是這樣取的 。 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 27 首尾輪廓線 設(shè)計船采用前傾型首，因為水線以上船首可以較為尖瘦，具有劈水作用 ，減少波浪對船體的沖擊；可以改善迎浪中的縱搖和升沉運動；改善碰撞時的安全性；增大首部甲板面積，利于總布置；外形美觀。梁拱采用圓弧梁拱，為了施工方便，整個甲板的梁拱取為相同形狀，其值為： fb=R（ R2b2） 甲板中心線由甲板變線值加梁拱而得。從結(jié)構(gòu)強度上來考慮可大大提高船舶的總縱強度。 fA i/2dAi/2yiy iB/2f2A i/ B d 圖 繪制橫剖線示意圖 圖 繪制橫剖線示 本章小結(jié) 本章涉及的參數(shù)廣，考慮的內(nèi)容多，要要權(quán)衡各方面的利弊，設(shè)計型線時可 供 參考的資料少，但設(shè)計出來的型線質(zhì)量還可以，作為第一次設(shè)計，能設(shè)計出滿足要求的型線圖，感到十分滿意。 槳軸沉深： hs=TZp= popv=pa+rhspv=10330+1025*= (kgf /m2) 計算溫度 t=15co pv=174kg/m2 PD=220 ρ = 42 /mskgf? 空泡校核計算結(jié)果 序號 項目 單位 數(shù)值 MAU550 MAU565 MAU580 1 maxV kn 2 )1(5 1 4 m a x ??? VV A m/s 3 2)( ND? (m/s)2 588.90 566.69 558.34 孫美娜： xx 客位 渡船設(shè)計 34 4 )3( ?? AR VV (m/s)2 620.23 597.67 588.94 5 2 21)( Rv Vpp ?? ?? 6 C? (查圖 ) 7 AD VPT 750 ??? ? kgf 8 CRP VTA ?? ?? m2 9 )( DPAA PE ?? m2 10 ??????? 24 DAAA EOE ? 2 3 9 據(jù)上表計算結(jié)果作圖，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比以及所對應(yīng)的最佳螺旋槳要素： 椐上表結(jié)果作圖，可得 不發(fā)生空泡的最小盤面比及所對應(yīng)的最佳螺旋槳要素。 3）舵桿軸線在掛舵臂后的半平衡舵。與掛舵臂構(gòu)成組合體的半平衡舵常用中高速集裝箱船和雙槳油船和貨船。 翼型的幾何特征 NACA型舵是一種常用的舵葉翼型，其幾何特征： 常用的舵剖面厚度比 t`=~ 本船取 剖面最大厚度 t= t` b=90mm 最大厚度離導(dǎo)邊的距離 ns==135mm 孫美娜： xx 客位 渡船設(shè)計 40 導(dǎo)邊鼻端半徑 rn= 隨邊厚度 te=%t= 剖面厚度為任意值時，翼型的坐標見表 距舵導(dǎo)邊的距離（以弦長的 %計 ) 0 5 10 20 30 厚度（以最大厚度的 %計） 0 78 100 距舵導(dǎo)邊的距離（ mm） 0 45 90 135 厚度（ mm） 0 86 90 距舵導(dǎo)邊的距離（以弦長的 %計 ) 40 50 60 70 80 90 100 厚度（以最大厚度的 %計） 88 61 距舵導(dǎo)邊的距離（ mm） 180 225 270 315 360 405 450 厚度（ mm） 87 舵的水動力計算 舵在流體中的受 力分析 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 41 當(dāng)水流以攻角α流速 VR流經(jīng)舵葉，其上受到的水動力合力為 FR，該合力可分解為與來流方向平行的舵葉阻力 XR和與來流方向垂直的舵葉升力 YR；也可分解為舵葉的法向力 FRN和舵葉的切向力 FRT。從流體動力特性來看，以 JIS翼型較好， NACA00 次之。 以上各 類舵型應(yīng)根據(jù)船的大小、用途、螺旋槳直徑和船尾線型來選定。 2）置于掛舵臂后的單舵銷或多舵銷的半懸掛舵。 相對旋轉(zhuǎn)效率 η r=1 孫美娜： xx 客位 渡船設(shè)計 30 阻力計算 計算船的濕表面積 根據(jù)《船舶原理》（上冊）（上海交通大學(xué) .盛振邦、劉應(yīng)中編 .） P179 公式 公式中： —— 船舶濕表面積， —— 設(shè)計水線長度， —— 船的吃水， —— 方形系數(shù)，取 —— 船寬， 計算摩擦阻力系數(shù) 已知船舶的 設(shè)計航速 13 kn 1 kn= 所以航速 m/s 由《船舶原理》（上冊）（上海交通大學(xué) .盛振邦、劉應(yīng)中編 .） P180 知： wLe VLR ?? 其中： Re—— 雷諾數(shù) —— 設(shè)計水線長度， —— 設(shè)計航速， —— 淡水的運動粘性系數(shù)，對于實船取標準水溫 時之值，其值可以運用《船舶原理》書中 P341，附錄表中查 出 ?? 10?? 2ms ，得出雷諾數(shù) Re= *108 根據(jù)《船舶原理》（上冊）（上海交通大學(xué) .盛振邦、劉應(yīng)中編 .）書中 P168 的光滑平板摩擦阻力公式，簡稱 1957ITTC 公式： 2(lg 2)feC R? ? 得出摩擦阻力系數(shù) *103 計算摩 擦阻力 在實際計算中，總的摩擦阻力系數(shù)可取為光滑平板摩擦阻力系數(shù) 再加上一個與雷諾數(shù)無關(guān)的粗糙度補貼系數(shù) 。圖中 Ai和 yi為別為橫剖面面積和設(shè)計水線半寬，分別從橫剖面面積曲線和設(shè)計水線圖上量取。所以選取球鼻首，應(yīng)綜合各因素一并考慮 ，本船未采用 。 龍骨線 由于設(shè)計船沒設(shè)初始縱傾，所以龍骨線與基線平行。 尾部橫剖線形狀 通?？紤]尾部剖面形狀是從阻力，推進效率和震動方面考慮，設(shè)計船為常規(guī)雙槳船，而常規(guī)雙槳船船尾形狀對推進 效率 和震動影響較小，一般采用 U 型橫剖面，所以設(shè)計船采用 U型剖面。通常以直線為佳，而不宜成凹形。設(shè)計船需要大的甲板布置面積，與此相配合的 WC 應(yīng)取大些。經(jīng)過調(diào)整、計算和修改，最后得出符合設(shè)計要求的橫剖面面積曲線。根據(jù)優(yōu)良型線面積曲線的一般特征，對此進行修改后可得到適宜的進流段長度： ? ? ? ? 22/ 6 . 3 0 . 1 4 5 0 . 7E P P PL L F n C? ? ? ?= 設(shè)計船的 Fn=， CP= LE= 米，實取 LE=32 米 . 孫美娜： xx 客位 渡船設(shè)計 24 去流段的長度太短容易引起水流的分離，貝克推薦的避免嚴重漩渦的最短去流長度： ? 或表示為 ? ?/ 4 .0 8 /R P P M P PL L C B d L? 設(shè)計船的 LPP= 米， B=， d= 米，進而平 行中體的長度為 米 面積曲線首尾段的凸凹形狀 在一定的棱形系數(shù)下，隨著平行中體長度和位置（或最大橫剖面位置）的改變，橫剖面面積曲線的形狀會發(fā)生相應(yīng)的變化，即使這些參數(shù)不變，進流段和去流段面積曲線的形狀也可以作一些調(diào)整。 ② 使用方面和建造方面看：有利于裝載貨物，利用甲板面積，設(shè)計平行中體，簡化了工藝和降低了成本 。 浮心縱向位置 BX 的選擇 浮心縱向位置 BX 的選擇主要是從快速性上有利的最佳浮心位置和總布置所確定的重心縱向位置相配合這兩個方面來考慮的。選擇好這些要素，生成型線時就可以得到有效的控制。 考慮結(jié)構(gòu)合理、簡易 ，易 達到施工、維修的方便。 本章小結(jié) 本章設(shè)計到的內(nèi)容很多，設(shè)計時要比較充分地考慮 甲板 滿足使用和 機艙 安全要求， 總孫美娜： xx 客位 渡船設(shè)計 20 布置 符合法規(guī)和規(guī)范的規(guī)定。 本船在主甲板配備救生圈 40 只，在 主 甲板 兩側(cè) 各配備救生圈 15只，駕駛甲板配備救生圈 10只。 羅經(jīng)甲板 本船羅徑甲板上設(shè)主桅桿、探照燈、船名牌、雷達等。 （ 3） 甲板布置 甲板布置非常簡單， 前端為錨泊設(shè)備所用，尾部為上層建筑所用，中部載 客 ，中部兩邊 設(shè)置座席 ，載 客 取有 活動圍板 。甲板兩舷布 置救生艇一艘，兩舷各設(shè)置一個氣漲式救生筏。 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 17 第 3 章 總布置設(shè)計 概述 總布置設(shè)計是船舶設(shè)計中一項非常重要的任務(wù)。同時減小 Cb，使剩余阻力降低，特別對中高速船有利。 利用統(tǒng)計經(jīng)驗公式，特別是艙容計算公式及干舷規(guī)范計算。 2 技術(shù)性能要求（注意法規(guī)對最小干舷的要求） 穩(wěn)性：增大型深，進水角大，同時不易上浪進水，對大傾角穩(wěn)性有利。 （ 3）從穩(wěn)性要求看，船寬增大對提高船舶的穩(wěn)性有顯著的效果，但限制吃水的情況下，B 太大（尤其是 B/d 過大）可能會使初穩(wěn)性高過大，導(dǎo)致橫搖加劇。但是，船長的增加會引起空船重量較多的增加，如果快速性上沒有顯著的增加，則增加船長會使船舶的綜合效益下降，從這點來看，船長亦不能過大。這項工作主要考慮五個方面： 1． 建造和使 用條件的限制； ； ； 。 2． 2 排水量及主尺度確定 2． 2． 1 母型船資料 本船設(shè)計時將下列一個典型的 xx 客位 渡 船當(dāng)作母型船資料做參考，其主要技術(shù)如下表： 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 13 母型參照： xx客位 渡 船 ： 總 長： 15米 型 寬： 米 型 深： 米 設(shè)計吃水： 方形系數(shù) : 排水 量： 噸 船型 :本船為鋼質(zhì)、單層甲板、 雙 螺旋槳、柴油機推進， 球首 、流線型 平衡舵。 分析設(shè)計任務(wù)書，找出主 要矛盾，確立設(shè)計思想 決定船型和總布置 估算 Δ Δ =DW/η DW 確定 L ， B ， T， D， Cb 估算 ∑ Wi ∑ Wi=f(L， B， D?? ) 性能校核 ∑ Wi≠Δ 不滿足 修改主尺度及系數(shù) 或修改總體布置 修改排水量 得出滿足要求的方案 選擇最佳方案 孫美娜： xx 客位 渡船設(shè)計 12 第 2 章 主要要素的確定 概述 本章主要要素確定的內(nèi)容有：排水量的確定、船長 L、型寬 B、型深 D、吃水 T 以及方形系數(shù) CB。 本 船主體水線以上 部位除各層甲板及頂棚涂草綠甲板漆外，其余外側(cè)均涂 紅 色船殼漆。本船滿載狀態(tài)為裝載散貨 15噸左右，穩(wěn)性及干舷均2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 9 按此校核。 研究重點 渡 船 船型開發(fā) 要 以集成創(chuàng)新為重點，加強船舶設(shè)計技術(shù)和關(guān)鍵建造技術(shù)的研究 與開發(fā)，力爭取得新的突破。但現(xiàn)有車客渡基本上都是常規(guī)船型 , 目前在航的性能相對較好的車客渡船基本上是從國外引進的 , 已屬淘汰船型 的二手船 , 普遍存在船型老化、航速低的缺點、已不適應(yīng)時代的高節(jié)奏步伐 。 Total arrangement design。 27 甲板線 27 船首形狀 27 船底 27 型線圖設(shè)繪 28 本章小結(jié) 28 第 5 章 螺旋槳設(shè)計 29 前言 29 船體主要參數(shù) 29 主機主要參數(shù) 29 推進因子 29 阻力計算 30 取額定儲備 15%，螺旋槳敞水收到馬力 31 33 34 35 第 6 章 舵設(shè)計 37 舵的分類和選擇 37 舵幾何形狀的確定 38 舵剖面翼型 39 翼型的幾何特征 39 舵的水動力計算 40 舵桿 43 、舵葉 44 、舵葉內(nèi)隔板 4