【導(dǎo)讀】業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)也是一樣的，我們做的是船舶的設(shè)計(jì)。船舶設(shè)計(jì)是一門綜合性的科學(xué)技。性，而要使整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益好。建造和使用所需的全部圖紙和技術(shù)文件，工作量大，涉及面廣。設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真、細(xì)致地做好每一步工作，才能保證整艘船的設(shè)計(jì)質(zhì)量。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要工作：船舶設(shè)計(jì)階段中的初步設(shè)計(jì)。型線、建筑型式、及總體布置、主輔機(jī)及主要的裝置系統(tǒng)等等。同時(shí)要進(jìn)行船舶主要。明書和材料設(shè)備清單。這個(gè)階段所提供的各項(xiàng)技術(shù)文件應(yīng)能表明船的總體性能，應(yīng)能。據(jù)此判斷設(shè)計(jì)船在技術(shù)上及經(jīng)濟(jì)上的合理性、可靠性及滿足任務(wù)書各項(xiàng)要求的程度，并作為審批的依據(jù)。航行性能以及結(jié)構(gòu)工藝性能有直接影響。船舶主要要素估算中包括主尺度，載重量，主機(jī)，船員，載客等。率，這種專門的裝置或機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為推進(jìn)器或螺旋槳?？瓦\(yùn)在客運(yùn)市場(chǎng)仍占據(jù)相當(dāng)重要的地位。說(shuō)明并表示了謝意。獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。法律后果由本人承擔(dān)。

　　

【正文】 按 ??PB 圖譜設(shè)計(jì)的計(jì)算表 項(xiàng)目 單位 數(shù)值 假定航速 V kn 11 12 13 14 15 VVA )1( ??? kn 10.02 10.855 11.69 12.525 ADP VNPB ? 61.53 49.51 41.24 33.62 28.21 PB 4 7.03 6.42 5.79 5.31 MAU550 ? 70.41 64.01 58.66 53.09 50.01 DP 98 0.738 0.778 0.828 0.859 0? 44 0.578 0.603 0.635 0.653 0??HDTE PP ? 63.53 66.33 69.86 72.16 MAU565 ? 68.51 62.44 58.98 52.66 48.91 DP 62 0.801 0.838 0.872 0.907 0? 39 0.569 0.599 0.623 0.646 0??HDTE PP ? 62.54 65.39 68.75 72.11 MAU580 ? 69.02 62.87 57.67 53.11 49.11 DP 62 0.798 0.837 0.870 0.908 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 33 0? 21 0.548 0.573 0.591 0.614 0??HDTE PP ? 60.28 63.03 65.01 67.54 據(jù)上表中的計(jì)算結(jié)果可繪制 TEP 、 ? 、 DP 及 0? 對(duì) V的曲線 ， 從 )(VfPTE ? 曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點(diǎn)，可獲得不同盤面比所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)航速及螺旋槳最佳要素 DP ， D 及 0? 。 按上圖設(shè)計(jì)計(jì)算的最佳要素 MAU knVmax DP ? mD 0? 550 565 580 按柏利爾空泡限界線中商船上限線，計(jì)算不發(fā)生空泡之最小展開(kāi)面積比。 槳軸沉深： hs=TZp= popv=pa+rhspv=10330+1025*= (kgf /m2) 計(jì)算溫度 t=15co pv=174kg/m2 PD=220 ρ = 42 /mskgf? 空泡校核計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)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(jì) 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(jì)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(duì)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(duì)應(yīng)的最佳螺旋槳要素。 ?? OEd AAA P/D= D= 0? = ?V kn 按 2020 年《規(guī)范》校核 ,(見(jiàn)下表 )，應(yīng)不小于按下式計(jì)算之值： XKYt ?? nNA e eZbY 1? ZbGX DNAA d1010322? 計(jì)算功率 Ne=200*=190(kw) Ad=AE/AO= P/D= ε =10186。 G= =()= (m) = =(m) 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 35 = =(m) 強(qiáng)度校核計(jì)算表 項(xiàng)目 單位 數(shù)值 弦長(zhǎng) b m ???????4321KKKK查表 634 207 250 151 1410 635 4 34 )( KPDKPDKKPDA ???? 72 56 )( 1 ee ZbnNAY ? 4 1153.78 ???????8765KKKK查表 82 23 34 12 41 65 380 330 87652 )( KKKKPDA ???? ?? 48 1142.162 材料系數(shù) K ZbDNGAAX d 10322 10? )( XKYt ?? MAU 標(biāo)準(zhǔn)槳葉厚度 39。t 校核結(jié)果 滿足要求 滿足要求 實(shí)取槳葉厚度 實(shí)際螺旋槳槳葉厚度按荷蘭船模試驗(yàn)池的厚度分布： =D*= = ， 連直線得 =, = = ,= =, = =, = = 根據(jù)我國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院提出的公式： 孫美娜： xx 客位 渡船設(shè)計(jì) 36 槳葉重： )()1)((1 6 a x1 k g fDDdttZbG b ??? ? 槳轂重： )()( 20 k g fdLDdG Kn ??? 螺旋槳重量： nb GGG ?? 1 螺旋槳慣性矩： 當(dāng) ?Dd 時(shí)， )()( a x scmk g fDttZbp ???? ? 當(dāng) ?Dd 時(shí)， )()()1 6 6 4 (Im a x scmk g fDttZbDdp ????? ? 式中： maxb 為槳葉最大寬度； 0d 為槳轂長(zhǎng)度中央處軸徑 ,可按下面估算 : )(2)(1 0 4 310 mKLNPd KD ??? 所以在本設(shè)計(jì)中槳葉重： )( kgfG b ? 槳轂重： )( kgfG n ? 螺旋槳重量： nb GGG ?? 1 = kgf( ) 螺旋槳慣性矩： ?p ( 2scmkgf ?? ) 螺旋槳計(jì)算總結(jié) 螺旋槳直徑： D=(m) 螺距比： DP = 型式： MAU 葉數(shù)： Z=5 盤面比： ?0AAE 螺旋槳效率： 0? = 設(shè)計(jì)航速： maxV = 旋向：外旋 轂徑比： ?Ddh 材料：鋁鎳青銅 重量： G = )( kgf 慣性矩： ?p ( 2scmkgf ?? ) 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 37 第 6 章 舵設(shè)計(jì) 舵的分類 和選擇 按舵與船體連接方式分 類 1）置于舵柱或呆木后的雙支承或多支承的普通舵。 2）置于掛舵臂后的單舵銷或多舵銷的半懸掛舵。 3）直接懸掛于螺旋槳后的懸掛舵。 按舵桿軸線在舵弦方向的位置分 1）舵桿軸線接近于舵導(dǎo)邊的不平衡舵。 2）舵桿軸線在離舵導(dǎo)邊某一位置處的平衡舵。 3）舵桿軸線在掛舵臂后的半平衡舵。 按舵的剖面形狀分 1）簡(jiǎn)單平板的平板舵。 2）由雙面鋼板構(gòu)成流線型剖面的流線型舵。 3）以螺旋槳軸線為界限，舵的上半部和下半部導(dǎo)邊處具有反向扭曲部面的反應(yīng)（整流）舵。 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(lái)選定。一般而言，懸掛式平衡舵適用于中小型船舶，尤其適用于雙槳雙舵船。雙支承平衡舵常用于大型運(yùn)輸船。直接處在舵柱后的雙支承或多支承不平衡舵常用于破冰船。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。 孫美娜： xx 客位 渡船設(shè)計(jì) 38 舵幾何形狀的確定 舵面積的大小對(duì)船舶的轉(zhuǎn)動(dòng)性能起主導(dǎo)作用。 AR=μ Lppd （㎡） 其中：μ ———— 舵面積系數(shù) Lpp———— 垂線間長(zhǎng) d—————— 設(shè)計(jì)吃水 舵面積系數(shù)μ取 %～ % 本船取 μ = 4% 則相關(guān)計(jì)算如下： 舵面積估算 Lpp（ m） d（ m） μ 4% 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 39 AR=μLppd （ m2） h（ m） 展弦比 λ=h/b 1 b（ m） 平衡系數(shù) e AR=hb （㎡） 導(dǎo) 邊離中心線 （ m） 舵剖面翼型 舵的剖面翼型 適用于舵葉的剖面翼型有： 1） 對(duì)稱的 NACA（美國(guó)航空咨詢委員會(huì)）翼型 2） 對(duì)稱的儒可夫斯基翼型 3） 前蘇聯(lián)空氣動(dòng)力學(xué)中央試驗(yàn)室翼型 4） 哥廷根翼型 5） JFS 翼型 6） TMB07507515 翼型 翼型的選擇 NACA00， HEK 和 JFS 3 種翼型比較適用于平衡舵； TMB 翼型適用于呆木后的不平衡舵。從工藝來(lái)說(shuō)， NACA 翼型較易施工， HEK 翼型隨邊厚度為零且略呈凹形，強(qiáng)度較差又不便施工，JIS 翼型弦長(zhǎng)中后部較薄，結(jié)構(gòu)上，需要特別加強(qiáng)。從流體動(dòng)力特性來(lái)看，以 JIS翼型較好， NACA00 次之。但是總的說(shuō)來(lái)，在常用舵角范圍內(nèi)因翼型所致的流體動(dòng)力差別是不大的。所以目前多數(shù)仍采用強(qiáng)度較好便于施工的 NACA00 翼型。所以本船選用 NACA00 翼型。 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(jì) 40 導(dǎo)邊鼻端半徑 rn= 隨邊厚度 te=%t= 剖面厚度為任意值時(shí)，翼型的坐標(biāo)見(jiàn)表 距舵導(dǎo)邊的距離（以弦長(zhǎng)的 %計(jì) ) 0 5 10 20 30 厚度（以最大厚度的 %計(jì)） 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(zhǎng)的 %計(jì) ) 40 50 60 70 80 90 100 厚度（以最大厚度的 %計(jì)） 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(dòng)力計(jì)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(jì)（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(dòng)力合力為 FR，該合力可分解為與來(lái)流方向平行的舵葉阻力 XR和與來(lái)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。 舵力計(jì)算 圖 翼型正航阻力系數(shù)對(duì)展弦比的關(guān)系 孫美娜： xx 客位 渡船設(shè)計(jì) 42 圖 查表得無(wú)因次水動(dòng)力系數(shù) Cx, Cy, Cp 攻角α 5 10 15 20 25 30 35 Cx Cy Cn Cp 船體伴流分?jǐn)?shù)ω P= 伴流影響系數(shù) k1=（ 1ω P） 2= 槳推力系數(shù)σ p= 螺旋槳尾流影響系數(shù) k2=1+ησ p= 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 43 舵柱影 響系數(shù) k3=1 從偏于安全考慮，可不考慮船槳對(duì)來(lái)流速度及有效攻角的影響。 舵法向力 Pn 舵桿扭矩 Mr 倒航速度 VB取正航速度 V 的 55%，有關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)為 k2=1 k3=1 ω P=ω PB= k1= Cnb Pnb Mrb（ N M） 241 平衡舵的舵桿摩擦扭矩 Mf 取 20%Mr，同時(shí)考慮必要的裕度 50%，因此舵桿的最大扭矩為Mt