【正文】 。 2． 1． 2 設計特征 （ 1）渡船，要滿足在內河 航區(qū)中航行時吃水淺、機動性能好的要求，為了更好 的利用艙容，減少軸系長度，增加傳遞效率， 本船采用尾機型的特點。 （ 2）采用有球鼻首的船型，以有利于減小船舶阻力。 2． 2 排水量及主尺度確定 2． 2． 1 母型船資料 本船設計時將下列一個典型的 xx 客位 渡 船當作母型船資料做參考，其主要技術如下表： 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文 ） 13 母型參照： xx客位 渡 船 ： 總 長： 15米 型 寬： 米 型 深： 米 設計吃水： 方形系數(shù) : 排水 量： 噸 船型 :本船為鋼質、單層甲板、 雙 螺旋槳、柴油機推進， 球首 、流線型 平衡舵。 ． 2 對設計船的分析 設計船為 長江三峽庫區(qū) xx 客位 渡 船 ，要注重滿足總布置和穩(wěn)性方面的要求，所以要注意設計船的船寬 B 不能設計得太窄。型深由于受限制，吃水也不宜太深，以滿足干舷的要求，也不宜太淺，太淺對舵效和推進效率不利。 主要要素確定步驟 . 船型的選取 本船為客渡船，參考相近船舶及本身要求，船型為單體排水型客船，考慮快速性方面的要求及船后對螺旋槳直徑的限制，采用雙槳。這項工作主要考慮五個方面： 1． 建造和使 用條件的限制； ； ； 。 船長 孫美娜： xx 客位 渡船設計 14 船長對于船舶來說是一個影響很大的要素 ,船長的選擇所考慮的因素較為復雜，對于本船而言，在滿足船長尺度限制的條件下，初始選擇船長時可以從空船重量、快速性及布置地位三個方面來討論，并兼顧強度方面的考慮。但對高速船而言，控制船舶重量極為重要，可以 說重量就是航速。 （ 2）從快速性方面來看，在一定的排水量和航速下，隨著船長的增加，剩余阻力因Fn 減小和船體變得更瘦長而減小 [4][9]，摩擦阻力因濕面積增大而增加。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。 依據(jù)布置草圖，對主甲板以下各艙室長度分析如下： 各部分長度： LPP =Lm＋ LC＋ LF＋ La 式中： Lm 機艙長度 (m) LC 繪制布置草圖，確定客艙長 (m) LF首垂線之前錨泊所需長度 (m) La尾部系泊作業(yè)區(qū)長度 (m) 根據(jù)型船和有關規(guī)范，初定機艙長度、首尾艙長度。 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文 ） 15 Lpp= Loa=15m Lwl= 船寬 在滿足船寬尺度限制的條件下，選擇船寬時首先考慮的基本因素是：浮力，總布置（艙容及布置地位）和初穩(wěn)性高（上，下限要求）。對于本船，從如下幾方面考慮： （ 1）從滿足浮力方面看，由于本船為限制吃水船，船寬應適當增大，以滿足浮力要求。 （ 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，導致橫搖加劇。 （ 4）從船舶重量方面看，因船寬對空船重量的影響程度小于船長，因此 ，在同樣滿足浮力和布置地位的前提下，減小 L，增大 B是有利的。 此外，船寬的選取還應考慮尾部螺旋槳之間的干擾問題及高速航行時（尤其是考慮到淺水效應）的尾傾。 從布置草圖上看， 主 要 客 位 布 置 在 主 甲 板 上 。 2 技術性能要求（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。 耐波性：型深小，甲板易上浪，淹濕性不好。 總縱強度：大型深對總縱強度有利，注意規(guī)范對 L/D,B/D的要求。 本船屬于小船類，增加型深，重量會增加。 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。 參考型船暫取 D= 吃水 吃水往往受制于港口的航道和泊位的水深，可根據(jù)調查情況和參考型船定吃水。 T=HδH 建造條件：船塢、船臺、建造條件與設備等。 3 技術性能要求 穩(wěn)性：減少吃水對穩(wěn)性有利， B/D 增大，進水角增大。同時減小 Cb，使剩余阻力降低，特別對中高速船有利。 耐波性：吃水淺的船舶易產(chǎn)生砰擊和漂移現(xiàn)象，海上航行時耐波性較差。 利用統(tǒng)計經(jīng)驗公式。 參考型船暫取 T= 樣采用母型船改造法，取吃水 T=. 本章小結 主要要素： ▽= 15 噸， B= 米， d=，垂線間長 LPP= 米，水線間長 LWL=米，方形系數(shù) CB=。 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文 ） 17 第 3 章 總布置設計 概述 總布置設計是船舶設計中一項非常重要的任務?？偛贾迷O計主要工作內容有： （ 1） 區(qū)劃船舶主體及上層建筑 ； （ 2） 縱傾調整 ； （ 3） 艙室與設備的布置 ； （ 4） 規(guī)劃通道與梯口 。 區(qū)劃船舶主體及上層建筑 船舶主體是指船的連續(xù)露天甲板以下的部分；上層建筑是對上甲板以上各種圍蔽建筑物的統(tǒng)稱。 上甲板為載客 區(qū)域與首尾錨系泊區(qū)域。甲板兩舷布 置救生艇一艘，兩舷各設置一個氣漲式救生筏。 船舶主體這部分的總布置設計有確定水密艙壁、甲板、機艙位置等設置與劃分。 （ 1） 首先布置水密艙壁 水密艙壁的數(shù)目 根據(jù)《鋼質 內河 船入級規(guī)范》要 求可知海船小于 60m 時，尾機型船（設計船為尾機型船）水密艙壁數(shù)目不少于 3。如果中部前部設機艙，不能體現(xiàn)尾機型的優(yōu)點。 （ 3） 甲板布置 甲板布置非常簡單， 前端為錨泊設備所用，尾部為上層建筑所用，中部載 客 ，中部兩邊 設置座席 ，載 客 取有 活動圍板 。機艙內后設置油艙。 （ 5） 上層建筑 主 甲板艙室 在艉 2的左側弦設有垃圾桶一個， 25在兩側布置有廚房和廁所，廚房 內設操作柜、爐灶、餐具、排煙灶等 。 1022設置客艙。 羅經(jīng)甲板 本船羅徑甲板上設主桅桿、探照燈、船名牌、雷達等。這樣從安全性上來考慮，可大大提高船舶 的抗沉性。從結構強度上來考慮可大大提高船舶的總縱強度。 本船在 C甲板后側配備玻璃鋼機動救生艇一艘 (CB*79585)。 本船在主甲板配備救生圈 40 只，在 主 甲板 兩側 各配備救生圈 15只，駕駛甲板配備救生圈 10只。 配救生衣 40件。 規(guī)劃通道與梯口 甲板室室內及附近的通道與梯口見上圖，室內有一條從甲板室前到甲板后的通道，可以連通室內所有房間和梯口。機艙內設有兩通道到主甲板室內，一個從機艙口上到主甲板室內，如果發(fā)生事故，機艙內的工作人員可以迅速從機艙口梯道上到甲板室外或上駕駛甲板室，到救生設備位置；一道是直梯，在機艙前壁處，是機艙發(fā)生火災等險情時無法從機艙口逃離時作為脫險通道用。 本章小結 本章設計到的內容很多，設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 渡船設計 20 布置 符合法規(guī)和規(guī)范的規(guī)定。 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文 ） 21 第 4 章 型線設計 概述 本設計由于 有母型船資料 ， 有 母型船的型線圖和型值表， 所以型線圖的設繪方法 主要用母型船參考法。前一階段已經(jīng)確定了主要要素（ L、 B、 D、 d、 △ 、 CB）和完成了總布置草圖，可以根據(jù)船舶設計原理對型線進行設計。 型線設計 時注意的問題 和控制型線的要素 根據(jù)型線設計的有關理論，在進行設計時必須遵循以下原則： 使新船具有良好的航行性能。 考慮結構合理、簡易 ，易 達到施工、維修的方便。型線設計除了應考慮以上幾個方面以外，還應滿足型線設計精度的基本要求： ① 應符合要求的排水體積，其誤差要求與設計中 對排水量考慮的余量有關。在方案設計或初步設計階段，由于重量估算和 重心估算 比較 精確，因此型線主要用于對基本性能的計算和總布置的安排，此時型線設計的精度可以適當降低。控制船體型線的因素主要是： ① 橫剖面面積曲線； ② 設計水線和橫剖線形狀； ③ 側面輪廓線和甲板邊線。選擇好這些要素，生成型線時就可以得到有效的控制。 菱形系數(shù) CP和中橫剖面系數(shù) CM 的選擇 形系數(shù) Cp表征了排水體積沿船長的分布。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。 棱 形系數(shù) CP的選擇從阻力上考慮是剩余阻力，設計船屬 高 速船（ Fn），興波阻力不大，但 CP 取較小 的 值是有利的，這時需取較大的 CM。 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。 （ 2） 總布置方面考慮： 浮心位置的選取，還應注意與滿載出港時的重心縱向位置想配合，使船不致產(chǎn)生首傾和不允許的尾傾。 本設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。 平行中體長度和位置 進流段和去流段長度 確定后，平行中體也就確定，對于設計船應設平行中體，因為設計船為 高 速船，無論從阻力性能方面還是在使用和建造方面都是有利的。 ② 使用方面和建造方面看：有利于裝載貨物，利用甲板面積，設計平行中體，簡化了工藝和降低了成本 。 根據(jù)興波阻力理論，橫剖面面積曲線進流段后部隆起的前肩會產(chǎn)生一格前肩波系，這個波系可能與船首波系產(chǎn)生不良的干擾，從而引起主力突增。從模型試驗研究的結果看，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），理論和試驗結果基本是吻合的。為了希望獲得首波和肩波的有利干擾，認為 /ELL在 和 中間是合理的，所以有利的進流段長度為 2/ L Fn? 。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? ? ? ?= 設計船的 Fn=， CP= LE= 米，實取 LE=32 米 . 孫美娜： xx 客位 渡船設計 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整。 高 速船興波集中在首端，從 這點考慮，固然希望首端尖瘦、面積曲線成凹形好些，但一般 高 速船 PC 較大，相應 PFC 也較大，首端采用凹形會引起明顯硬肩，反而對降低阻力不利，因此常用直線形狀。多數(shù)情況下，面積曲線尾端以直線為佳。 繪制橫剖面面積曲線 橫剖面面積曲線的生成方法有多種，設計船采用自行生成法，可以根據(jù)選定的面積曲線特征值（如 PC 、 B? 、 pl 等），從一般理論個規(guī)律出發(fā)，用作圖法直接生成面積曲線。經(jīng)過調整、計算和修改，最后得出符合設計要求的橫剖面面積曲線。 （ 1）水線面系數(shù) WC 水面線系數(shù) WC 的選取與航速有關，同時 WC 值的大小也直接影響穩(wěn) 性 和耐波性 。 從快速性方面看， nF 大者， WC 應取小些，而設計船為低速船，設計水線對快速性不大，但取小為好。 WC 取大的值對改善耐波性總是有益的，無論從減小縱搖周期和 垂蕩周期以及增加阻尼均以大的 WC 為佳。設計船需要大的甲板布置面積，與此相配合的 WC 應取大些。其形狀與阻力的關系和橫剖面面積曲線首端形狀相似。當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，且水線應為直線形。 （ 3） 設計水線尾段的形狀 設計水線尾段的形狀，從阻力上看，主要 影響形狀阻力。通常以直線為佳，而不宜成凹形。設計船采用直線型。 一般這種類型的船取橫剖面平行中體長度的 2 倍，設計船也是這樣取的 。 （ 2）耐波性方面 船舶在縱搖和 升 沉運動中， U型剖面下沉時，浮力和阻力距大，能減小縱搖和升沉運動，且緩和船底抨擊但 U 型剖面增加波浪中航行的的阻力，設計船在遮蔽航區(qū)航行，風浪較小，對阻力影響較小，而甲板上有礦石 ，升 沉運動緩和 為好 。 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，所以設計船采用 U型剖面。 側面輪廓和甲板線 側面輪廓線包括：首柱輪廓、尾端、龍骨線、甲板中心線和甲板邊線。 2020屆船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文 ） 27 首尾輪廓線 設計船采用前傾型首，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