船海专业毕业设计报告书

武汉理工大学学术论文

武汉理工大学

本科生毕业设计（论文）

36客位仿古商务接待船

学院（系）：交通学院

专业班级： 船舶与海洋工程0604班 学生姓名： 夏聪 学号： 0120602090613 指导教师： 冯佰威

1

武汉理工大学学术论文

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：夏聪 2010 年 6 月 6日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密囗， 在 年解密后适用本授权书

2、不保密囗 。

（请在以上相应方框内打“√”）

作者签名：夏聪 2010年 6月6日

导师签名： 2010年6月 6日

2

武汉理工大学学术论文

武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书

学生姓名 夏聪 专业班级 船海0604

指导教师 冯佰威 工作单位 交通学院 设计(论文)题目: 36客位仿古商务接待船方案设计 设计（论文）主要内容：

1. 船型、航区及用途

设计船为钢质、单甲板游览船，船型根据调查结果确定。本船航行于珠江航道（A级）。 2. 船级

本船按《钢质内河船舶建造规范》和《钢质内河船舶法定检验规则》法规设计。 3. 航速、续航力及自持力

本船试航速不低于13kn;自持力 6小时。 4. 主机、辅机及燃料

主机、辅机拟采用低油耗国产或引进专利国内生产柴油机，其型号与功率由设计者按设计要求自行选定。 5. 设备

锚、系泊、舵、工作、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置。 6. 乘员编制及配置

船员人数按需要及调查后自定,室内设施按舱室设备规范配置。 7.编写设计报告书。

字数不少于1万字，并附中文文献至少10篇，外文文献不少于2篇。 8.设计图纸

折合不少于5张2#图纸设绘工作量。 9.阅读有关外文文献

翻译与设计任务有关文章，字数不少于2万印刷符。 10.选作项目的完成，由指导老师根据各位学生的具体情况来定。

必读参考资料：

1.本专业教材及有关船舶图册。

2.专业参考书：《船舶设计原理》、《船舶造型》、《船舶设计基础》、《运输船舶设计特点》、《船舶设备与系统》等。

3.专业期刊：《中国造船》、《船舶工程》、《船海工程》、《造船技术》、《中国水运》、《船舶》、《船舶设计通讯》和相关大学学报等。

4.规范：中国船级社《钢质内河船舶建造规范》（2009）；中华人民共和国海事局《船

3

武汉理工大学学术论文

舶与海上设施法定检验规则》《内河船舶法定技术检验规则》（2004）。

5.手册：《船舶设计实用手册》、《船舶科技简明手册》。 6.标准：《金属船体制图标准》、《船舶舾装设备》。

按本题要求。通过总体设计方案构思及相应的计算绘图工作，利用所学的基础理论以及基本技能，学会综合分析问题、解决问题，培养船业技术工作的初步能力。

指导教师签名 院长签名(章)

系主任签名

4

武汉理工大学学术论文

武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告 班级：船海0604 姓名：夏聪 学号： 0120602090613 一.目的及意义 本课题是36客位商务接待船。1.商务接待船目前在国内还比较少，设计该船可以填补国内一些地区的空白。2.本船用CAD进行设计，在此可以检验该软件的运行效果。 在经济飞速发展的今天，商业活动日益繁多，商务接待工作变得越来越重要，而商务接待场所也是多种多样，游艇作为一个高端的商务接待载体已经越来越被商务人士所接受，它已经不是一个运动产品，而是一个休闲产品，也是一个商务公务的载体。所以各地出现了游艇商务活动，商务接待船应运而生。目前，国内的商务接待场所一般都在会议室或商务车等传统接待场所内，而商务接待船则是一种比较新颖的接待方式，而且商务接待船一般内装潢十分高档豪华，更注重在通讯设备、会议设备、办公设备上的配套安装，充分体现出现代企业办公的需要，因此是商务接待的理想场所。目前，国内有众多游艇制造厂，2009年中国已经有200多家游艇制造企业，产值超过1000万的企业就有30多家，这些企业主要集中在深圳、上海、青岛、天津、厦门等城市。沿海有游艇100多艘，主要集中在青岛、深圳等地。目前，商务接待船在中国的数量还比较少，随着中国经济的发展和人们观念的更新，常务接待船的市场前景必定一片光明。 5

武汉理工大学学术论文

二、基本内容和技术方案 基本内容： 1.进行毕业设计调查，完成调查报告 2.通过技术（经济）论证、分析确定设计船主要要素、主机型号及功率 3.进行型线设计、绘制型线图，计算静水力特性、绘制静水力曲线图及邦金曲线图 4.进行总布置设计、舱容设计（典型舱）、纵倾调整，绘制总布置图 5.主要要素，完成功率、螺旋桨计算书及预报航速 6.成吨位及最小干舷计算 7.按规范校核各装载状态下的稳性及浮态计算，风压计算及完整稳性衡准 8.进行分段结构详细设计 9.编写设计报告书 技术方案： 1.主尺度的确定 船为布置地位型船舶，应先拟定主尺度，再确定排水量。可按如下思路进行： ①分析设计任务书，找出主要矛盾，确立设计思路。 ②决定船型及总体布置。 ③拟定L B T D 方形系数。 ④估算排水量与船重量 ⑤性能校核，进行尺度要素的优化，选取最佳方案。 2.型线设计 采用型船改造法。根据设计船的要求，选择一艘优秀的、主要要素与设计船较为接近的实船作为母型船进行型线改造。 6

武汉理工大学学术论文

3、 进度安排 第1 周 设计调查,完成调查报告 第2-3 周 计算型船重量重心。论证、分析；确定设计要素、主机型号、功率、设备 第4-6 周 设计与绘制型线图, 完成静力学计算、绘制静水力曲线图、邦金曲线图 第7-8 周 总布置设计、舱容计算、纵倾调整，绘制总布置图（电子） 第9-10周确定舵主要要素，完成功率、螺旋桨计算书及预报航速 第11-12周结构设计校核稳性及浮态计算，风压计算及稳性衡准 第13周编写设计报告书 返回修改，准备答辩 4、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日

7

武汉理工大学学术论文

目 录

摘要????????????????????????????????? 11 1.绪论???????????????????????????????? 12 2.任务书分析

2.1任务书提要??????????????????????????? 13 2.2主要矛盾和任务????????????????????????? 2.3本艇设计思想?????????????????????????? 2.4任务书的合理性????????????????????????? 3.全船说明书

3.1用途及航区??????????????????????????? 3.2船型?????????????????????????????? 3.3舾装设备???????????????????????????? 4.船舶主要要素确定

4.1确定主要参数应考虑因素????????????????????? 4.2初步确定主尺度????????????????????????? 4.3初估船舶重量?????????????????????????? 4.4性能校核???????????????????????????? 4.5主尺度的最终确定???????????????????????? 5.型线设计

5.1概述?????????????????????????????? 5.2主要型线要素选择???????????????????????? 5.3横剖面面积曲线的生成?????????????????????? 5.4型值变换???????????????????????????? 5.5型线图绘制??????????????????????????? 6. 总布置设计

6.1概述?????????????????????????????? 6.2总体布局的区划????????????????????????? 8

13 15 16 17 17 19 22 22 26 30 31 31 32 35 39 40 47 48

武汉理工大学学术论文

6.3主船体内船舱的划分??????????????????????? 48 6.4上层建筑的划分????????????????????????? 50 6.5舱室和通道的布置???????????????????????? 50 6.6舾装设备???????????????????????????? 50 6.7浮态调整???????????????????????????? 54 7.阻力计算及螺旋桨设计

7.1阻力计算???????????????????????????? 7.2螺旋桨设计??????????????????????????? 7.3确定主机与桨转速???????????????????????? 8.稳性与浮态校核

8.1各种装载状态下重量计算????????????????????? 8.2自由液面修正?????????????????????????? 8.3横摇角计算??????????????????????????? 8.4各种载况下静稳性力臂和动稳性力臂计算?????????????? 8.5风压力臂的计算????????????????????????? 8.6稳性校核???????????????????????????? 8.7稳性特殊要求?????????????????????????? 8.8稳性总结表??????????????????????????? 9.吨位丈量

9.1丈量与计算??????????????????????????? 9.2总吨位和净吨位????????????????????????? 10.舵的详细设计（选做）

10.1舵的分类和选择????????????????????????? 10.2舵几何形状的确定???????????????????????? 10.3舵剖面翼型??????????????????????????? 10.4翼型的几何特征????????????????????????? 10.5舵的水动力计算????????????????????????? 参考资料??????????????????????????????? 结束语???????????????????????????????? 9

55 56 57 62 64 65 68 70 73 77 78 78 79 80 81 82 82 84 87 88

武汉理工大学学术论文

摘 要

本文阐述了36客位仿古商务接待船的设计。

内容包括任务书分析，船型和主要要素的确定、船舶主尺度优化及性能校核、船体型线设计、总布置设计、浮态调整、各种载况下的稳性计算、螺旋桨和舵设计、最小干舷计算、总吨位与净吨位计算以及各系统特点及总体性能。

设计船的主要数据如下：总长LOA=26.46m, 垂线间长LPP=24.00m, 设计水线长LWL=24.9m, 型宽B=5m, 型深D=2.4m, 吃水T=1.25m, 排水量Δ=89.806t， 浮心纵向位置XB=0.264m (舯前)，方形系数CB=0.599, 棱形系数CP=0.736, 舯剖面系数CM=0.814，水线面系数CW=0.847。

全文分十个部分，用数据和图表对以上内容进行了说明，对沿海游览船的设计做了全面的阐述。

关键词：快速性；控制重量；

Abstract

This paper expounds Business reception ship 36 class ship design.

Contents include project analysis, operation and the main factors of principal dimensions, optimize and performance test, ship shape design, line layout design, the floating-state adjusting, various load condition of the stability calculation, rudder propeller and minimum design, calculation, the gross tonnage and the freeboard net weight and the system characteristics and overall performance.

The ship design main data as follows: LOA=26.46m, LPP=24.00m, LWL=24.9m, B=5m, D=2.4m, T=1.25m,Δ=89.806t， XB=0.264m， CB=0.599, CP=0.736, CM=0.814， CW=0.847。 With nine points, full of above figures and the content of Business reception ship 36 class ship design.

KeyWords: quickness；control weight；

10

武汉理工大学学术论文

1 绪论

在经济飞速发展的今天，商业活动日益繁多，商务接待工作变得越来越重要，而商务接待场所也是多种多样，游艇作为一个高端的商务接待载体已经越来越被商务人士所接受，它已经不是一个运动产品，而是一个休闲产品，也是一个商务公务的载体。因此，商务接待船的开发非常必要。

设计一艘沿海中高速客船，以经济性作为设计指标，但在设计过程中，应该采用“适度”的原则，即适当超前、经济实用，体现出船上设备的先进性，要尽量简化设备，以控制船舶重量，将会有很大的经济价值。

设计者 ：夏聪

2010年6月于武汉理工大学

11

武汉理工大学学术论文

2设计任务书分析

2.1 设计任务书提要

1. 船型、航区及用途

设计船为钢质、单甲板游览船，船型根据调查结果确定。本船航行于珠江三角洲。 2. 船级

本船按《钢质内河船舶建造规范》（2009）相关法规和地方法规设计。

3. 航速、续航力及自持力

本船试航速不低于13kn;自持力 6h。

4. 主机、辅机及燃料

主机、辅机拟采用低油耗国产或引进专利国内生产柴油机，其型号与功率由设计者按设计要求自行选定。

5. 设备

锚、系泊、舵、工作、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置。

6. 乘员编制及配置

船员人数按需要及调查后自定,室内设施按舱室设备规范配置。 7. 功能要求

船舶设娱乐厅、休闲厅（兼餐饮）、棋牌包间、豪华包间及厨、小卖部和厨卫间等；甲板上开设垂吊区、下水平台、观景平台。

2.2设计任务书分析

(一) 船舶用途方面：设计船的航区和航线。本船航行于珠江三角洲，本船为商务接待船，航速13kn左右。

（二）本船按《钢质内河船舶建造规范》（2009）相关法规和地方法规设计，并符合相关国际公约要求规定。

（三）客源和数量方面：预定载客36人，船员设4人。

（四）船舶尺度及型线方面限制：航道水深对吃水的限制、船台及运河航道对船宽的限制、航道对船长限制等，待查规范。

（五）型线方面。型线设计考虑是否周到，设计出的型线是否优秀，对船舶的航海性能、使用以及建造等方面有很大的影响。型线设计应注意以下几方面：1、保证良好的航海性能。2、考虑总布置设计的要求。3、考虑船体结构的合理性和工艺性。4、外观造型美观。

12

武汉理工大学学术论文

（六）航速、续航力方面：

航速：满载试航速不低于13kn；自持力 6h。

（七）动力装置方面：考虑成本及快速性问题，采用国产发动机能够满足要求。相关资料见表2.2.1.

表2.2.1 柴油机统计调查表

额定功率PS/kW 205 210 220 240 275 300 330 330 350/267 400/294

（八）结构方面：结构型式(纵式、横式，纵横混合式)，内底结构（双壳式、双底式）、主体板厚的要求等，着重要了解规范对设计船舶结构方面的一般和特殊要求（尺度比及适用范围、结构形式、）

（九）船员定额及舱室布置方面：不设船员舱室。

（十）布置方面：上层建筑形式、机舱部位、上层建筑层数及间高、货舱方面划分要求等。

（十一）调查现有船舶，得到主机航速，航区客位等方面的资料见表2.2.2

额定转速

r/min 2100 2150 2100 2150 2150 1000 1000 1200

适用范围 运输艇、快艇 运输艇、快艇 运输艇、快艇 运输艇、快艇 运输艇、快艇 近海渔业捕捞、长江内河船舶主机 各种船舶动力 各种船舶动力

发动机净重

(kg) 1056 1100 1056 1100 1100 3400 3300 3400 1200 1200

外形尺寸(mm) 1900X774X1180 1488X872X1258 1490X774X1490 1488X872X1258 1488X872X1258 2644×967×1579 2463×1200×1800 2463×1200×1800 1717×836×1274 1717×836×1274

1500(超负荷内河航运、公务船

1548) 艇

1800(超负荷内河航运、公务船

1958) 艇

13

武汉理工大学学术论文

表2.2.2 现有船舶统计调查表

船名

L(m) B(m) D(m)

6.6 7 5 4

3 3 1.8 1.6

主机

航速

航区 遮蔽 沿海遮蔽 遮蔽 内河A、B、沿海遮蔽 沿海遮蔽

客位(人) 98 80 99 100 100 80

其它 278t 218t — — T=0.66m —

“华欧”号 41.8 “群岛之旅”

35

号

XY-E-008 26.5 XY-E-002 “王府11”

号

28 26

637*2kw 17.5kn — 400hp 550hp 双机

15.5kn 22kn 60km/h 52kn

3.9m 1.65 4

1.6

MH80K-II 22.64

内河A级、沿

600hp*2 45km/h

海遮蔽

2.3 设计中相关矛盾的分析

2.3.1 运输质量和经济性间的矛盾

运输质量包括：人员要求的舒适性，宽敞的居住地位，船舶的振动、噪音小，要满足这些要求，船舶的尺度必然要求大，设备要求高，结构要求特殊，这些必然带来经济性是否有利的问题。

针对本船而言，由于本船为游览船，以盈利为目的，故运输质量和经济性间的矛盾在此反映为船舶造价与船员舒适性及营运成本之间的矛盾，本船自持力为5天，一天几班，无客人在上面居住，故可在不影响船员正常工作的前提下，尽量简化船上的相关设备，以降低船舶建造成本，这与本类型船为批量生产，应控制造价的思路吻合。

2.3.2 最小阻力和最佳推进效率间的矛盾

中高速船的设计中，贯通始终的是以最小的阻力与最佳的推进效率使船舶达到预定航速，即以最小的主机功率达到设计航速。然而，最小阻力和最佳推进效率之间往往存在矛盾，如要保证船舶以较小的阻力航行，则尾部型线应较为丰满，使来流平顺地流到船后，而且可有效地抑制高速航行时的纵倾。

但若使尾部丰满，则螺旋桨的布置地位得不到保证，尾部浸深过大易使螺旋桨的的直径限制的过小（要求螺旋桨底部不超过基线），影响螺旋桨效率，而且可能导致桨轴线倾角过大，影响推进效率。 2.3.3 阻力和耐波性的矛盾

线型横剖面的底升角大小体现了阻力和耐波性的矛盾，一般地，船后体船底横

14

武汉理工大学学术论文

向斜升角(底升角)大者阻力大，但可改善波浪中的运动性能;底升角小者阻力小，但在波浪中的运动性能较差，并将降低航向稳定性，增加砰击频率和垂向加速度 [7]。当L/△1/3确定以后，底升角也是直接影响船舶航行纵倾角大小的主要因素。底升角大者，后体动升力在垂直方向上的分量小，以船体重心为支点的尾部纵向动倾恢复力矩也小，这对抑制尾沉不利，故航行纵倾角大，反之，底升角小者，航行纵倾角减小[4]。

2.3.4 稳性和摇荡平稳性间的矛盾

一般而言，初稳性好的船舶，横摇周期小，易使人员晕船；初稳性差的船舶，其横摇较为缓和，但易使人员产生恐惧感。故在选择初稳性时应把握好分寸。 对本船而言，通过对同类型航道艇的考察发现，其初稳性高容易满足规范对安全性的要求，其横摇周期一般较小（5-8s）。 2.3.5 航速与动力增加过大的矛盾

如上文所述，主机功率与航速三次方成正比，虽然在设计中我们可以选择阻力小的船型，但航速过大必然会导致主机功率过大，因此本船将设计航速定为10.7kn，也是出于快速性及经济性方面的考虑。 2.3.6减小重量和船舶振动、噪声

本船在设计过程中始终应注意的问题是控制船舶重量，提高航速，但重量过小可能带来振动及噪声方面的问题，此外，应注意主机缸数和螺旋桨叶数的选取，以避免共振[6]。

小结：

本船系沿海中高速客船，虽以经济性作为设计指标，但在设计过程中，应该采用“适度”的原则，即适当超前、经济实用，要体现出船上设备的先进性，又要尽量简化设备，以控制船舶重量。

2.4设计流程

本船属于布置地位型船。根据文献[1]，设计流程如下：

15

武汉理工大学学术论文

分析设计任务书，找出主要矛盾，确立设计思想决定船型及总布置拟定L、B、T、D、Cb修改确 定L,B ,T,D,Cb修改 估算△与∑Wi△=|ΨkLBTCbWi=f(L,B,D...)∑W≠△性能验证校核校验通过得出满足要求的一些方案选择最佳方案

确定最佳方案后，也就基本上最终得出了主要设计要素。依据这些要素通过计算和绘图等方法再确定船舶的其他要素，涉及到螺旋桨和舵的设计等等。最终按照任务书规定的任务逐步完工。

3 全船说明书 3.1概述

3.1.1 用途与航区

本设计船为36客位商务接待船，航行于珠江航道（A级航区）。 3.1.2 船型

本船为单底和双底结合、单甲板、钢质全电焊结构，由二台船用高速柴油机驱动。本船为仿古客船，参考相近船舶及本身仿古要求，船型为单体排水型客船，考虑快速性方面的要求及船后对螺旋桨直径的限制，采用双桨。

3.2 主要尺度和性能

3.2.1 主要尺度

总 长Loa 26.46 m 设计水线 长Lwl 24.9 m

16

武汉理工大学学术论文

型 宽B 5 m 型 深D 2.4 m 设 计 吃 水d 1.25 m 肋 距 0.50 m 3.2.2 甲板间高、梁拱及舷弧

驾驶室 2.338m 客舱 2.264 m 舷弧 0.2 m 首舷弧： 0.50 m 尾舷弧： 0.25 m 2.2.3 动力装置 （1） 主机组

柴油机 潍柴动力 型号和数量 WD618.C-11 (2台) 商用中负载功率／ 转速 258kW/ 1800r/min 齿轮箱

型号和数量 135船用齿轮箱 (2台) 齿轮箱减速比 1.62

（2） 发电机组 美国ONAN公司

发电机组型号 ONAN 11MDKAZ 额定功率 11kW （3） 螺旋桨

型号和叶数 特制4叶 旋向 外旋 材料 镍铝青铜 直径 0.729 m 3.2.4 航速 不小于13kn。 3.2.5 续航力

本船续航力为6小时。 3.2.6 人员定额

船员定额4人。

3.2.7 布置概况(详见总布置图)

本船设有舵机舱、机舱、空舱和艏尖舱。主甲板上设上层建筑，设首尾露天甲板。

17

武汉理工大学学术论文

3.2.8 液舱容积

燃油舱净容积 0.96 m3 清水舱 2.149 m3 3.2.9 吨位

总吨位GT 132.595 m3 净吨位NT 66.2975m3

3.3 舾装设备

3.3.1舵设备与布置

（1） 舵的参数选取（见表5.5.2与5.5.3）

参照型船， 取舵面积系数 μ=0.03；

则总舵面积 AR=LBP×d×μ=1.8m2； 单舵面积为0.9m2； （文献[5]P306）

参照尾部结构，舵高取0.787m；

舵宽度为0.572m； 展弦比为1.376； 平衡比e为0.2；

舵剖面采用NACA流线型剖面；

（2）舵的布置

本船为双桨船，双舵置于双桨的后方，这样有利于提高舵效，另外，舵的位置应与桨和船尾型线良好配合。

3.3.2锚泊与系泊设备选取与布置 （1）锚泊设备

由舾装数，按[4]要求，本船首锚应配290Kg大抓力锚2只， 有档焊接首锚链总长度200m，链径16mm。 （2）系泊设备

按[4]要求，配备系船索3根，每根长120米，破断负荷49KN。拖索三根，长度180m，破断负荷98.1KN。艏部布置羊角2只，尾部布置双十字带缆桩2个。 3.3.3 救生设备

（1） 全船配备两个额定乘员数为20人气胀救生筏（每舷1个）。（[3]第4篇中第三章2.1）

（2） 全船配备4个救生圈，其中2只自带自亮灯。救生浮索2只。均匀分配到两舷。（[3]第4篇中第三章2.2）

（3） 配备6枚认可的火箭降落伞火焰信号。（[3]第4篇中第三章2.3）

18

武汉理工大学学术论文

（4） 配备一套通用应急报警系统，以供召集乘客和船员至集合地点和采取应变部署表所列行动之用。（[3]第4篇中第三章2.4） 3.3.4 消防设备

本船按文献[3]第4篇第2章防火章的规定配备消防设备；

（1）本船机舱及机舱棚的前舱壁，风道前壁及两侧采用H30a及分隔； （2）天花板和围壁均采用适当的防火材料加以绝缘； （3）主要舱面设备采用阻燃材料制成；

（4）自吸式消防泵一台，扬程：30M，吸入高度：6m。

（5）本船配备5kg手提式CO2灭火器2具，分别设置在机舱吊机口附近（1具）、机舱（1具）；配备5Kg手提式干粉灭火器4具，分别设置在机舱吊机口附近（1具）、机舱（1具）、驾驶室兼工作舱（2具）；

（6）另配有太平斧1把，半圆形消防桶2只； 3.3.5 通信与助航设备

按照文献[3]第四篇第4章规定。本船配备： 船内通讯

本船设船内广播系统，其中在驾驶室设50W扩音机1台，1只25W对外喊话扬声器装于顶篷甲板艏部，另1只25W扬声器装于顶篷甲板艉部。

船外通讯

(1)甚高频无线装置1部； (2)高频无线装置1部；

(3) 救生艇发双向甚高频无线电话2部； （4）搜救雷达应答器1只； 助航

(1) 本船配置C120型具备卫星定位、测深功能的三合一雷达1套。 (2) 本船设有摄像监视系统一套，驾驶室设有15寸液晶显示器，顶蓬甲板设有带云台彩色摄像机一台。 3.3.6 航行设备

按照文献[3]第四篇第5章规定。本船配备：

（1）驾驶室装有1台固定型操舵磁罗经和1套探测仪； （2）在水平面360°范围测得方位的器具一套； （2）测深手锤一套；

（3）主甲板尾部的左右舷各设YFW6210型后甲板搜索灯1只；

19

武汉理工大学学术论文

（4）配手用测深锤1只，测深杆2根； （5）配置一台自动识别系统； 3.3.7 信号设备

按照文献[3]第四篇第8章规定。本船配备：

（1） 桅灯1盏，左右舷灯各1盏，尾灯一盏，2盏白环照灯作前、后锚灯用，2盏红环照灯，2盏绿环照灯；

（2） 大号球体3个，3面5号中国国旗，1套4号国际信号旗，手旗1副，1

面2号标志旗；

（3） 中型号笛1具，大型号钟1具；

3.3.8 门、窗、盖、梯

（1）本船舱室与外部相通的出入口设置风雨密移门和窗，驾驶室风雨密移门内外设有把手，可在门的内外启闭；

（2）左、右两侧外围壁及前后端壁均设铝质玻璃窗； （3）驾驶室前窗装有车用雨刮器；

（4）机舱、艏尖舱，以及空舱都设置竖梯、水密（或风雨密）舱口盖，燃油舱设置油密人孔盖；

（5）本船共设置直梯2个，其具体布置详见《总布置图》 ； 3.3.9 通风与空调

（1）通风系统

机舱采用自然进风、机械排风的方式。

在主甲板机舱上左右舷处设置风道并在顶篷甲板上设进风口，新鲜空气由此送入机舱，机舱内的污浊空气由设在机舱后部左右舷处的2台抽风机排出。

（2）空调系统

全船采用一套TCL1.5匹分体式空调机对驾驶室进行空气调节。 3.3.10 甲板敷料和舱室绝缘

（1）甲板敷料

露天甲板底层为光钢板，面层涂装油漆； 驾驶室兼工作舱地板铺设橡胶地板； 储物舱地板铺设木地板； （2）隔热和绝缘

甲板的绝热原则：直接暴露的顶篷甲板下敷设50mm厚超细玻璃棉隔热层； 天花板饰面为：波音板。

舱室外围壁敷设50mm厚超细玻璃棉隔热层； 围壁饰面为：铝质蜂窝板；

20

武汉理工大学学术论文

本船机舱及机舱棚的前舱壁，风道前壁及两侧采用50mm厚陶瓷棉毡外敷1mm厚穿孔镀锌板构成H30a级分隔；

4 船舶主要要素确定

4.1 船型的选取

本船为仿古商务接待船，参考相近船舶及本身仿古要求，船型为单体排水型客船，考虑快速性方面的要求及船后对螺旋桨直径的限制，采用双桨。

4.2 主要要素的第一次选定

4.2.1 主要要素选定方法

选择船舶主要要素是设计者理论水平、独立工作能力、综合运用多学科知识和创新能力最集中的体现。这项工作主要考虑五个方面：

1．建造和使用条件的限制； 2.技术性能要求； 3.使用和经济性能要求； 4.采取的技术措施。

本船主要要素的选取参考宝顺轮。宝顺轮主要要素见表4.2.1。

表4.2.1 母型船基本要素

总长 水线长 垂线间长 型宽 型深 设计吃水 排水体积 方形系数 4.2.1 船长

船长对于船舶来说是一个影响很大的要素,船长的选择所考虑的因素较为复杂，对于本船而言，在满足船长尺度限制的条件下，初始选择船长时可以从空船重量、快速性及布置地位三个方面来讨论，并兼顾强度方面的考虑。

（1）从空船重量方面看，船长对船体钢料重量的影响最大，随着船长的增加，空

21

29.89m 27.402m 26.00m 7.00m 3.60m 2.00m 230.70m3 0.6338 棱形系数 中剖面系数 水线面系数 浮心纵向位置

梁拱 首舷弧 尾舷弧

0.7665 0.8269 0.8821 -0.916 0.2 0.6 0.25

武汉理工大学学术论文

船重量也会有较大的增加。但对高速船而言，控制船舶重量极为重要，可以说重量就是航速。因此，从这个角度而言，船长不易选取得过大。

（2）从快速性方面来看，在一定的排水量和航速下，随着船长的增加，剩余阻力因Fn减小和船体变得更瘦长而减小[4][9]，摩擦阻力因湿面积增大而增加。一般来说，总阻力会随着船长的增加而减小。但是，船长的增加会引起空船重量较多的增加，如果快速性上没有显著的增加，则增加船长会使船舶的综合效益下降，从这点来看，船长亦不能过大。

（3）从布置地位方面看，在一定的排水量及甲板面积下，船长的增加会使船舶变“窄”，考虑到高速船前体型线较为尖瘦，若船长选取过大，则易横向布置较为困难，从这点来看，船长的增加应该在布置地位满足要求的前提下。本船为36客位仿古游览船，内设娱乐、VIP豪华包间、卫生间等，将分别布置在主甲板、双层底、驾驶甲板上。

图4.2.2 船底布置草图

依据布置草图图4.2.2，对主甲板以下各舱室长度分析如下： 各部分长度：

LPP =Lm＋LC＋LF＋La

式中： Lm ---机舱长度 (m)

LC--- 绘制布置草图，确定客舱长(m) LF---首垂线之前锚泊所需长度(m) La---尾部系泊作业区长度(m)

根据型船和有关规范，初定机舱长度、首尾舱长度。

舵机舱：参考型船取2.5m

机舱：参考型船取5.538m

隔舱：参考型船取1.5m 首尖舱：参考型船取2.5m

详见图3.5.2。最终确定船舶的长度。 Lpp=24.00m Loa=26.46m Lwl= 24.9m

22

武汉理工大学学术论文

4.2.2船宽

在满足船宽尺度限制的条件下，选择船宽时首先考虑的基本因素是：浮力，总布置（舱容及布置地位）和初稳性高（上，下限要求）。最小船宽常由稳性下限调节和总布置要求所决定，这对于小型船舶和布置地位型船尤其是这样的。对于本船，从如下几方面考虑：

（1）从满足浮力方面看，由于本船为限制吃水船，船宽应适当增大，以满足浮力要求。

（2）从布置地位看，增大船宽可增加舱室宽度，加大甲板面积，对船舶的布置及使用一般是有利的。

（3）从稳性要求看，船宽增大对提高船舶的稳性有显著的效果，但限制吃水的情况下，B太大（尤其是B/d过大）可能会使初稳性高过大，导致横摇加剧。故对本船而言，船宽在能满足布置地位（主要是主机、会议室的布置地位）的前提下，应尽量减小。

（4）从船舶重量方面看，因船宽对空船重量的影响程度小于船长，因此，在同样满足浮力和布置地位的前提下，减小L，增大B是有利的。

（5）从快速性方面考虑，适当增大B以减小Cb，对高速船而言是有利的。 此外，船宽的选取还应考虑尾部螺旋桨之间的干扰问题及高速航行时（尤其是考虑到浅水效应）的尾倾。一般来说，船宽越大，桨的干扰越小，对于推进效率的提高是有好处的，且尾部宽度适当增大，可使尾部变得丰满，可抑制高速航行时尾倾过大。

从布置草图上看，主要客位布置在主甲板上。见图4.2.3。

图4.2.3 主甲板布置草图

23

武汉理工大学学术论文

图4.2.4 驾驶甲板布置草图

4.2.3 型深

满足建造规范即强度要求：L/D≤25；B/D≤4（参考文献【1】） 1 使用性：布置，容量，趸船的配合。 2技术性能要求（注意法规对最小干舷的要求）

稳性：增大型深，进水角大，同时不易上浪进水，对大倾角稳性有利。但重心提高，对初稳性不利，综合考虑。

耐波性：型深小，甲板易上浪，淹湿性不好。

抗沉性：型深小，干舷小，储备浮力小，对抗沉性不利。 总纵强度：大型深对总纵强度有利，注意规范对L/D,B/D的要求。

3 经济性性能：增加型深，大船不一定增加船体重量，小船会增加船体重量。本船属于小船类，增加型深，重量会增加。

4 初估方法

自行统计型船分析综合或利用前人统计图谱资料。

利用统计经验公式，特别是舱容计算公式及干舷规范计算。不同船舶、不同航行水域具体处理。

参考型船暂取D=2.4m 4.2.4吃水

吃水往往受制于港口的航道和泊位的水深，可根据调查情况和参考型船定吃水。 1 限制条件

使用条件：航道、码头、泊位、桥粱、闸门等。T=H-δH 建造条件：船坞、船台、建造条件与设备等。 2 满足浮力方程式。 3 技术性能要求

24

武汉理工大学学术论文

稳性：减少吃水对稳性有利，B/D增大，进水角增大。

快速性：增大吃水，可增加螺旋桨直径，对推进效率有利。同时减小Cb，使剩余阻力降低，特别对中高速船有利。但对浅水阻力不利。

耐波性：吃水浅的船舶易产生砰击和漂移现象，海上航行时耐波性较差。 4 初估方法

自行统计型船分析综合或利用前人统计图谱资料。 利用统计经验公式。

不同船舶、不同航行水域具体处理。 参考型船暂取T=1.25m 4.2.5其它相关系数的计算 傅汝德数Fr

Fr=v/(gl)1/2

其中：v-设计航速，本船为13kn； l-垂线间长初步取24.00；

故， Fr= v/(gl)1/2=0.438；

表4.2.2 初步选定船舶尺度汇总表

船型：单体排水型船

垂线间长：24.00 m 总长：26.46m 水线长：24.9m Fr：0.438

型宽：5m 型深：2.4 m 吃水：1.250m

4.3 初估船舶重量

4.3.1 初估船舶重量必要性

计算船舶重量重心达到下列目的：

（1）浮力与重力平衡

重力 W=∑Wi=空船重量+载重量+排水量储备=LW+DW+3～5%LW 浮力 Δ=ωkLBdCb

25

武汉理工大学学术论文

浮力方程式 Δ=ωkLBdCb= LW+DW+3～5%LW

（2）保证航道对船舶吃水限制的要求

船舶重量超过浮力，船舶的实际吃水会超过设计吃水，船舶不能在限制航道中航行，必须减载航行，影响使用性能和经济性能。同时干舷及储备浮力减少，甲板易上浪，抗沉性、强度等难以满足。

船舶重量小于浮力，船舶的实际吃水会小于设计吃水，既不经济又航行性能带来不利影响。如螺旋桨出水，耐波性变差等。

（3）保证一定的浮态

重量的重心纵向位置Xg与浮力的浮心纵向位置Xb相差过大，难以达到设计的浮态，产生过大的纵倾和横倾，使稳性和横摇受到影响，纵倾调整产生困难。

4.3.2型船资料

表4.3.1重量重心

型船装载

项目 燃油 清水 备品 人,行李 船员 固定压载 舾装 机电 船体 合计

W(t) 7.5 10 2 4.5 1.1 30 35 15 95 200.10

重心高 2.389 3.378 2 7.029 3.5 0.5 4.3 4 2.79 2.91

纵距 14.75 10.632 1.479 1.1 0.5 -2 0.7 -2 0.42 1.00

26

高惯性矩 17.9175 33.78 4 31.6305 3.85 15 150.5 60 265.05 581.73

纵惯性距 110.625 106.32 2.958 4.95 0.55 -60 24.5 -30 39.9 199.80

武汉理工大学学术论文

表4.3.2 重量参数

项目

水线间长Lwl（m） 型宽B（m） 型宽D（m） LwlBD(m2) 主机功率Pb（kw） 船体钢料重量Wh（t） Ch=Wh/LwlBD（t/m3） 木作舾装重量Wf（t） Cf=Wf/LwlBD（t/m3） 机电设备重量Wm（t） Cm=Wm/Pb（t/kw） 重心高度Zg（m）

Zg/D

4.3.2 空船重量的估算

参照表4.3.2宝顺轮重量参数型船资料，分别选取： 每立方模数船体钢料重量Ch=0.103 t/m3 每立方模数木作舾装重量Cf=0.046(t/m3) 机电设备重量系数Cm =0.034 （1）船体钢料重量为：

Wh=ChLBD

Wh= 39.6（t）

（2）木作舾装重量为：

Wf=CfLBD

Wf=14.6016（t） （3）机电设备重量 机电设备重量根据型船取得：

Wm= CmPb

其中Pb——设计船主机功率，根据初估主机功率为600kw Wm=20.4t

27

宝顺轮 27.660 7.000 3.600 697.032 440.000 71.462 0.103 32.000 0.046 15.000 0.034 2.770 0.769

武汉理工大学学术论文

（4）固定压载。本船为了美观，要设置两个较大的风帆，对船舶的稳性有较大影响，可能要加很大的固定压载才能满足稳性要求，这部分压载先计算在排水量储备里面。 （5）排水量储备。理论上应按空船重量的2%计，考虑多方面因素，排水量储备要取到1.492t。

因此得到空船重量为： LW=84.094（t） 4.3.3 载重量的估算

1) 2) 4) 5)

综上所述，排水量：

燃油。取10t 人员及行李。取3t 备品。取0.4t 载重量DW=13.5t

3) 食品及淡水。0.125t

4.3.4 船舶排水量

△=90.39（t）

4.3.5船型系数的确定

一、方形系数的确定

根据满足重量要求的方形系数为：Cb=△/ωkLBT 其中ω——水的密度，为1t/m3

k——(附体体积)壳板系数，为1.006 L——设计船水线长，L=24.9（m） B——设计船型宽，B=5（m） T——设计船吃水，D=1.25（m） Cb=228.657/（1×1.006×24.9×5×1.25）=0.5993 实取Cb=0.599

二、水线面系数

船舶设计中，一般对Cwp的选取是从快速性出发的，然后校核稳性、总布置、及型线等方面是否合适。通常Cwp与Cb有一个大致协调的范围，系列船型给出了下面的建议公式：

Cwp=（0.97-1.01）Cb2/3

综合稳性和耐波性考虑，Cwp取较大合适。因此，Cwp取为 0.76

4.3.6船舶重心的估算 设计船船重心高度Zg

粗估法 Zg=ξD

ξ—系数，取型船0.769

28

武汉理工大学学术论文

D——型深，取2.4 Zg=1.8456（m）

设计船重心纵向位置：

空船总量重心位置，在设计初始阶段可近似用比例于船长L的方法，用母型船资料换算，即：

XgE=CLL

其中：CL——比例系数，取自母型船。CL= —0.0106 L——水线长，L=24.9m

XgE= —0.264

4.4性能校核

4.4.1快速性较核

一、计算主机功率 海军系数法：

P=△2/3V3/C 其中P——主机功率，kw △——设计排水量，90.39t V——设计航速，为13kn

C——海军系数，根据近似型船资料确定。C=△02/3V03/P0，其中△0 =183.56t、V0 =10kn、P0 =440kw为型船的值。C=73.41

则P=473.56kw，若用两台主机，则每台主机所需功率为236.78kw

二、统计回归公式

V=2.42Lpp0.17273B-0.22589d-0.06644CB-0.41631 (P/0.736) 0.205N-0.01033

其中P为螺旋桨收到功率（kw）

N为螺旋桨转速（r/min） V=13.07286kn 满足任务书中不小于13kn要求

4.4.2稳性较核

一、初稳性高的估算 由船舶设计原理5-54公式：

GM＝a1T+ a2B2/T－ζD （文献【2】公式5-54）

其中a1——与船型系数Cb、Cwp及型线有关的系数，按诺吉德公式：

a1=（1/2）（Cwp/Cb）1/2=0.537

a2——与Cwp及型线有关的系数，按方-杰佛里特公式：

29

武汉理工大学学术论文

a2=（1/11.4）（Cwp2/Cb）=0.0767 ζ——系数，取0.808 则GM=0.265 二、相对初稳性高

GM/B=0.053对于小型沿海客船，通常GM/B为0.05--0.07，满足要求 三、横摇周期

根据船舶摇摆理论，船的横摇固有周期Tφ与初稳性高度GM直接有关。

船舶自摇周期可近似写成：

Tφ=0.58*（（B2+4*Zg2）/GM）1/2（文献【1】公式5.3.49） 其中 B——型宽，5m

Zg——船重心高度，1.8456m GM——船的初稳性高，0.265m

则Tφ=7.88(s) 要求周期大于6-8s，符合要求。

4.5 主尺度的最终确定

经过一系列的校核，最终设计方案的主尺度为：

表3-9 主尺度及功率汇总表

项目 垂线间长 型宽

数值 24.00m 5.00m

项目 型深 吃水

数值 2.40m 1.25m

项目 方形系数 主机功率

数值 0.599 236.78kW×2

5 型线设计

5.1概述

船体型线是关系船舶技术、经济性能的全局性设计项目之一。

主尺度确定之后，型线设计应与总布置设计互相配合进行。正式的型线图是后续的结构设计性能计算的依据。型线设计的好坏直接影响到船舶的快速性、稳性、耐波

30

武汉理工大学学术论文

性等性能，同时也会影响到船舶的总布置和建造工艺。因此，型线的设计要从多方面来考虑。

5.1.1要保证设计船具有良好的航运性能

一般来说，除了应具有足够的浮力之外，主要还应从快速性、耐波性、稳性、及抗沉性上来考虑船体水下部分的型线；同时水上部分的外形和尺寸也很重要，力求做到船体水下和水上两部分型线在几何上的合理配合。 5.1.2应满足总布置的要求

满足总布置的要求包括需要的甲板面积、船舱尺度、舱口尺寸、机舱和设备的布置、浮态调整等。在总布置和性能相矛盾时，应适当降低对某些性能的要求，以照顾布置上的经济、合理、实用和安全。

5.1.3考虑结构合理、简易，达到施工、维修方便

在型线设计中考虑船舶性能、总布置、结构、工艺等要求时，首先要根据不同类型船舶的不同使用特点，综合权衡。设计中可参照优秀的母型船型线，并按设计船要求用适当的方法作适当的修改。另外还要注意外观造型，考虑美观和造型方面的要求，考虑型线与上层建筑等的相互协调。同时考虑建造的合理性和工艺施工的方便合理性 5.1.4 控制型线的主要要素

①横剖面面积曲线； ②设计水线和甲板边线； ③横剖线形状； ④侧面轮廓线。

型线设计应首先考虑和确定以上要素。选择好这些要素，生成型线时就可以得到有效的控制。 5.1.5 型线主要设计方法

型线设计的方法概括起来有三种：自行设计法、改造型线法、应用系列型线[11]。实际上，各种方法不能截然地分开。自行设计法也要广泛利用型船和系列型线资料，改造型船法也要体现设计者的主观意图。

5.2主要型线要素选择

5.2.1棱形系数Cp和舯部面系数Cm

Cp的大小反映了浮力沿船长的分布，Cp大表示船长分布的比较均匀，Cp小味

31

武汉理工大学学术论文

浮力相对比较集中在船中，而船的首尾两端尖瘦。棱型系数Cp的选择与舯剖面系数Cm 和方形系数CB 的选择一起考虑。因为Cp = CB /Cm . 从阻力的影响来看，是Cm不重要的，因此，Cm的选择很大程度上是考虑与Cp的配合。

棱形系数对船的剩余阻力影响比较大，而对摩擦阻力影响极小。Cp对对剩余阻力的影响主要表现在兴波阻力上，它是随船的相对速度变化的。Cp的选择与航速的关系大致如下：低速船，其兴波阻力对总阻力的影响比较小，但选区比较小的Cp还是有利的。低速船的Cb一般比较大，所以这种情况下Cm都取得比较大，以利于减小Cp。这里，Cm取与型船一致：

Cm=0.8269 则Cp =0.6530

5.2.2浮心纵向位置Xb

浮心纵向坐标的位置Xb决定了船前后半体的相对丰满度。Xb的选择主要从快速性上有利的最佳浮心位置和与总布置所确定的重心纵向位置相配合这两个方面来考虑。

从阻力方面看，当浮心位置改变时，前体的兴波阻力和后体的形状阻力比例发上变化。例如，浮心的位置向后移动，前提丰满度就减小了，后体丰满度增大，因而形状阻力由小变大，而兴波阻力由大变小。因此，对应于给定速度的船，存在着一个阻力最小的最佳浮心位置。

浮心位置的选取，除了考虑快速性因素以外，还应与重心纵向位置配合，使船有适当的浮态。

设计船重心纵向位置： （1）

空船总量重心位置，在设计初始阶段可近似用比例于船长L的方法，用母型船资料换算，即：

XgE=CLL （文献【1】公式3.5.9）

其中：CL——比例系数，取自母型船。 L——水线长，L=24.9m

32

武汉理工大学学术论文

表5.2.1 母型船重量重心资料

母型船

重心高m 纵距m 4.3000 0.7000 4.0000 -2.0000 2.7900 0.4200 2.8031 -0.1463

项目 W(t)

舾装 35.0000 机电 15.0000 船体 95.0000 空船重量 175.0000 CL 0.0106m 因此，XgE=-0.264m

5.2.3 船首形状

高惯性矩 150.5000 60.0000 265.0500 490.5500

纵惯性距 24.5000 -30.0000 39.9000 -25.6000

本船首柱形状采用常规倾斜式船首，这种船首的优点有：可使满载水线以上部分的水线较为瘦削，同样具有减小纵摇运动，降低波浪中的阻力增值，增加甲板面积，改善淹湿性，并体现美观。但应该注意的是：如采用倾斜式船首，满载水线以下不宜切去过多，否则缩短了水下部分的水线，对阻力性能不利。 5.2.4 船尾形状

本船尾部为方尾形式（驱逐舰式船尾），其特点是将水线附近的尾部水线向后作适当延长，相当于增加水线长度，见图5.2.1，可有利于减小兴波阻力和粘压阻力。

图5.2.1 方尾虚长度示意图

5.2.5 首尾舷弧、首升高甲板和舷墙高度

表5.2.3 首尾舷弧

舷弧

首舷弧Sf（0.05-0.06）Lpp

尾舷弧Sa（1/2Sf）

标准舷弧 0.9667 0.4833

33

型船 0.6 0.25 实取型船 0.5 0.25

武汉理工大学学术论文

设计船首尾舷弧小于标准舷弧，需干舷校核。参考文献【3】第三章干舷校核 干舷校核： (1)基本干舷

Fo=KD1(mm)

其中：K ——系数，K=116

D1——计算型深，D1=2.4m 则Fo= 300mm

（2）方形系数对干舷的修正

f1=0.6Fo（Cb-0.68） f1=44mm

（3）上层建筑对干舷的修正

f2=-C（80+4L）（mm） f2 = 105 mm

（4）非标准舷弧面积对干舷的修正

f3=500(（A-a）/L)×(1.5-(l/L))(mm)

f3= 28 mm

夏季干舷： F=Fo+f1+f2+f3

则F= 477 mm

设计船实际干舷1150mm 满足最小干舷

5.3横剖面面积曲线的生成

5.3.1主尺度改造

34

武汉理工大学学术论文

图5.3.1 母型船横剖线图

当新船与母型船的主尺度不同，需作尺度变换，常用的是线性变换，即： 长度：X=X0（L/L0） 其中：L——设计船垂线间长，L=24.00m L0——母型船垂线间长，L0=26.00m

则X=0.9231X0

宽度：Y=Y0（B/B0）

其中：B——设计船型宽，B=5.0m B0——母型船型宽，B0=7.0m

则Y=0.7143Y0

吃水：Z=Z0（d/d0）

其中：d——设计船吃水，d =1.25m d0——母型船吃水，d0=2.0m

则Z=0.625Z0

线型变化以后得到中间船型的型线图。 5.3.2生成型船的横剖面面积曲线

35

武汉理工大学学术论文

在中间船型型线图中的横剖面图上创建面域，量取面积，以垂线间长为横坐标（mm），各站面积缩小400倍为纵坐标（mm3），绘出横剖面面积曲线。

图5.3.2 型船的横剖面面积曲线

5.3.3横剖面面积曲线的改造

将中间型船的横剖面面积曲线图5.3.2作为新船的横剖面面积曲线，由于Cm保持不变，作Cp和Xb修正即可

（1）Cp修正

设计船的小与母型船的，则应将型船的面积曲线减小。采用（1-△Cp法）（详见文献【2】p233修改棱形系数（1-△Cp法）），修改得到图3.5.3

36

武汉理工大学学术论文

图5.5.3 Cp修正后的横剖面面积曲线

（2）Xb修正

本设计船使Xb向后移动，采用迁移法。 1）在基线上取K点，其距中值等于型船的Xb0

2）取B点的水平距中值为设计船的Xb，其垂直距离ˉy=Cp/（1+Cp） 3）连接KB

4）过基线上各占作直线KB的平行线

5）过型船的面积曲线上各占面积坐标点作水平线交上述各平行线于1’、2’、3’ 4’········

（6）连接各节点1’、2’、3’4’········成光顺曲线即为设计船的横剖面积曲线。

经过上述两步修改后，初步得到了满足设计要求的Cp、Xb的面积曲线。但由于修改法本身的近似性，以及作图中的误差，所以还必须进一步计算曲线下所围得面积及其形心纵向位置。若计算结果与设计船要求的Cp及Xb相符即可，否则再应当作适当小的修改使其相符。

37

武汉理工大学学术论文

表5.3.1 Cp修正参数

K B

设计船CP y＝Cp/（1+CP） B在CAD中高 (mm) 修正以后得到图3.5.4

距中值（mm） 纵坐标（mm） 距中值（mm） 纵坐标（mm）

-13.64424211

0

-47.05403617 14528.90663 0.599 0.4357 6330.3

图5.5.4 Xb修正后的横剖面面积曲线

5.4 型值变换

把母型船面积曲线与设计船面积曲线进行对比，可以得到各站面积迁移量，利用相同迁移量将中间船型线图上（半宽图）各站进行迁移（迁移距离与面积曲线对应站迁移距离相同，方向也相同），迁移后得到设计船该站下的横剖面，直接读出各水线在站线的半宽值B，由于这之前已经对型船进行了仿射变换，此半宽值即为设计水线的半宽值。便可画出该站下的横剖线，于是得到设计船水下部分横剖线图如图5.4.2。

38

武汉理工大学学术论文

图5.4.1 型值变换

图5.4.2设计船水下部分横剖面图

5.5型线图绘制

5.5.1绘制格子线

在CAD中，用阵列命令生成格子线。格子线为设计船水线，分别为：250wL,500wL，750wL，1000wL，1250wL，1500wL，1750wL，2000wL, 2250wL。 5.5.2绘制水下部分半宽水线图

此处按照“宽相等”的原则[17]，依横剖线图图5.4.2水下部分横剖线图进行绘制。

5.5.3绘制首尾侧面轮廓线

39

武汉理工大学学术论文

（1）首部侧面轮廓线

图5.5.1首部侧面轮廓线

（2）

尾轮廓线

尾部轮廓需与螺旋桨，舵配合。

1) 一般船舶的桨、舵间隙示意图如下（图5.5.2）

图5.5.2 船舶的桨、舵间隙示意图

各数值大小如表5.5.1

40

武汉理工大学学术论文

表5.5.1 单桨船桨与尾型和舵之间配合参数 单桨船桨与尾型和舵之间的最小间隙

规范名称 长江水系钢船建造规范 钢质海船入级建造规范

注：

为避免螺旋桨在纵摇时露出水面，特别为避免空泡的产生，应保证桨叶的沉水深度e。叶稍沉深不小于下列值：

单桨船： e=（0.25～0.30）D

双桨船： e=（0.45～0.50）D 2）舵的相关估算

舵面积的大小对船舶的转动性能起主导作用。

a 0.10D 0.12D

b 0.28D 0.20D

C 0.10D 0.14D

d 0.04D 0.04D

D为螺旋桨直径（mm）

AR=μLppd （㎡）

其中：μ

————舵面积系数

Lpp————垂线间长 d——————设计吃水

舵面积系数μ按船舶设计实用手册2007取

2.1%～5.0%

本船取 μ

= 3%

表5.5.2 设计船舵面积计算

舵面积估算

Lpp（m） d（m）

41

则相关计算如下：

24 1.25

武汉理工大学学术论文

Μ

AR=μLppd （m2） 则：

表5.5.3舵参数

h（m） b（m） AR=h×b（㎡） 3） 螺旋桨初选直径

0.787 0.572 0.9

3% 0.9

展弦比λ=h/b 平衡系数e 导边离中心线（m） 1.376 0.2 0.1144

根为轮廓限制初选螺旋桨直径D=1.344m。螺旋桨与为轮廓配合参数见图5.5.3

图5.5.3 设计船尾轮廓

5.5.4 甲板边线侧面轮廓线、首升高甲板边线盒和舷墙顶线

前面已选取了舷弧、首甲板和舷墙高度，参考文献【4】p162舷弧画法。

6.静水力计算

型线绘制完成并光顺后，将各站型值量出，填好静水力性能计算要素表。通过静水计算程序计算得出静水力计算结果,检查程序运行的结果是否与设计参数相一致，如果不满足则需对型线进行修改。

根据计算结果绘制静水力曲线图、邦金曲线图和稳性横截曲线图。在附录里附本船静水力计算详细数据和结果。

其主要结果如下：

42

武汉理工大学学术论文

表6.1 静水力数据

图6.1 静水力曲线图

43

武汉理工大学学术论文

表6.2 稳性插值曲线数据

图6.2 稳性插值曲线

44

武汉理工大学学术论文

表6.3 邦金曲线数据

45

武汉理工大学学术论文

图6.3邦金曲线

6. 总布置设计

6.1 概述

总布置设计是船舶总体设计的重要内容之一，它不但对船的使用效能和航行性能有十分重要的影响，而且是其它各项设计和计算的主要依据

在详细绘制总布置图时，需根据设计要求，参照型船及法规、规范，正确合理地划分船舶主体；设置上层建筑；布置船舶舱室和设备；正确规划通道及出入梯口。需要注意的是，总布置设计的具体工作中还包括调整船舶的浮态，妥善合理地安排船的各部分重量沿船长方向的分布及垂向的分布，协调稳性和摇摆性。这是因为由总布置所确定的船舶各项重量的分布，影响到船舶的纵倾，横倾及船舶重心高度，从而影响到船舶的浮态和稳性。

总布置设计主要包括：

（1）对船舶主体及上层建筑进行总体规划 （2）调整船舶的浮态 （3）布置船舶舱室及设备 （4）规划及设计交通路线

（5）注意结构合理性，提高船舶结构强度 （6）参照建筑学和美学要求进行造型设计

针对本船，总布置设计主要考虑以下几个方面因素：

（1）要保证会议室、驾驶室及机舱的布置地位，如会议室的净空高度应不小于1.9m，机舱应能保证两台主机有足够的安装空间，且这三部分的窗户高度应能保证船员视线基本不受影响。

（2）保证船舶有适宜的浮态和稳性，降低船侧面受风面积（这就要求总布置尽量简化），适当降低重心高度，使船舶有一定的吃水，避免螺旋桨的飞车。

46

武汉理工大学学术论文

（3）在主甲板允许的条件下，尽可能改善船员的工作和生活环境，如在会议室净空高度满足要求的前提下，尽量减小盲区长度。尤其在高速航行时，易产生尾倾，控制盲区长度极为重要[1][6]。

（4）本船属于内河高速船舶，控制控制重量极为重要，故总布置应尽量简单，并要考虑建造施工的可行性，尽量简化工艺过程（批量生产时，效果显著）。

6.2总体布局的区划

本船采用倾斜式首柱，单甲板，双桨双舵，从船首到船尾依次为首艏尖舱（其内布置锚链舱等）、娱乐舱、船员室、卫生间、燃油舱、机舱、舵机舱。

6.3 主船体内船舱的划分

6.3.1 肋骨间距 标准肋骨间距

Sb=0.0016Ls+0.5（m）

式中：Ls ——结构计算船长（m），即垂线间长，但小于水线长的96%，且不大于水线长的97%，Ls大于200m时，取为200m。

则Sb=0.545m

首尾尖舱内的肋距Sb≯0.60m，防撞舱壁至距首垂线0.2 Ls区域内，Sb≯0.70m 实取肋距为0.50m 6.3.2 水密舱壁

我国船级社《内河船舶建造规范》规定Ls<=60m的尾机型船舶水密舱壁总数应不少于3道，至少有一道防撞舱壁，一道尾尖舱舱壁，机器处所每端一道舱壁。本船设置4道舱壁。

（1）#3 尾尖舱舱壁

尾尖舱的长度主要考虑舵机的安放及隧道对其形状的影响。

由于本船选取舵机为RYD-WB型人力液压舵机，尺寸为1312mm×210mm×340mm，故尾尖舱长度为2m时，满足舵机布置要求。

（2）#14 机舱舱壁

机舱的布置地位在总布置设计过程中极为重要。一方面，机舱的位置直接影响到船舶重心位置，为了避免过大的尾倾，且充分利用船中部较为丰满的型线，本船设计为中后机型；另一方面，机舱长度的选取应考虑到桨轴与船体的交角（交角过

47

武汉理工大学学术论文

小，会增加建造方面的困难），这与中后型机舱的设计思路一致。

（3）#42 空舱舱壁

本空舱长14m，可用作储藏室，放置杂物。

（4）#45 首尖舱舱壁

首尖舱防撞舱壁距首垂线1.5m。按《内河船舶建造规范》1.12.3防撞舱壁布置要求：防撞舱壁应位于距首垂线不小于船长的5%而不大于3m加船长的5%。 6.3.3 甲板与平台

客船甲板层数根据主船体内布置旅客起居处所和公共处所以及其他舱室的要求，可以有二、三层甚至多层甲板及平台。本船为小型客船，主体内设置双层底和一层甲板及必要平台便能满足要求。在舵机舱内，设置舵机舱平台。

由于主船体下要设置活动舱室，因此甲板层高度应不小于2.0m的要求。为了便于在有限的空间内增加布置的地位，在舵机舱中设置舵机舱平台。 6.3.4 双层底

船舶无论从使用考虑还是安全性考虑，一般都需设置双层底；从使用方面看，双层底可以装载油水和压载水。从安全性方面看，船舶触礁、搁浅等海损事故中船底是最易损坏的部位，设置双层底可大大提高船舶的抗沉能力。双层底的设置，应在适应船舶设计及船舶正常作业的情况下，尽实际可能自防撞舱壁延伸至尾尖舱舱壁。本船船长小于30m，属于小船，在机舱部分不设双层底。舵机舱有平台，也可不设双层底。其他部位设置双层底，其内侧延伸至船舷两侧。

在船体中纵剖面处应设置中桁材。中桁材高度ho应不小于: ho=25B+42d+300mm,且不小于650mm 其中：B——船宽，B =5m

d——吃水，d =1.25m

则ho=477.5mm，根据施工要求，双层底的高度在0.9m-1.5m。本船双层底高度为1.0m 6.3.5 液舱

这里所指的液舱包括装载燃油、滑油、淡水和压载水舱等。液舱的设置应与机舱布置及管系布置相协调；还应注意其对稳性、破舱稳性和纵倾的影响。通常要求到港时不要产生首纵倾，因此最好在船的首、尾部都能布置部分消耗液舱。如有困难则最好是使出港时带稍大的尾纵倾，而到港时使船近于平浮状态。本船液舱包括燃油舱、污水舱、清水舱。燃油舱以深舱的方式设在机舱前端，节省输油管道长度。卫

48

生间下面的双层底设置污水舱。在隔舱中沿船宽对称布置清水舱。

武汉理工大学学术论文

6.4 上层建筑的划分

本船设置两层上层建筑，主甲板上和驾驶甲板上。上层建筑采用古建筑式船楼的形式。

主甲板上建的高度取为2.3m（通常上层建筑的层高为2.5m左右）。布置在#10～#38肋位上。沿船上方向分别布置：

#10～#14 商店和机舱入口 #14～#24 娱乐室 #24～#33 会议室

驾驶甲板上建高度为2.3m。布置在#18～#45肋位上。沿船长方向分别布置：

#23～#34 豪华包间 #34～#38 驾驶室

6.5舱室和通道的布置

在完成船舶总体布局与区域规划后，进入交通路线与舱室的布置。

在进行舱室布置时，合理的组织、利用和分配空间，充分提高船舶有限空间使用率，尽量的扩大舱室的空间感。如本船为使舱室尽量放大，将甲板走道宽仅设为1m（这样的尺寸也并不会妨碍船员在甲板的行走），舱内走道宽度定位0.7m。

6.6舾装设备的选取和布置

6.6.1舵设备

舵的参数选取

参照型船，取舵面积系数 μ=0.03；

则总舵面积 AR=LBP×d×μ=1.8m2； 单舵面积为0.9m2；

参照尾部结构，舵高取0.787m；

舵宽度为0.572m； 展弦比为1.376； 平衡比e为0.2；

舵剖面采用NACA流线型剖面；

6.6.2锚泊与系泊设备选取与布置

49

武汉理工大学学术论文

舾装数的计算：

参考文献【4】中3.2.1.2，舾装数N按下式计算： N=△2/3+2Hb+A/10

式中：△ ——夏季载重线下的型排水体积，△=89.806 t；

B——船宽，B =5m ；

H——从夏季载重线到最上层舱室的有效高度，

H=a+∑hi

式中：

a——从船中夏季载重线量至上甲板的距离，a=1.146m；

hi——各层宽度大于B/4的舱室在中心线出量计的层高，∑hi=4.806m H=5.952m

A——在满载水线以上的船体和各层上层建筑及甲板室宽度大于B/4的

甲板室围壁的侧投影面积，A=84.5m；

2

则N=74.014 （1）锚泊设备

由舾装数，按【4】要求，本船首锚应配290Kg大抓力锚2只， 有档焊接首锚链总长度200m，链径16mm。 （2）系泊设备

按【4】要求，配备系船索3根，每根长120米，破断负荷49KN。拖索三根，长度180m，破断负荷98.1KN。艏部布置羊角2只，尾部布置双十字带缆桩2个。 6.6.3 救生设备

参考文献【3】第4篇第三章救生设备的规定。

（5） 全船配备两个额定乘员数为20人气胀救生筏（每舷1个）。（【3】第4篇中第三章2.1）

（6） 全船配备4个救生圈，其中2只自带自亮灯。救生浮索2只。均匀分配到两舷。（【3】第4篇中第三章2.2）

（7） 配备6枚认可的火箭降落伞火焰信号。（【3】第4篇中第三章2.3） （8） 配备一套通用应急报警系统，以供召集乘客和船员至集合地点和采取应变部署表所列行动之用。（【3】第4篇中第三章2.4） 6.6.4 消防设备

本船按文献【3】第4篇第2章防火章的规定配备消防设备；

50

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vnxw.html