內(nèi)河客船設(shè)計任務(wù)書

1、目 錄摘 要4關(guān)鍵詞4Abstract5Keywords5前 言61 設(shè)計任務(wù)書分析71.1 設(shè)計任務(wù)書提要71.1.1 課題名稱71.1.2 航區(qū)、航線、用途7船級71.1.4 船型7主機7航速7續(xù)航力與自持力與乘客7性能7消防、救生設(shè)備81.2 任務(wù)書分析81.3 設(shè)計流程81.31 設(shè)計思路81.3.2 設(shè)計流程圖92 主尺度論證102.1 根據(jù)母型船估算排水量10母型船：85客位內(nèi)河游輪船。102.1.2 排水量估算10確定主機功率102.2 確定主尺度11船型的選取113 型線設(shè)計133.1 型線圖133.2 本船型線圖設(shè)計繪制134 靜力學(xué)計算144.1程序簡要說明14運行程序數(shù)據(jù)

2、144.2 靜水力數(shù)據(jù)14靜水力數(shù)據(jù)計算154.3穩(wěn)性橫截曲線16靜穩(wěn)性曲線的繪制164.4邦戎曲線174.41邦戎曲線的繪制174.5橫剖面積曲線175 各種裝載情況浮態(tài)及穩(wěn)性計算185.1滿載出港重量重心計算185.2滿載出港穩(wěn)性計算185.3自由液面修正205.4滿載穩(wěn)性計算表205.5 橫搖周期計算215.6干舷校核215.6極限靜傾角，進(jìn)水角，最小傾覆力臂計算235.7空載到港重量重心計算235.8空載到港穩(wěn)性計算235.9空載穩(wěn)性計算表256 螺旋槳設(shè)計256.1船型基本資料256.2. 艾亞法估算阻力266.3 螺旋槳基本因素276.31主機型號27推進(jìn)因子的確定27槳葉數(shù)Z的選

3、取27槳型的選取說明28根據(jù)估算的AE/A0選取圖譜286.4終結(jié)設(shè)計28空泡校核29計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線306.5系柱推力計算32計算船舶系泊狀態(tài)螺旋槳有效推力與保持轉(zhuǎn)矩不變的轉(zhuǎn)速32槳轂設(shè)計32參考文獻(xiàn)35摘 要本論文是闡述了90客位內(nèi)河游輪的設(shè)計。內(nèi)河游輪在國內(nèi)的開發(fā)比較快，在內(nèi)河航道上不僅可以用來發(fā)展旅游觀光，促進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時可以在旅游淡季充當(dāng)水上巴士，緩解城市內(nèi)的交通壓力，并有效的改善城區(qū)內(nèi)的空氣質(zhì)量。設(shè)計階段首先是對設(shè)計方案進(jìn)行論證,方案論證的依據(jù)主要是設(shè)計任務(wù)書、母型船的資料和相關(guān)的規(guī)范。確定了新船的主尺度之后，接著是進(jìn)行總布置設(shè)計，型線設(shè)計，并對其性能作出

4、分析論證。本文從主尺度設(shè)計、總布置設(shè)計和型線設(shè)計三個方面進(jìn)行論證。確定船舶的長、寬、型深及吃水等；繪制船舶的橫剖面面積曲線、半寬水線圖、橫剖面圖，并由型線圖進(jìn)行靜水力計算，繪制出邦戎曲線，穩(wěn)性橫截曲線，靜穩(wěn)性曲線，動穩(wěn)性曲線，各種裝載情況浮態(tài)及穩(wěn)性計算。關(guān)鍵詞：內(nèi)河游輪；主尺度；穩(wěn)性 AbstractThis paper described the design of the 90 class river cruise.The river cruise is relatively fast development in the country, not only in the inland w

5、aterways can be used to develop tourism, and promote the development of tertiary industry in the tourist off-season to act as a water bus to ease the traffic pressure on the city, and effectively improve the urban within the air quality.The design phase first demonstration of the design program, the

6、 demonstration program is mainly based on the book design, the parent ship information and related specifications.After the determine for main dimensions of the new ship, followed by the general layout is profile design, and its performance is an analysis of the argument.From the main scale design,

7、general layout and three aspects of line design and conduct feasibility studies. Determine the ship's length, width, depth and draft; draw the ship's cross section area curve, the half-width waterline Figure transverse section, the hydrostatic calculations by type chart, draw out the curve o

8、f the bonjean, and stability of cross-cut-off curve, the static stability curve, the dynamic stability curve, a variety of loading conditions the floating state and stability calculations.Keywords: river cruise; main scale; stability前 言全文內(nèi)容包括任務(wù)書分析，主尺度及要素的確定，船體型線設(shè)計，船舶性能計算，總布置設(shè)計，調(diào)查報告，英文翻譯等內(nèi)容。整個設(shè)計過程以快速

9、性、穩(wěn)性和經(jīng)濟性為中心。確保設(shè)計的船具有標(biāo)準(zhǔn)的航速，改善設(shè)計船的穩(wěn)定，同時具備良好的經(jīng)濟性。設(shè)計船的主要數(shù)據(jù)如下：總長LOA=27.5m, 垂線間長LPP=24.5m, 設(shè)計水線長Lw=25.8m, 型寬B=5.1m, 型深D=1.5m, 吃水T=0.9m, 排水量=63.2t， 浮心縱向位置Xb=-0.2788m (舯后)，方形系數(shù)Cb=0.510, 棱形系數(shù)Cm=0.610, 舯剖面系數(shù)Cm=0.825，水線面系數(shù)CW=0.7975。由于本人水平和經(jīng)驗有限，文中難免有不當(dāng)之處。懇請老師批評和指教，提出寶貴的意見，我將不勝感激！ 1 設(shè)計任務(wù)書分析1.1 設(shè)計任務(wù)書提要 課題名稱90客位內(nèi)河

10、游輪總體方案設(shè)計及性能研究。 航區(qū)、航線、用途適航范圍為武漢東湖至武漢沙湖以及連接兩湖的楚河，屬于內(nèi)河淺水航道，主要用來發(fā)展沿武漢中央文化區(qū)的旅游觀光業(yè)，同時作為水上巴士，緩解城區(qū)的交通擁堵的壓力，并改善城區(qū)空氣質(zhì)量。船級滿足中華人民共和國船舶檢驗局辦法的有關(guān)規(guī)范。 船型船型是指船舶的主船體特征，包括上層建筑、機艙部分、船艙劃分、甲板層數(shù)、甲板間高等。船舶的類型主要由載重型船舶和布置型船舶，本設(shè)計船為內(nèi)河游輪，屬于布置型船舶。設(shè)計中要首先考慮各種規(guī)范對布置型船舶的要求，通過滿足規(guī)范的要求并同時兼顧經(jīng)濟性來完成主尺度的設(shè)計。它除裝備了基本的船用設(shè)備外，船內(nèi)設(shè)有航空座椅，保證乘客在乘坐游艇時的舒適

11、性，同時能欣賞到湖面的風(fēng)光和內(nèi)河兩岸的楚文化風(fēng)景。主機雙機雙槳，雙主機最大功率2×120馬力。航速在深海、靜水、風(fēng)力不超過蒲氏2級、無污底，在設(shè)計吃水狀態(tài)下，以最大持續(xù)功率輸出的情況下，航速為21.7km/h。續(xù)航力與自持力與乘客在正常航行狀態(tài)下，自持力為10小時，乘客定額90人。性能確定該船擁有當(dāng)先進(jìn)的、雙柴油機、固定螺距螺旋槳。具有船速快、機動性高，快速反應(yīng)能力強等特點。在湖面航行過程中，能保持良好的穩(wěn)性，橫搖周期控制在保持舒適的范圍，能讓乘客享受到觀光游艇的優(yōu)勢。消防、救生設(shè)備消防：應(yīng)按建造規(guī)范消防設(shè)備部分的規(guī)定來配置和布置。全船設(shè)水滅火系統(tǒng)，客艙上甲板區(qū)域設(shè)基本泡沫滅火系統(tǒng)，

12、機艙設(shè)高壓CO2滅火系統(tǒng)，水滅火系統(tǒng)，手提式泡沫滅火系統(tǒng)，手提式CO2滅火系統(tǒng)。救生：船舶救生設(shè)備常用的有救生艇、救生筏、救生浮、救生圈和救生衣等。設(shè)計船的救生設(shè)備種類與配備數(shù)量依船舶類型、航區(qū)、人數(shù)和船長等因素按內(nèi)河船舶救生設(shè)備規(guī)范1.2 任務(wù)書分析目前水上旅游行業(yè)在國內(nèi)發(fā)展還處于早期，發(fā)展水上旅游行業(yè)的前景廣闊。任務(wù)書要求船舶航線是從武漢東湖經(jīng)楚河到武漢沙湖，沿途經(jīng)過武漢磨山風(fēng)景區(qū)，梅園，武漢植物園，楚河漢街。武漢東湖是全國最大的城中湖，沿湖岸的風(fēng)景區(qū)較多，目前武漢城區(qū)內(nèi)公交擁堵，出行交通不便，開發(fā)武漢至沙湖的航線，不僅可以開發(fā)東湖沿岸的水上旅游行業(yè)，同時緩解城區(qū)內(nèi)的交通壓力，并改善城區(qū)內(nèi)

13、空氣質(zhì)量。在設(shè)計過程中，要保證船舶在旅游淡季時可以作為水上巴士，在旅游旺季時作為觀光游輪，要對母型船的木作舾裝做改善，采用動車式的軟座靠椅，并在船舶上設(shè)置觀光陽臺。1.3 設(shè)計流程1.31 設(shè)計思路本船設(shè)計采用85客位內(nèi)河游輪作為母型船，考慮到設(shè)計要求中的載重量與母型船相差不大，而母型船本身線型比較光順，屬于優(yōu)良型船。并且航線所處的環(huán)境與設(shè)計船舶相似，為了使設(shè)計及船舶設(shè)計安全可靠。本船在設(shè)計時采用母型船線型，在船首尾處增加面積，保證旅客的安全，這樣在不改變排水量的前提下更經(jīng)濟性。由于船長的變化沒有對總體型線產(chǎn)生較大影響，這樣的對母型船的阻力特性，穩(wěn)性，浮態(tài)及其他方面沒有很大的影響.。在按照母型

14、船型線繪制完成后，根據(jù)設(shè)計船舶排水量和吃水的要求，調(diào)整浮態(tài)和首尾吃水，得到設(shè)計船舶的主尺度要素，再通過sta軟件計算船舶靜力學(xué)數(shù)據(jù)，校核計算滿載出港和空載到港的穩(wěn)性，以及設(shè)計船舶快速性。1.3.2 設(shè)計流程圖在設(shè)計過程中首先優(yōu)先滿足任務(wù)書設(shè)計要求，同時進(jìn)行一定程度的優(yōu)化，最終結(jié)合其它方面的設(shè)計計算情況最終確定其它要素.2 主尺度論證2.1 根據(jù)母型船估算排水量母型船：85客位內(nèi)河游輪船。表2-1 85客位內(nèi)河游輪主尺度總長 Loa 26.9 m舯剖面系數(shù) Cm 0.870水線長 Lw 25.8 m棱形系數(shù) Cp 0.630兩柱間長 Lpp 24.8 m水線面系數(shù) Cwp 0.720型寬 B 5

15、.1m半進(jìn)水角 ie 20 °型深 D 1.5 m設(shè)計吃水 T 0.9 m排水量 59.2 t浮心縱向位置 xb -0.25 m方形系數(shù) Cb 0.547甲板梁拱 f 0.1 m2.1.2 排水量估算按一般游輪的排水量估算排水量，游輪屬于一般布置船，設(shè)計船舶載客數(shù)為90人，載重量增加，型線與母型船一致，船體內(nèi)部舾裝件需改造，船舶載重量和船體空船重量改變，根據(jù)母型船排水量，修正設(shè)計船舶排水量為：排水量 =63.2t。2.1.3確定主機功率用海軍系數(shù)法來估算新船的主機功率和航速，選主機：P = 2/3V3 / C 其中P主機功率，kw設(shè)計排水量，63.2tV設(shè)計航速，為21.5km/hC

16、海軍系數(shù)，根據(jù)近似型船資料確定。根據(jù)母型，計算后所需功率小于母型船主機功率，即沿用母型主機主機，采用兩臺主機，每臺主機所需功率為120hp。2.2 確定主尺度船型的選取本船為鋼制內(nèi)河客輪，參考相近船舶及，船型為單體排水，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。1) 船長Lbp內(nèi)河船舶在選擇船長時會受到航道曲率影響，在求得排水量后，從阻力觀點進(jìn)行校核，使選擇的船長盡可能在阻力的“谷”點，但由于影響客輪船長的因素較多，也可以按照速長比來確定。此次設(shè)計中，由于母型船船型優(yōu)良；根據(jù)內(nèi)河船舶設(shè)計手冊7-1圖4，阻力峰值與V/L的關(guān)系查的，此時船舶阻力處于阻力“谷”點。即取母型船船長為設(shè)計

17、船長Lbp=24.5 m；2）方形型船Cb (3.5)由于設(shè)計船舶屬于淺水內(nèi)河客輪，主尺度受到限制，不得不加大方形系數(shù)以保證排水量的要求。由提高運載能力方面考慮，再加上本船對航速的要求，根據(jù)母型船方形系數(shù)，以及內(nèi)河船舶設(shè)計手冊7-1圖五中，方形系數(shù)與速長比的關(guān)系，修正初取方形系數(shù)CbCb=0.51 3）吃水的選擇由航道的限制，已經(jīng)目前航道上營運的船舶資料，設(shè)計船舶的平均吃水TT=1.0m4）船寬B的確定內(nèi)河船舶選取船寬時主要從滿足穩(wěn)性，艙室布置等要求來考慮。內(nèi)河船舶由于吃水限制上層建筑較高，根據(jù)內(nèi)河船舶設(shè)計手冊，為保證船舶的穩(wěn)性一般B/T值取得較大，多數(shù)在4.5以上。根據(jù)母型船，已經(jīng)航道吃水的

18、限制，設(shè)計船舶的船寬：B=5.1m5）型深D的確定根據(jù)船舶吃水和干舷的要求，設(shè)計船舶型深：D=1.5m表2-2 設(shè)計船主尺度匯總表船型：單體布置型船垂線間長：24.5m型寬：5.1m總長： 27.5m型深：1.5 m水線長： 25.8m吃水：0.9m方形系數(shù)： 0.500浮心距舯：-0.2788m上表即是設(shè)計船舶的主尺度要素。根據(jù)設(shè)計船舶的主尺度安排總布置的設(shè)計和螺旋槳設(shè)計。3 型線設(shè)計3.1 型線圖船舶下蓋外殼的形狀，主要是通過型線圖來表示。船體形狀的表達(dá)，具體地說，主要是表示船體外板型表面和甲板型表面的形狀。船舶設(shè)計時，通常主要從航行性能、總體布置和結(jié)構(gòu)及工藝上的要求來確定船體下蓋外板型表

19、面的形狀，因此船舶外板型表面通常是形狀復(fù)雜的光滑曲面。型線圖是在三個相互垂直的投影面上，以船體型表面的截交線、投影線和外輪廓線表示船體外形形的圖樣。型線圖不僅表示了船舶的形狀和大小，還是計算船舶航行性能，繪制其他船舶圖樣和進(jìn)行船舶放樣的主要依據(jù)。3.2 本船型線圖設(shè)計繪制此次畢業(yè)設(shè)計主要是依靠母型船設(shè)計型線，由于母型船本身線型優(yōu)良，阻力性能良好，并且母型船航行的航道和設(shè)計船舶類似，都是在內(nèi)河和湖泊內(nèi)航行，并同時為旅游船。在設(shè)計過程中，設(shè)計船舶的外形基本與母型船一致，在甲板以下的型線是相同的，保證船舶的優(yōu)良線型，在甲板以上部分，船舶的上層建筑根據(jù)現(xiàn)在旅游市場的需要進(jìn)行改造，保證旅游船的舒適度和現(xiàn)

20、代化。4 靜力學(xué)計算4.1程序簡要說明本船使用原華中理工大學(xué)船舶系張銘歌副教授編制的“船舶靜水力計算程序”計算。程序可用于計算普通單體船型、雙體船、渦尾、隧道尾等船型。該程序采用辛普森第一方法及梯形法計算擬合曲線下的面積和面積矩。計算程序用Fortran語言編制、數(shù)據(jù)檢查程序用Basica語言編寫。程序供數(shù)十艘實船設(shè)計使用，并為本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計使用。計算結(jié)果準(zhǔn)確，可信度高。4.1.1運行程序數(shù)據(jù)通過程序的數(shù)據(jù)要求用文本文檔的格式編輯，先輸入型值表數(shù)據(jù)，再根據(jù)繪制的型線圖，在橫剖面曲線和半寬水線曲度較大的地方進(jìn)行插值，并且要在端點修正，使程序運行的圖形光順，閉合。再通過運行的的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。4

21、.2 靜水力數(shù)據(jù)NoTVXbZbAwXfTPCMTC100.083-5.692-0.0292.497-4.3620.025020.38.594-0.3990.19351.5530.370.5160.44930.627.879-0.0160.37775.981-0.0630.760.86940.953.761-0.2030.5697.305-0.8870.9731.49851.284.791-0.460.74109.532-0.931.0951.89661.5119.234-0.5810.917119.241-0.7551.1922.252NoTZmZmlCbCwCmCpCvp100.18818

22、9.15800.0201.093020.35.082133.3910.2290.4130.5810.3950.55630.63.86279.8490.3720.6080.7250.5130.61240.93.3471.6110.4780.7790.8060.5930.61451.22.99257.7610.5660.8770.8560.6610.64561.52.84749.0860.6360.9540.8910.7140.6674.2.1靜水力數(shù)據(jù)計算根據(jù)程序運行的數(shù)據(jù)，在CAD中繪制靜水力曲線，先根據(jù)估算的排水量，曲線中取得相應(yīng)的吃水。此時吃水T=1.0m。再根據(jù)此時的吃水，在曲線上查詢相

23、應(yīng)的靜水力數(shù)據(jù)。當(dāng)設(shè)計船舶滿載出港時，排水量為63.2t，此時吃水T=1.0m；方形系數(shù)Cb=5.10；橫剖面系數(shù)Cm=0.825；水線面系數(shù)Cw=0.7975；橫穩(wěn)性半徑BM=3.12米；浮心縱向坐標(biāo)Xb=-0.2788；滿載重心高度Zg=1.72m。當(dāng)設(shè)計船舶空載到港時，排水量為53t，此時吃水T=0.88m；方形系數(shù)Cb=5.10；橫剖面系數(shù)Cm=0.825；水線面系數(shù)Cw=0.7975；橫穩(wěn)性半徑BM=3.22米；浮心縱向坐標(biāo)Xb=-0.1928；空載重心高度Zg=1.50m。靜水力曲線圖繪制完成。如下圖所示；4.3穩(wěn)性橫截曲線橫截穩(wěn)性曲線是繪制靜穩(wěn)性曲線的基礎(chǔ)，根據(jù)船舶在橫傾后的入水

24、和出水楔形所形成的體積矩，求得不同排水體積不同橫傾角的浮力作用線至假定重心的距離，然后，再根據(jù)穩(wěn)性橫截曲線求出某一排水體積時假定穩(wěn)性臂隨橫傾角的變化曲線，再根據(jù)重心高度的變化加以修正，繪制該裝載情況下的靜穩(wěn)性曲線。 4.3.1靜穩(wěn)性曲線的繪制根據(jù)程序計算獲取上述數(shù)據(jù)，獲得不同橫傾角時的排水體積和靜穩(wěn)性臂。然后以靜穩(wěn)性臂為縱坐標(biāo)，以排水體積為橫坐標(biāo)繪制下圖所對應(yīng)不同橫傾角的穩(wěn)性橫截曲線圖。根據(jù)上述穩(wěn)性橫截曲線圖，可以根據(jù)船舶在各種裝載情況下的排水量以及其重心高度，按照公式：l=ls-（ZG-ZS）sin；計算出船舶靜穩(wěn)性臂當(dāng)船舶處于滿載出港狀態(tài)時，排水量為63.2t，當(dāng)船舶處于空載到港時，排水量

25、為53t。再根據(jù)不同的排水量可以求出對應(yīng)的靜穩(wěn)性臂。4.4邦戎曲線根據(jù)邦戎曲線圖，可以計算出任意縱傾水線下的排水體積和浮心位置4.41邦戎曲線的繪制 根據(jù)計算所得的每個站號所對應(yīng)的橫剖面面積As和橫剖面面積對基平面的靜矩Moy在不同水線的值，以吃水為縱坐標(biāo)，以As和Moy為橫坐標(biāo)。為了縮短圖紙的長度和使用方便，在繪制邦戎曲線圖時，對船長和型深采用不同的比例。邦戎曲線圖繪制完成。如下圖所示；4.5橫剖面積曲線依據(jù)繪制好的邦戎曲線，可以求出不同水線時個站號下所對應(yīng)的橫剖面面積，再以站號為橫坐標(biāo)，以個橫剖面面積為縱坐標(biāo)，繪制橫剖面面積曲線。根據(jù)船舶在任一水線下的橫剖面面積曲線，可以方便的求出該水線下

26、的排水體積和浮心縱向坐標(biāo)，是設(shè)計新船型型線圖的主要根據(jù)之一。橫剖面面積曲線圖以繪制完成。如下圖所示，表示的是在滿載情況下的橫剖面面積曲線；5 各種裝載情況浮態(tài)及穩(wěn)性計算5.1滿載出港重量重心計算滿載出港母型船設(shè)計船舶各種裝載情況重量，重心計算重量垂向重量垂向項目tZg(m)tZg(m)空船49.11.5551.41.55旅客行李（第一客艙）2.422.72.2旅客行李（第二客艙）3.9754.34.054.5燃油滑油20.530.5備品與供應(yīng)品1.3511.6751.7淡水0000船員，行李0.3750.80.3750.859.21.763.21.725.2滿載出港穩(wěn)性計算根據(jù)滿載出港的排水廊

27、，在穩(wěn)性橫截曲線上求出對應(yīng)排水量在假定重心高度時，不同橫傾角的靜穩(wěn)性臂。橫傾角lssinZg-Zssin（Zg-Zs）l0001.7200100.5579640.17361.720.2985920.259372200.9940440.3421.720.588240.405804301.209530.51.720.860.34953401.314040.64271.721.1054440.208596501.344720.7661.721.317520.0272601.3187970.8661.721.48952-0.17072依據(jù)上述數(shù)據(jù)，繪制靜穩(wěn)性曲線圖繪制完成靜穩(wěn)性曲線后，通過對面積積分，

28、在CAD中直接用面域求出在不同橫傾角時，靜穩(wěn)性曲線下的面積，從而計算得出動穩(wěn)性臂。根據(jù)靜穩(wěn)性曲線和動穩(wěn)性曲線可查出，船舶最大靜傾角為20.1°，最大靜穩(wěn)性臂為0.407m。5.3自由液面修正船上設(shè)有淡水艙，燃油艙的艙柜，如果艙內(nèi)液體沒有裝滿，則船舶在傾斜的時候，艙內(nèi)的液體也將流向傾斜一舷，且液面保持與水面平行，即會產(chǎn)生自由流動的自由液面。當(dāng)液體流動后，液體的體積的形狀發(fā)生變化，他的重心向傾斜的一側(cè)移動，會產(chǎn)生一個額外的傾斜力矩，其結(jié)果會降低船舶的穩(wěn)性。根據(jù)總布置中在船底艙布置的兩個水艙，和兩個個燃油艙，即需要對自由液面進(jìn)行修正；此時通過CAD中的面域工具，查詢出水箱的面積以及自由液面

29、對船縱中剖面的慣性矩ix。經(jīng)查詢可知：單個水箱的自由液面修正值為： -=-0.12m單個燃油艙的自由液面修正值為；-=-0.08m總的自由液面的修正值為；l=-（0.12+0.08）×2=-0.4m5.4滿載穩(wěn)性計算表經(jīng)過自由液面修正后，并在靜水力曲線中查值，并填入下表；-1.320.80da=d+(L/2-xf)t/L1.20df=d-(L/2+xf)t/L3.121.721.80065.5 橫搖周期計算1).計算規(guī)范根據(jù)內(nèi)河船舶設(shè)計手冊，航行于內(nèi)河航區(qū)的船舶，應(yīng)考慮波浪和陣風(fēng)對船舶橫搖的影響： 由于設(shè)計船舶屬于內(nèi)河游輪，根據(jù)規(guī)范，k=071；式中h為修正后初穩(wěn)性高。計算得：=4.

30、2s5.6干舷校核 根據(jù)中華人民共和國海事局于2011 年頒布的船舶與海上設(shè)施法定檢驗規(guī)則（內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則）進(jìn)行干舷計算。船舶最小干舷F 按下式計算： F = F0 + f1 + f2 + f3 mm式中： F0船舶的基本干舷，mmf1型深對干舷的修正值，mmf2舷弧對干舷的修正值，mmf3艙口圍板高度及艙室門檻高度對干舷的修正值，mm（一）基本干舷：F0由船長L=27.5m，設(shè)計船屬于B型船舶及航區(qū)為“C”級，查閱表.1可得該船的基本干舷F0=145mm。（二）型深對干舷的修正值：f1船長與計算型深比L/D=27.5/1.5=18.34>15,則不作干舷修正：f1=0mm（三

31、）舷弧對干舷的修正值： f2由船長L=27.5m，設(shè)計船屬于B型船舶及航區(qū)為“C”級，查閱表.1可得首弧Ysb=187.5mm，尾弧Ywb=94mm，故f2=Ysb/6+Ywb/6+C(Ysb/6- Ywb/6) =187.5/6+94/6+0.3×（187.5/6-94/6） =51.6mm（四）艙口圍板高度及艙室門檻高度對干舷的修正值：f3由于艙口圍板和艙室及艙棚門檻的實際高度大于表.1 規(guī)定，故不作修正；此時f3=0 。故最小干舷F = F0 + f1 + f2 + f3=145+0+51.6+0=196.6mm。 本船型深D=1.5m，設(shè)計吃水T=1.0m,實際干舷大于500

32、mm，滿足最小干舷要求5.6極限靜傾角，進(jìn)水角，最小傾覆力臂計算極限靜傾角，進(jìn)水角，最小傾覆力臂計算見表5.9；Mqtf.m0.1712注：極限靜傾角v大于10度時，由規(guī)范應(yīng)該取10度；甲板開口進(jìn)水角j由排水量在進(jìn)水角曲線中查得；最小傾覆力臂在動穩(wěn)性曲線中查得5.7空載到港重量重心計算空載到港母型船設(shè)計船舶各種裝載情況重量，重心計算重量垂向重量垂向項目tZg(m)tZg(m)空船49.11.5551.11.55旅客（第一客艙）0000旅客（第二客艙）0000燃油滑油備品與供應(yīng)品1.3510.8250.35淡水0000船員，行李0.3750.80.3750.851.0251.

33、49531.55.8空載到港穩(wěn)性計算 根據(jù)滿載出港的排水廊，在穩(wěn)性橫截曲線上求出對應(yīng)排水量在假定重心高度時，不同橫傾角的靜穩(wěn)性臂。橫傾角lssinZg-Zssin（Zg-Zs）l0001.500100.5695090.17361.50.26040.309109201.0338550.3421.50.5130.520855301.303250.553225401.4294120.64271.50.964050.465362501.4076820.7661.51.1490.258682601.4501460.8661.51.2990.1511466800.961.51.440

34、依據(jù)上述數(shù)據(jù)，繪制靜穩(wěn)性曲線圖。繪制完成靜穩(wěn)性曲線后，通過對面積積分，在CAD中直接用面域求出在不同橫傾角時，靜穩(wěn)性曲線下的面積，從而計算得出動穩(wěn)性臂5.9空載穩(wěn)性計算表經(jīng)過自由液面修正后，并在靜水力曲線中查值，并填入下表-1.390.70da=d+(L/2-xf)t/L1.10df=d-(L/2+xf)t/L3.211.501.8656 螺旋槳設(shè)計6.1船型基本資料雙槳、雙舵、橫骨架式設(shè)計水線長：LWL=25.8M;垂線間長：LPP=24.5M型寬：B=5.1m;型深：D=1.5m設(shè)計吃水：Td=1.0m;方型系數(shù)：Cb=0.510排水量：=63.2t;棱型系數(shù)：Cp=0.61縱向浮心坐標(biāo)X

35、b= -0.2788m縱向浮心位置Xc=1.02%LL/1/35.950.64 13.6234寬度吃水比數(shù)B/T5.6676.2. 艾亞法估算阻力 艾亞法是分析大量船模和實船實驗的結(jié)果，其實用范圍較廣，一般對中，低速商船比較實用，也可用與正常尺度的海洋拖輪，但對于近代高速商船和大型豐滿船型，偏差較大。根據(jù)內(nèi)河船舶設(shè)計手冊，艾亞法估算內(nèi)河船舶的阻力偏大，因此在估算阻力后，會乘上一個系數(shù)，確保阻力估算的準(zhǔn)確。艾亞法有效功率估算表：速度Vkn10.260110.800111.718112.4201速度V(km/h)192021.723速度V(m/s)5.27785.55566.02786.3889F

36、roude數(shù)Vs/gL0.34040.35840.38880.4121標(biāo)準(zhǔn)C0查圖7-3275250200160標(biāo)準(zhǔn)Cbc,查表7-50.51810.48800.43680.3977實際Cb(肥或瘦)(%)0.510.510.510.51Cb修正(%)0.65000-0.06909-0.25643-0.43222Cb修正數(shù)量1178.75000-17.27172-51.28587-69.15595已修正Cb之C1453.75000232.72828148.7141390.84405B/T修正%0.036670.036670.036670.03667B/T修正數(shù)量，2-91.01540-46.6

37、8178-29.82981-18.22194已修正B/T之C2362.73460186.04650118.8843272.62211長度修正39.930515.093363.254671.98816已修正長度之C3372.66512191.13986122.1389974.61027V31080.066311259.736191609.047331915.90127PE (kW)30.2606768.81376137.55025268.11521修正后PE(KW)22.69551 51.61031103.1626201.0864并根據(jù)求得數(shù)據(jù)繪制有效馬力曲線圖6.3 螺旋槳基本因素6.31主機

38、型號型號：6135CA標(biāo)定轉(zhuǎn)速：1500r/min標(biāo)定功率：Ne=2×120kW推進(jìn)因子的確定(1)伴流分?jǐn)?shù)本船為雙槳內(nèi)河客輪，故使用巴普米爾公式估算=0.165Cxb(1/3/D)1/2-=0.165*0.547*(3.8974/0.92)1/2-0.1*(0.3889-0.2)=0.155(2)推力減額分?jǐn)?shù)t使用商赫公式估算：t=0.25+0.14t=0.25+0.14=0.25*0.155+0.14=0.18(3)相對旋轉(zhuǎn)效率近似地取為R =1.00(4)船身效率H =(1-t)/(1-)=(1-0.18)/(1-0.155)= 0.97槳葉數(shù)Z的選取 根據(jù)一般情況，雙槳船多用

39、四葉，加之四葉圖譜資料較為詳盡、方便查找，故選用四葉。槳型的選取說明由于本船為內(nèi)河游輪，能保證多數(shù)時間在滿載狀態(tài)。MAU型螺旋槳屬于在滿載的時候效率較高，B型是屬于各種狀態(tài)效率相對較高。此船本應(yīng)選擇MAU型較為合適，因而這次仍舊選用MAU型螺旋槳。根據(jù)估算的AE/A0選取圖譜選取MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70圖譜。6.4終結(jié)設(shè)計 列表按所選圖譜（考慮功率儲備）進(jìn)行終結(jié)設(shè)計得到3組螺旋槳的要素及VsMAX，功率儲備取5%，軸系效率S=0.98，齒輪箱效率G=0.98螺旋槳敞水收到功率PD0=Ps*0.95*0.98*0.98 =120*0.95*0.98*0.98 =109.48

40、hp由圖譜可查得：項目單位假定航速Vkn10.260110.800111.718112.4201VA=VS*(1-)kn8.60829.06139.831510.4204PDOhp109.4800109.4800109.4800109.4800BP=n*(PDO)0.5/VA2.524.388621.453417.495315.1269Bp4.93854.63184.18273.8893AU4-40P/D0.72600.74800.78800.801059.800056.800051.600050.500000.6290.6460.6670.686PTE=PD0*0HRhp66.797068.

41、602470.832572.8502D0.94720.94700.93340.9683AU4-55P/D0.77600.80200.84600.879058.500055.300050.600047.400000.61500.63200.65600.6740PTE=PD0*0HRhp65.310367.115669.664371.5758D0.92660.92200.91530.9088AU4-70P/D0.79200.82100.85700.921057.80054.90050.10046.70000.5770.6010.63200.6370PTE=PD0*0HRhp61.27563.824

42、67.11667.647D0.9150.9150.9060.895 據(jù)上表結(jié)果可繪制PTE、P/D及0對V的曲線。通過CAD軟件，繪制每個漿型的推進(jìn)功率與估算有效馬力曲線的交點，并通過交點作垂線，查出垂線與之對應(yīng)的、P/D、0以及V。在繪制過程中，由于設(shè)計船舶為雙槳船，即螺旋槳推進(jìn)功率乘以二，繪制出與有效馬力曲線的交點。保證與螺旋槳的推進(jìn)效率曲線有交點。從PTE-f(V)曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點，以此點位橫坐標(biāo)，可得不同盤面比所對應(yīng)的設(shè)計航速及螺旋槳最佳要素P/D、D、Vs及0如下表所列。PTEDP/D0VSMAU4-4070.949051.500550.93387660.789232

43、40.668098911.763692MAU4-5569.718150.5055450.91518470.84695120.65650511.738146MAU4-7066.028650.405580.90716180.85200650.621806811.657164空泡校核由圖解法求出不產(chǎn)生空泡的最小盤面比及相應(yīng)的Vs、MAX、P/D、0、D.按柏努利空泡限界線中商船(設(shè)計船舶為內(nèi)河客輪，運行狀態(tài)與商船類似，處于滿載狀態(tài)居多）上限線，計算不發(fā)生空泡之最小展開面積比。槳軸沉深hs由船體型線圖取0.8mp0-pv=pa +hs -pv =(10330+1000*0.8-174)kgf/m2 =

44、10956kgf/m2計算溫度t=15, pv=174kgf/m2, PDO=109.48hp=100.00kgf*s2/m4。序號項目單位數(shù)值A(chǔ)U4-40AU4-55AU4-701AE/A00.400.550.72VMAXkn11.76369211.73814611.6571643VA=0.5144*VMAX*(1-)m/s5.0775.0665.0314(0.7ND/60)2(m/s)2335.84335.84335.845V0.7R2=VA2+(4)(m/s)2361.62361.51361.1561/2V0.7R21841318408183907=(p0-pv)/(1/2V0.7R2)

45、0.595000.595190.595778c(查圖5-20）0.2050.2050.2059推力T=75*PD*0/VAkgf10801064101510需要投射面積AP=T/(c*1/2V0.7R2)m20.2860.2820.26911需要展開面積 AE=AP/(1.067-0.229*P/D)m20.3230.3230.30912A0=D2/4m20.6850.6580.64613需要的AE/A00.4710.4910.478據(jù)上述結(jié)果作下圖，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比以及所對應(yīng)的最佳螺旋槳要素通過CAD繪制上圖后，再查出合適的盤變比如下：AE/A0=0.468,P/D=0.8274,D=0.9221m,0=0.664,VMAX=11.7544kn。計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線由MAU4-70，MAU4-55，P/D=0.828的敞水性征曲線內(nèi)插得到MAU4-468，P/D=0.8274，原始插值如下，其數(shù)據(jù)為：J0.80.91MAU4-5510KQ0.4200.3800.3100.2700.2300.1800.1400.1000.060KT0.3300.3000.2300.1900.1500.1100.0700.0300.001KQ0.0420.0380.0310.0270.023