船舶設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)

1、 本科課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 船舶設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 提交日期 2011年6月26日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，內(nèi)容如下： 1.課程設(shè)計(jì)題目：一艘多用途工作船的船型方案主尺度的設(shè)計(jì) 2.應(yīng)完成的項(xiàng)目： （1）總體設(shè)計(jì)方案構(gòu)思 （2）船舶主尺度及排水量確定 （3）編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3.參考資料以及說(shuō)明： （1）船舶設(shè)計(jì)原理顧敏童主編，上海交通大學(xué)出版社出版，2001 （2）船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)，中國(guó)船舶工業(yè)總公司編，中國(guó)交通科技出版社，20074.課程設(shè)計(jì)的基本要求： （1）在對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書(shū)進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，對(duì)新船的設(shè)計(jì)方案必須有一個(gè)方案構(gòu)思，提出設(shè)想和對(duì)各種可能存在

2、的問(wèn)題進(jìn)行分析和思考。 （2）對(duì)選用的母型船資料和各種估算方法應(yīng)分析其合理性和適用性。 （3）在選擇新船主要要素過(guò)程中，除了考慮技術(shù)因素以外，必須考慮到新船的經(jīng)濟(jì)性，例如造價(jià)、營(yíng)運(yùn)成本等因素。本課程設(shè)計(jì)中，不要求對(duì)新船的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算和論證，但是在新船的主尺度選擇中必須考慮經(jīng)濟(jì)性因素，并對(duì)此進(jìn)行必要的分析和討論。 （4）應(yīng)勾畫(huà)總布置草圖，區(qū)劃主船體艙室等，以便能較為準(zhǔn)確地校核布置地位和艙容。 （5）空船重量和主要性能的估算或計(jì)算要求可靠和準(zhǔn)確；初穩(wěn)性計(jì)算至少應(yīng)包括兩種裝載情況。 （6）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)能反映設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)工作的全過(guò)程，每一部分都應(yīng)有必要的說(shuō)明和小結(jié)，應(yīng)條理清楚，文字通

3、順，排版工整，要求用計(jì)算機(jī)打字成文。5.本課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)于 2011年6月20日發(fā)出，應(yīng)于2011年6月26日前完成 目 錄第一章 緒論 5 1.1 概述 5 1.2 研究意義 5 1.3國(guó)內(nèi)外多用途工作船的發(fā)展 6 1.4 課程設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書(shū) 61.5 課程設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容和基本要求 71.6 方案構(gòu)思 81.7 母型船資料 8 第二章 船舶主尺度及排水量的初步估算 102.1確定主尺度應(yīng)考慮的因素 102.2主尺度選擇的一般步驟 112.3 主尺度的確定方法 11 2.3.1根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料和近似計(jì)算公式來(lái)確定船長(zhǎng)范圍 11船寬的初步估算 122.3.3型深D和吃水d的確定 122.3.4方

4、形系數(shù)的估算 122.3.5 其它船型系數(shù)的確定 122.3.6 船舶重量估算及載重量的估算 132.3.7 船舶重量估算 132.4 小結(jié) 13 第三章 性能平衡及校核 143.1 艙容及重力與浮力平衡校核 143.1.1艙容校核 14重力與浮力平衡校核 153.2 初穩(wěn)性校核 163.2.1初穩(wěn)性高度及橫搖周期估算 16 3.3自由航速校核 17 3.3.1計(jì)算有效馬力曲線 17總推進(jìn)系數(shù)計(jì)算 183.4 干舷校核 203.5 本章小結(jié) 21第四章主尺度方案的確定 22結(jié)束語(yǔ) 22參考文獻(xiàn) 22第一章 緒論1.1 概述本課程設(shè)計(jì)是與船舶與海洋工程專業(yè)主干課程船舶設(shè)計(jì)原理課程配套的實(shí)踐性課程

5、。它的任務(wù)是通過(guò)課程設(shè)計(jì)來(lái)加深對(duì)船舶設(shè)計(jì)原理理論知識(shí)的理解，重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。本課程設(shè)計(jì)要求按照技術(shù)任務(wù)書(shū)，完成一艘多用途工作船的船型方案主尺度的設(shè)計(jì)。本課程設(shè)計(jì)是在船舶設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合一學(xué)期所學(xué)內(nèi)容，綜合分析計(jì)算出所要求的船只。因?yàn)橹R(shí)和時(shí)間的限制，本計(jì)算是較粗略的，在excel表格中計(jì)算只是大體滿足了基本的要求。主尺度計(jì)算主要是通過(guò)母型船的公式，估算和校核基本依照書(shū)本所給的公式。通過(guò)最后調(diào)試和校核，最后得到是滿足所給主機(jī)功率的各項(xiàng)數(shù)值。因?yàn)閷W(xué)識(shí)所限，感覺(jué)純?cè)谥S多漏洞，希望老師在批改的時(shí)候能指正。1.2 研究意義隨著海上石油和天然氣開(kāi)發(fā)工程的迅

6、速發(fā)展， 為海上工程提供各種服務(wù)的特種工作船舶，已成為海上石油和天然氣勘探和開(kāi)采工程不可缺少的一個(gè)組成部分。其主要用途是： 1）作為鉆井、采油、修井作業(yè)等各類平臺(tái)或海上其他大型漂浮物遠(yuǎn)距離拖航的主拖船，執(zhí)行拖帶等作業(yè)任務(wù)； 2）執(zhí)行鉆井、采油、修井等各類平臺(tái)或海上其他大型構(gòu)筑物的安全守護(hù)、搶險(xiǎn)救助任務(wù)； 3）執(zhí)行鉆井、采油、修井等各類平臺(tái)供應(yīng)燃油、淡水、鉆井水、鉆采器具、液態(tài)泥漿、水泥等物資； 4）為鉆井、采油、修井等各類平臺(tái)、浮吊進(jìn)行起拋錨、移位、就位等生產(chǎn)施工作業(yè)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是物資載運(yùn)、拖帶、供油、供水、供水泥、消防等。這要求船舶有較好的操縱性，能夠適合在各種風(fēng)浪、流條件下靠離平臺(tái)，適合

7、在復(fù)雜海況下拖帶平臺(tái)就位。 該類船上除了具備通用的拖輪設(shè)備外，安裝的專用設(shè)備主要有：導(dǎo)管式或噴水式推進(jìn)器、全回轉(zhuǎn)螺旋漿、首側(cè)推裝置、大功率的消防炮、泡沫消防系統(tǒng)等。 通過(guò)以上分析可以看到，多用途工作船具有很多的功能，并要求具有處理海上突發(fā)性事故的能力。 1.3 國(guó)內(nèi)外多用途工作船的發(fā)展趨勢(shì)多用途工作船的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)由不成熟到逐漸成熟的發(fā)展過(guò)程。以勝利石油管理局的多用途工作船為例，船總長(zhǎng) 46.23 米，型寬9.80 米，型深3.20 米，總噸 496噸，凈噸149 噸，吃水 1.40 米，主機(jī)功率 370KW×2，僅具有一定的物資供應(yīng)能力和小型拖帶能力，不具備拖帶現(xiàn)有平臺(tái)的能力。對(duì)

8、鉆井平臺(tái)一口井位的物資供應(yīng)需要多個(gè)航次，且拉運(yùn)水泥需要裝載水泥的專用車輛，不具備對(duì)外消防能力；而 10000HP多用途工作船是勝利油田有限公司“十五”期間海洋石油生產(chǎn)的重要工程之一，它的建造是為提高油田應(yīng)對(duì)海域及周邊海區(qū)突發(fā)性事件的緊急救助能力，減少因惡劣天氣和海況對(duì)財(cái)產(chǎn)和生命安全造成的損失。該船具有拖力大、功能強(qiáng)、用途多、設(shè)備先進(jìn)的特點(diǎn)，是目前我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的大馬力、具有動(dòng)力定位功能和強(qiáng)大消防功能的多用途工作船。隨著能源產(chǎn)業(yè)和海洋工程事業(yè)的迅速發(fā)展，多用途工作船也根據(jù)海上作業(yè)需要不斷發(fā)展，船舶性能逐漸改善，船舶功能逐步完善，能夠滿足多種海上作業(yè)需求，成為真正意義上的多用途工作船。1.4 課

9、程設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書(shū) 1）船型及用途 本船為雙機(jī)、雙槳海洋多用途拖輪，主要用于拖帶、消防、港口作業(yè)等多種用途，航行于近海海域。 2）船級(jí)及規(guī)范 本船入中國(guó)船級(jí)社，設(shè)計(jì)建造應(yīng)滿足中國(guó)船級(jí)社現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)則及有關(guān)公約的要求。 3）穩(wěn)性與干舷 本船穩(wěn)性與干舷應(yīng)滿足中國(guó)海事局 2004 年頒布的船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則·國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則中對(duì)近海航區(qū)拖輪的要求。 4）船體結(jié)構(gòu) 本船為全焊接鋼質(zhì)拖輪，骨架形式按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求選用橫骨架式，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸按中國(guó)船級(jí)社鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范 （2006）進(jìn)行設(shè)計(jì)。 5）船員 本船定員為14 人。 6）航速、拖力 航速：在風(fēng)力不超過(guò)蒲氏風(fēng)標(biāo)

10、3 級(jí)、主機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，拖輪在滿載狀態(tài)靜水中航行時(shí)的自由航速大于 13.0 節(jié)，拖帶航速 6 節(jié)。 系柱拖力：400kN。 7）主機(jī)、齒輪箱 主 機(jī)：型 號(hào) 6320ZCd-6型柴油機(jī)（或自選） 額定功率 1470kW×2 額定轉(zhuǎn)速 525 轉(zhuǎn)/分 齒 輪 箱：型 號(hào) GWC45·49 轉(zhuǎn)速范圍：400900 轉(zhuǎn)/分 減 速 比：2.4671：1 8）續(xù)航力 本船續(xù)航力為 3000 浬，能攜帶燃料油500 噸，輕柴油35 噸，滑油9 噸，淡水320噸。 9）自持力 本船自持力為30 天。 1.5 課程設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容和基本要求1.5.1 課程設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容1）總

11、體設(shè)計(jì)方案構(gòu)思；2）船舶主尺度及排水量確定；3）編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。1.5.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求1）在對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書(shū)進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，對(duì)新船的設(shè)計(jì)方案必須有一個(gè)方案構(gòu)思，提出設(shè)想和對(duì)各種可能存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和思考。2）對(duì)選用的母型船資料和各種估算方法應(yīng)分析其合理性和適用性。3）在選擇新船主要要素過(guò)程中，除了考慮技術(shù)因素以外，必須考慮到新船的經(jīng)濟(jì)性，例如造價(jià)、營(yíng)運(yùn)成本等因素。本課程設(shè)計(jì)中，不要求對(duì)新船的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算和論證，但是在新船的主尺度選擇中必須考慮經(jīng)濟(jì)性因素，并對(duì)此進(jìn)行必要的分析和討論。4）應(yīng)勾畫(huà)總布置草圖，區(qū)劃主船體艙室等，以便能較為準(zhǔn)確地校核布置地位和艙容。5）空

12、船重量和主要性能的估算或計(jì)算要求可靠和準(zhǔn)確；初穩(wěn)性計(jì)算至少應(yīng)包括兩種裝載情況。6）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)能反映設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)工作的全過(guò)程，每一部分都應(yīng)有必要的說(shuō)明和小結(jié)，應(yīng)條理清楚，文字通順，排版工整，要求用計(jì)算機(jī)打字成文。1.6 方案構(gòu)思按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，本船為海洋多用途拖輪，應(yīng)具備以下特點(diǎn)：1）較高的自由航速；2）保證優(yōu)良的操縱性；3）具備較大的系柱拖力；4）足夠的穩(wěn)性和適航性；5）海洋多用途拖輪應(yīng)有的其他性能和設(shè)備。根據(jù)以上的特點(diǎn)，本船設(shè)計(jì)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：1）本船采用雙機(jī)雙槳，以獲得較高的自由航速，快速到達(dá)作業(yè)海域。2）為保證本船優(yōu)良的操縱性，應(yīng)力求減小船長(zhǎng)。3）為提高本船的推進(jìn)效率，增加拖力

13、，應(yīng)加大尾吃水，以增大螺旋槳的直徑。4）在保證足夠穩(wěn)性和適航性的情況下，型深不應(yīng)過(guò)大，以免引起重心升高和受風(fēng)面積的增大。5）本船應(yīng)需配備以下主要設(shè)備：大功率的自動(dòng)拖纜機(jī)，相應(yīng)能力的起吊設(shè)備和對(duì)外消防設(shè)備等。1.7 母型船資料一、概述 本船是航行于沿海航區(qū)的 2940KW 的海洋多用途拖輪。鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，單連續(xù)甲板，長(zhǎng)首樓，雙機(jī)，雙槳，雙舵船舶，主要任務(wù)是營(yíng)救遇難船舶，拖帶擱淺、觸礁以及失去機(jī)動(dòng)能力的船舶返回安全地區(qū)。 二、主尺度及主要要素 船 長(zhǎng) LOA 57.62m 垂線間長(zhǎng) LPP 49.40m 型 寬 B 12.00m 型 深 D 5.00m 設(shè)計(jì)吃水 d 4.20m 滿載排水量 1852.

14、1t 方形系數(shù)CB 0.723 棱形系數(shù)CP 0.794 舯剖面系數(shù)CM 0.911 水線面系數(shù)CW 0.900 浮心縱向位置XB -2.122m 自由航速V 12kn 三、主機(jī) 型 號(hào) 6320ZCd-6型柴油機(jī) 額定功率 1470kW×2 額定轉(zhuǎn)速 525 轉(zhuǎn)/分 齒輪箱減速比 2.4671：1 四、螺旋槳 采用四葉外旋定螺距螺旋槳 2 個(gè)，材料為鎳鋁青銅。 第二章 船舶主尺度及排水量的初步估算2.1確定主尺度應(yīng)考慮的因素1、船長(zhǎng) 對(duì)于各類不同用途的拖輪，其船長(zhǎng)的選擇是不同的，如對(duì)于內(nèi)河淺水拖輪，由于吃水過(guò)小，為了得到一定的排水量不得不加大船長(zhǎng)，對(duì)于港作拖輪則應(yīng)盡量減小船長(zhǎng)以得到

15、港內(nèi)自身回轉(zhuǎn)的靈活性，而對(duì)于長(zhǎng)途航行的拖輪及海洋拖輪，要考慮到減小阻力以及對(duì)風(fēng)浪的抵抗能力，則應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾哟L(zhǎng)。本船的基本考慮因素有以下幾點(diǎn)： (1)滿足布置要求。主甲板以下要布置機(jī)艙、淡水艙、重油艙及首尾尖艙等，這些艙室應(yīng)分布合理，使拖輪在滿載和空載情況下尾部吃水變化較小，以保持車葉和舵的良好性能，必要時(shí)需考慮設(shè)置壓載艙，船長(zhǎng)應(yīng)能滿足以上布置的要求。 (2)航道限制。內(nèi)河拖輪，特別是運(yùn)河和淺水急流航道的拖輪要考慮航道的最小曲率半徑對(duì)船長(zhǎng)的限制。 (3)考慮阻力。拖輪在自航時(shí)，對(duì)應(yīng)的速長(zhǎng)比 約為 1.11.4，所以增加船長(zhǎng)可以降低速長(zhǎng)比，即減少了拖輪的剩余阻力。求某些要求自由航速較高的拖輪，可

16、考慮選取較大的船長(zhǎng)，但要注意避“峰”求“谷” ，即避開(kāi)阻力的峰值，請(qǐng)結(jié)合任務(wù)書(shū)的要求來(lái)考慮。 (4)造價(jià)考慮。拖輪船長(zhǎng)愈大則重量愈大，造價(jià)愈高。 2、船寬 拖輪船寬主要決定于穩(wěn)性以及必要的甲板面積，需要考慮的因素有： (1)穩(wěn)性要求； (2)航道限制； (3)布置要求。 3、型深 型深對(duì)縱向強(qiáng)度、剩余穩(wěn)性均有很大的影響。由于型深設(shè)計(jì)吃水+最小干舷，故吃水為一定時(shí)， 根據(jù)最小干舷就可以決定最小型深。 4、干舷 干舷直接關(guān)系到船舶的剩余阻力和大傾角穩(wěn)性。拖輪的干舷較一般的船舶高， 一般多在 0.61.2m之間，視船舶大小及航區(qū)而定。2.2主尺度選擇的一般步驟 船舶主尺度的選取主要涉及到以下幾個(gè)方面

17、： 滿足承受重量所需要的浮力，即空船重量加載重量應(yīng)等于船在設(shè)計(jì)吃水時(shí)的浮力； 滿足新船所需要的布置地位(艙容及甲板面積)； 滿足對(duì)新船的各項(xiàng)技術(shù)性能(快速性、穩(wěn)性、操縱性、耐波性和強(qiáng)度等)的要求； 考慮航線環(huán)境、建造與修理廠設(shè)備條件對(duì)新船主尺度的限制； 滿足用船部門對(duì)新船的有關(guān)使用要求。 經(jīng)濟(jì)性好。 具體步驟和方法如下： 1）確定主尺度的選擇范圍 首先根據(jù)新船的船型、布置地位、航速等和主尺度的限制條件，參考母型船資料，初步確定一個(gè)主尺度的選擇范圍。 具體方法是：采用一些主尺度估算公式，對(duì)主尺度進(jìn)行估算，大致確定新船的主尺度范圍。 2）主尺度的第一次近似計(jì)算 主尺度的初始值可以采用以下方法估算：

18、 采用母型船換算法：采用適當(dāng)?shù)膿Q算方法粗估新船的主尺度初始值。 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)公式或經(jīng)驗(yàn)公式：對(duì)常規(guī)船型，在選用統(tǒng)計(jì)公式或經(jīng)驗(yàn)公式粗估主尺度時(shí)，特別要注意公式的適用范圍，如果對(duì)這些公式的適用范圍不清楚，可以用母型船資料來(lái)試算，從而了解這些公式的適用范圍。 3）重力與浮力的平衡、艙容和布置地位的初步校核 對(duì)于布置地位型船：首先校核布置地位與艙容，然后校核浮力與重力的平衡。當(dāng)吃水允許改變時(shí)，用調(diào)整吃水的辦法來(lái)平衡重力與浮力是比較容易的，也可以采用調(diào)整方形系數(shù)的方法。 2.3 主尺度的確定方法 2.3.1根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料和近似計(jì)算公式來(lái)確定船長(zhǎng)范圍可參考船舶設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)所給統(tǒng)計(jì)資料，進(jìn)行選擇，我選擇的是4）

19、由船長(zhǎng)和主機(jī)功率的統(tǒng)計(jì)公式來(lái)粗略估算：LPP=22.8+0.0056PBm其中：,結(jié)合母型船資料船長(zhǎng)LPP 為50m到60m之間。 結(jié)合后面的各種校核可知LPP 為58m。船長(zhǎng)對(duì)船造價(jià)是影響最大的，所以在可能的前提下盡可能的去減小船長(zhǎng)。由于要達(dá)到相應(yīng)的馬力，所以在無(wú)耐之下增加船長(zhǎng)從而使其達(dá)到相應(yīng)的要求。船寬的初步估算 對(duì)于船寬，由于拖輪在工作過(guò)程中往往受到被拖船舶的急牽，其穩(wěn)性要求較高，所以船寬通常按穩(wěn)性要求結(jié)合布置的情況來(lái)確定。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料和母型船來(lái)確定船寬范圍由母型船換算得到型寬B=LppL0B0算的船寬為14m2.3.3型深D和吃水d的確定拖船吃水一般由螺旋槳所需的浸沉深度、港口航道條件

20、及對(duì)穩(wěn)性影響較大的B/d 值來(lái)選定。本船一般在深水港區(qū)和近海海域，因此其吃水不受限制，故吃水的選擇主要應(yīng)從提高推進(jìn)效率及要求一定的尾吃水和穩(wěn)性角度來(lái)考慮。在一定吃水條件下，型深的大小對(duì)穩(wěn)性、儲(chǔ)備浮力等均有影響，因此型深的確定要考慮干舷的要求和型深吃水比的影響以及設(shè)計(jì)建造的方便。均采用母型船換算公式根據(jù)母型船資料， 中部吃水取 d為4.9m根據(jù)母型船資料，L/D=9.88 型深D可以取為5.9m2.3.4方形系數(shù)的估算沿海船舶方形系數(shù)推薦用下式計(jì)算：根據(jù) ，但當(dāng)時(shí)，應(yīng)減0.01其中：V為自由航速，為14kn； L為垂線間長(zhǎng)（英尺）初步算的為0.5632.3.5 其它船型系數(shù)的確定1. 棱形系數(shù)沿

21、海船舶的棱形系數(shù)和速長(zhǎng)比關(guān)系采用蔣慰昌公式：=0.593上式適用于=1.10以下。2. 中剖面系數(shù)=0.9493. 水線面系數(shù)沿海船舶的水線面系數(shù)和方形系數(shù)的關(guān)系可以用以下表示：=0.7114. 浮心縱向坐標(biāo)=-1.097拖輪的浮心位置一般在船舯之后，可取在2%-3%LPP處。這些均為初步估算，具體校核下面會(huì)提及。2.3.6 船舶重量估算及載重量的估算根據(jù)同類型船的情況，分別找出各部分的重量系數(shù)。1、船體鋼料重量，系數(shù) 取自母型船0.1288； 為617.1t2、舾裝重量，系數(shù)取自母型船1.16； 為329.7t3、機(jī)電設(shè)備重量，系數(shù)取自母型船5.9；為360t4、排水量裕度取空船重量LW 的

22、5%，綜上所述，空船重量LW=105%(WH+Wo+WM)=1372t1、人員及行李：每人平均重65kg，船員行李50kg。 共1.61t2、食品及淡水：食品每人每天4kg，淡水每人每天200kg。可算出食品重量，另外，任務(wù)書(shū)給出攜帶淡水320t。 共353t3、燃料油+輕柴油：任務(wù)書(shū)給出攜帶燃油535 t。 共535t4 滑油：任務(wù)書(shū)給出攜帶滑油9t 共9t5、備品及供應(yīng)品：該部分通常取為(0.5%1%)LW。 共11t綜合以上，可求出載重量DW 。 DW=908.6tLW+DW=2280.6t2.3.7 船舶重量估算根據(jù)浮性方程式,由初步選取的主尺度參數(shù)計(jì)算新船的排水量；=2308.06t

23、2.4 小結(jié)由這一章可以大體算出主要尺寸和相關(guān)系數(shù)以及船體重量。但是這些數(shù)據(jù)是不可靠的，換需要從新去校核換算。Lpp=58m B=14m d=4.9m D=5.9m CB=0.563 CP=0.593 CM=0.9494 CW=0.711 XB=-1.1第三章 性能平衡及校核3.1 艙容及重力與浮力平衡校核3.1.1艙容校核一、新船所能提供的艙容的估算主船體總?cè)莘e的估算，據(jù)主尺度（包括方形系數(shù)），可粗估垂線間長(zhǎng)范圍內(nèi)的主船體的型容積=2908.4m3為計(jì)算到型深的方形系數(shù)，其中取4。為計(jì)入舷弧和梁拱的相當(dāng)型深，=6.047。二、分項(xiàng)艙容的校核1、機(jī)艙容積VM機(jī)艙所需容積實(shí)際上由機(jī)電設(shè)備布置地位

24、所需的機(jī)艙長(zhǎng)度LM和機(jī)艙位置所決定。拖輪機(jī)艙位置布置在船長(zhǎng)中部。已知機(jī)艙所需長(zhǎng)度LM和位置時(shí)可按下式估算機(jī)艙容積：VM=KM LM B (D-h DM) 式中：KM 為機(jī)艙體積豐滿度系數(shù)，取KM =1；h DM為機(jī)艙雙層底高度，取h DM=1.2m 。機(jī)艙長(zhǎng)度：LM= lm + C 式中：lm =4.934m，系數(shù)C=5.066m 。求得：VM =658m3 。2、壓載水艙容積VB壓載平均吃水dB=1.55+0.023L已知要求的壓載航行平均吃水后，可按下式計(jì)算壓載排水量B， （2-6-4）求得： B=1181.5t<LW=1372.2t ，即暫時(shí)無(wú)需壓載水艙。 求得：VB=0m33、油

25、水艙容積VOW 船上油水艙包括燃油艙、淡水艙、輕柴油和滑油艙等。這些艙所需容積可按儲(chǔ)存量來(lái)計(jì)算： （2-6-3）式中：為油、水等儲(chǔ)存量（t）； 為油水的密度（t/m3） 為容積折扣系數(shù)，對(duì)于水艙可取結(jié)構(gòu)折扣系數(shù)，對(duì)油艙再考慮膨脹系數(shù)0.97，重油艙內(nèi)因設(shè)置加熱管系，故還要占去3%左右的容積。燃油5000.9kc0.922082vi602.5012淡水3201kc0.98vi326.5306輕柴油潤(rùn)滑油440.85kc0.9506vi54.45477最后可知道VOW=983.54、其他艙室容積VA主船體其他艙室還有首尖艙、尾尖艙等等，此范圍內(nèi)上述艙室的容積約占總?cè)莘e的5%；另外，防污染公約規(guī)定，

26、污油、污水艙的艙容不得小于油水艙容積的3%。即可知道VA 占總艙容5%三、全船艙容的校核綜上所述需要的總?cè)莘e為1724m3小于所能提供的垂線間型容積2908m3。3.1.2重力與浮力平衡校核根據(jù)初步估算的空船重量LW 和載重量DW 計(jì)算出船舶的重力；根據(jù)初步選取的L、B、D、d及計(jì)算出新船的排水量；比較重力與浮力，采用諾曼系數(shù)法進(jìn)行平衡，最終浮力應(yīng)略大于重力，并應(yīng)滿足平衡條件的要求。 由于排水浮力太過(guò)大于船重，不滿足要求。因此要進(jìn)行重力與浮力的平衡校核，采用諾曼系數(shù)法進(jìn)行平衡。采用修正來(lái)平衡，則諾曼系數(shù)：式中：=0.4 ，=0 ，=0 。求得：N=1.118 ；則=N·=-88.43

27、t ；浮力2308.0552752277.306LW1372.007851DW908.5860628DW1936.0474235905.2977dw-27.461360723.288356=N*dw=-30.749716553.682119Cb=(+)/(kLBd)=0.5550694830.555967再次平衡可知浮力=2281t，略大于LW+DW=2280.6t，滿足條件。 并且從新估算了航速=14.46kn重新估算航速V=(1.08-Cb)*2*L0.514.4826798114.45792Cp=0.5750694830.575967Cm=0.9652215940.965276Cw=0.

28、7052007220.705856Xb=-1.324096726-1.31243cbd0.586173重新估算航速V=（1.08-CB）x2xx1.944=14.46KN此時(shí)圓圈P=2.5066*FR/ =1.03，處在有利“干擾區(qū)”3.2 初穩(wěn)性校核拖船的穩(wěn)性對(duì)其安全性和使用效能均有重要的影響，且受穩(wěn)性規(guī)范的約束，是設(shè)計(jì)中要很好處理的一項(xiàng)重要技術(shù)性能。在開(kāi)始確定主要尺度及船型系數(shù)時(shí)，就必須給予重視。在此僅考慮初穩(wěn)性的校核。初穩(wěn)性高度及橫搖周期估算1、滿載出港根據(jù)船舶靜力學(xué)，初穩(wěn)性高 GM=KB+BM-KG 亦可化為： 式中：=KG表示重心高度，并且求得：=0.559，=0.079。計(jì)算重心高

29、度如下表：重心高度估算Wh=617.05504Zgh4.222204877Wo=329.6577953Zg06.34935Wm=359.9613086zgm3.245W=1372.007851wi*zi5866.519968Zge=wi*zi/W5.231037666人員及行李食品33.61Zgd16.9備品及淡水330.9760628Zgd2 4.72燃油輕柴油潤(rùn)滑油544Zgd3 3.54W=908.5860628wi*zi3719.876016Zgd=wi*zi/W4.094137219Zg=4.7780978最后估算出初穩(wěn)性高是GM=1.18m橫搖周期估算：我國(guó)法規(guī)的完整穩(wěn)性規(guī)則（非國(guó)

30、際航行船舶）中，橫搖周期按下式估算： （3-1-3）式中：f=1+0.07（B/d-2.5）=1.025，因?yàn)锽/d>2.5；為未計(jì)及自由液面修正的初穩(wěn)性高?？汕蟮茫?9.29s>9s 故，船舶滿載時(shí)能滿足規(guī)范對(duì)初穩(wěn)性和橫搖性能要求。2、壓載到港 1789t, d,=d,CbCw=4.05 ； =0.571 ；=0.076符合法規(guī)對(duì)我國(guó)沿海船只的初穩(wěn)性高的要求對(duì)于,參考相近的船型得出，故此時(shí)初穩(wěn)性高有符合法規(guī)對(duì)我國(guó)沿海船只的初穩(wěn)性高的要求f=1.025 則橫搖周期有：滿載和壓載都大于8s，符合我國(guó)法規(guī)3.3自由航速校核3.3.1計(jì)算有效馬力曲線艾亞(Ayre)法有效功率估算表Lpp

31、58B14T4.92280.988B/T2.857143Cb0.555967xc-2.62486L/(1/3)4.4060930.64140.9934速度131415Vs/gL0.280490.3020660.323642C0265220195Cbc0.6090.5740.559Cb(%)0.0870820.0314160.005426Cb 修正5.691.480.22Cb修正數(shù)115.07853.2560.429已修正Cb之C1280.0785223.256195.429B/T修正（%）=-10Cb（B/T-2）%-4.76543-4.76543-4.76543B/T修正數(shù)量，2-13.34

32、69-10.6391-9.31303已修正B/T之C2266.7316212.6169186.116標(biāo)準(zhǔn)xc，%L，船中前或后-2.05-2.28-2.41實(shí)際xc，%L，船中前或后-2.62486-2.62486-2.62486相差%L，船中前或后-0.57486-0.34486-0.21486xc修正（%）0.20.20.2xc修正數(shù)量，3-0.53346-0.42523-0.37223已修正xc之C3266.1981212.1917185.7437長(zhǎng)度修正（%）=（Lwl-1.025Lpp）/Lwl6.5031066.5031066.503106長(zhǎng)度修正數(shù)量，417.3111413.7990512.07911已修正長(zhǎng)度C4283.5092225.9907197.8228Vs3219727443375Pe803.06161258.2871768.004可知道，當(dāng)V=14.46kn的時(shí)候，其有效馬力為1501kw3.3.2總推進(jìn)系數(shù)計(jì)算推進(jìn)系數(shù)為：以上各項(xiàng)效率分別為：船身效率H；敞水效率0；相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率R；軸系傳送效率1)螺旋槳敞水效率:P螺旋槳收到功率N螺旋槳=V（1-w）即敞水效率: 2)船身效率由?？诵莨接?) 相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率R：取0.984)軸系傳送效率：取0.9312，有減速箱。故估算推進(jìn)系數(shù): 而由有效功率曲線知：Pe=1516.1