200客位大金湖旅游船初步設(shè)計畢業(yè)論文

1、200客位泰寧大金湖旅游船初步設(shè)計摘要 近年來，旅游成為了人們節(jié)假日的首選。隨著我國旅游業(yè)得到迅猛發(fā)展，現(xiàn)代旅游者選擇內(nèi)湖和內(nèi)河風(fēng)景旅游區(qū)為目的地和乘坐旅游船出游已成為一種時尚。大金湖原有的120客位旅游船載客量已不能滿足日益增長的游客量的需求，為了提高載客量，有必要設(shè)計一艘新船。本文主要內(nèi)容包括200客位旅游船的主尺度論證、總布置設(shè)計、型線設(shè)計、靜水力計算和中橫剖面結(jié)構(gòu)設(shè)計。本設(shè)計根據(jù)任務(wù)書的要求，選定一個母型船資料作為基礎(chǔ)，在母型船基礎(chǔ)上初步確定了新船主尺度的可行方案，并對新船主要性能進行校核。設(shè)計過程中應(yīng)用excel軟件進行靜水力計算，應(yīng)用autocad軟件繪制了該船的總布置圖、型線圖、

2、靜水力曲線圖和典型橫剖面結(jié)構(gòu)圖。關(guān)鍵詞 旅游船；初步設(shè)計；母型船preliminary design of 200-seatsexcursion vesseloftainings biggolden lake abstract in recent years, tourism has become the first selection of people on holidays. along with our country tourism has developed rapidly, modern tourists choose lake and river scenic area for

3、 the destination and take a cruise ships to travel has become a kind of fashion. big golden lake original 120-seat excruise vessel capacity cannot satisfy the needs of increasing passenger, in order to improve the capacity, it is necessary to design a new ship. in this paper, main content in prelimi

4、nary design process include the argument of principal dimensions, the general layout design, line design, static hydraulic calculation and cross section structural design. this design according to the requirement of the specification, has selected a mother ship as the foundation, determined the feas

5、ible scheme of the new vessel preliminary, and checked the new ship main performance. in the design process, the excel software was applied to calculate the static hydraulic, and the autocad software was applied to draw the general layout, drawing lines, hydrostatic curves and typical cross section

6、figure. key words excursion vessel;preliminary design;mother ship目錄0 引言11 船型的設(shè)計要求12 主尺度確定22.1 主尺度選取所考慮的因素及初步確定22.2 船型系數(shù)的確定42.3 估算重量重心52.3.1 空船重量的估算52.3.2 載重量的估算62.3.3 平衡重力與浮力72.3.4 重心高度計算72.4 主機、減速齒輪箱和螺旋槳直徑的選擇72.5 艙容和布置地位校核92.5.1 艙容校核92.5.2 布置地位校核102.6 主要性能指標的校核112.6.1 干舷校核112.6.2 航速校核132.6.3 初穩(wěn)性及橫搖

7、周期142.7 船舶參數(shù)選取結(jié)果153 總布置設(shè)計163.1 概述163.2 總體布局的區(qū)劃163.3 總布置圖194 型線初步設(shè)計204.1 概述204.2 母型船改造法生成型線214.3 新船型線圖225 靜水力計算225.1 靜水力計算結(jié)果225.2 靜水力曲線圖246 中橫剖面結(jié)構(gòu)計算256.1 概述256.2 主要構(gòu)件的計算及確定266.2.1 外板及船底板266.2.2 甲板276.2.3 船底骨架276.2.4 舷側(cè)骨架296.2.5 艙壁結(jié)構(gòu)306.2.6 甲板骨架326.2.7 甲板室346.2.8 主機座346.3 典型橫剖面結(jié)構(gòu)圖346.4 剖面模數(shù)計算35結(jié)論37致謝語

8、38參考文獻39附錄一 200客位大金湖旅游船總布置草圖附錄二 200客位大金湖旅游船型線圖附錄三 200客位大金湖旅游船靜水力曲線圖附錄四 200客位大金湖旅游船典型橫剖面結(jié)構(gòu)圖iv船舶與海洋工程專業(yè)畢業(yè)論文0 引言我國經(jīng)濟近些年來持續(xù)和穩(wěn)定的發(fā)展，為人們的戶外休閑與游憩活動創(chuàng)造了極為有利的宏觀條件，水上旅游作為有別于常規(guī)旅游的一種新型旅游方式，引起了廣泛關(guān)注。我國傳統(tǒng)的水路客運行業(yè)，從早期在國民經(jīng)濟中承擔(dān)水路客運運輸這一重要角色，向服務(wù)于新型的休閑、娛樂與旅游需求、高速客運需求這一角色轉(zhuǎn)變，這一現(xiàn)象已成為業(yè)內(nèi)共識。適應(yīng)水上旅游需求的游船業(yè)正成為水上運輸領(lǐng)域的新亮點。地處泰寧縣境內(nèi)的大金湖,

9、位于福建省西北武夷山脈南麓。景區(qū)總面積約130km2,其中水域面積約36km2,平均水深約10m，有百里金湖之稱。2004年2月11日聯(lián)合國教科文組織表決通過泰寧為世界地質(zhì)公園?！吧晔馈钡某晒?，為泰寧打開了走向世界的大門，為泰寧的旅游事業(yè)創(chuàng)造了有利的契機。 目前，大金湖景區(qū)航運主要由大金湖航運發(fā)展有限公司負責(zé)，該公司現(xiàn)有各類旅游客船總計41艘。其有2006年投入使用的50客位“古城號”系列客船6條，24客位“古城號”系列客船12條，以及10艘快艇等。此外，另有“明珠號”系列豪華大游船13條，該船全長38.95m，最大船寬6.00m，型深2.00m，滿載排水量126.00t，可載客120位，于2

10、008年投入金湖旅游區(qū)使用。近幾年來，大金湖旅游業(yè)迅速發(fā)展，原有的旅游船已不能適應(yīng)未來日益增多的游客量以及游客的舒適性要求。為了大金湖景區(qū)旅游質(zhì)量的進一步提高，有必要設(shè)計新型“舒適、經(jīng)濟、環(huán)保、安全、美觀”的旅游船。本論文在調(diào)研大金湖旅游客船的當?shù)厍闆r和相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，計劃以泰寧大金湖現(xiàn)有的120客位游覽船為母型船，進行200客位旅游船的初步設(shè)計。本設(shè)計的主要內(nèi)容包括對旅游船的主尺度選取和主要性能校核，型線設(shè)計、總布置設(shè)計、靜水力計算，根據(jù)旅游船的相關(guān)規(guī)范和其它有關(guān)要求完成中橫剖面結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算，繪制總布置草圖、型線圖、靜水力曲線圖和典型橫剖面結(jié)構(gòu)圖。 1 船型的設(shè)計要求新船的設(shè)計所要求如下

11、所示：1）載客量：200人；2）設(shè)計航速：21.5km/h；3）船員：10人； 4）航行區(qū)域：內(nèi)河b級；5）續(xù)航力r=600n mile；6）船籍：中國；7）船級社：ccs；8）設(shè)計參考的120客位母型船的基本信息1：（1）loa =38.95m、lpp =34.80m、llw=35.55m；（2）船寬b=6.6m，設(shè)計吃水t=1.1m，型深d=2.0m；（2）空船重量lw=103.42t，排水量=126t；（3）設(shè)計航速：21.5km/h；（4）船員：10人；（5）主機：瑞典volvo柴油機，額定轉(zhuǎn)速2300rpm，額定功率195kw；（6）齒輪箱：國產(chǎn)hc138,減速比為i=4.45:1；

12、（7）輔機：國產(chǎn)道依茨ccfj35j發(fā)電機組，功率35kw；（8）船型系數(shù)：cb=0.553，cw=0.857，cm=0.863，cp=0.641，cvp=0.561；（9）重心坐標：zg=2.972m； （10）初穩(wěn)性高：gm=2.169m。2 主尺度確定 船舶排水量、主尺度（船長、船寬、型深、吃水）、船型系數(shù)（方型系數(shù)、棱形系數(shù)、水線面系數(shù)、中橫剖面系數(shù)）以及尺度比構(gòu)成船舶主要要素。它們是描述船舶幾何形狀的一些最基本的特征數(shù)據(jù)。這些要素對船舶技術(shù)經(jīng)濟性能諸如快速性、穩(wěn)性、耐波性、適航性、總布置以及船舶經(jīng)濟性都有重大影響，對船舶設(shè)計質(zhì)量也起決定性作用。因此，合理地確定船舶主要要素，是船舶設(shè)計

13、中最基本最重要的工作之一。2.1 主尺度選取所考慮的因素及初步確定客船屬于布置地位型船舶，客船的主尺度很大程度上取決于所需的布置地位或受布置地位的制約。設(shè)計這類船舶時，往往需要從所需的布置地位入手來考慮船長、船寬和型深，然后再根據(jù)性能、強度等方面的考慮來校核其主尺度是否合理，并決定其他要素。因此，客船的布置地位是影響主尺度決定的主要因素。在設(shè)計這類船舶的初始階段，對新船所需的布置地位必須考慮周到，并通過勾畫總布置草圖來仔細確認布置地位是否滿足要求。1）船長l的選擇船長l的選取關(guān)系到船舶的總布置、阻力、操縱性及船舶造價等因素。本船主要從布置地位、快速性和經(jīng)濟性三個方面來考慮。首先考慮布置地位，本

14、船主要考慮客艙的長度，由于現(xiàn)200人相比母型船120人增加較多，不可避免地要增加客艙的長度。其次考慮快速性，適當加大船長能使阻力減小，改善中高速船的快速性，從而提高船速、節(jié)省燃料開支。最后考慮經(jīng)濟性，l增加對空船重量（特別是船體鋼料）的影響最大，l大造價增加。因此，綜合考慮上述三個因素，參考母型船總布置草圖，本船采用與母型船相近的布置。首甲板取6.5m，駕駛室取3.0m,客艙取19.5m（一列座椅船長方向長度為2m，本船共9列），服務(wù)臺取2m，儲藏間取1.5m，機艙取3.5m（主甲板上機艙長3.5m，主甲板下機艙長7m），船員室取2m，尾甲板取4.0m。所以，總長取loa=42.5m，垂線間長

15、取lpp=38.3m,本文計算船長均取垂線間長。2）船寬b的選擇對于小型客船和布置地位型船舶，最小船寬常由初穩(wěn)性和總布置要求所決定。一方面，船寬對穩(wěn)性的影響最大，增加b將引起初穩(wěn)性高顯著增加，但過大的初穩(wěn)性又使橫搖周期縮短，橫搖加速度及橫搖幅值均增大，這對橫搖不利。另一方面，從總布置來說，增加船寬對機艙、船員艙、客艙、貨艙等布置都是有利的。本船船寬按布置地位來確定：本船客艙座椅規(guī)格為0.500.45（寬度深度），橫向排9列，左4右4；中間為走道，規(guī)范要求不小于0.7m，由于乘客較多，可取1.2m（實取1.3m）；考慮小型船設(shè)計的舷側(cè)過道不提供旅客走動，只用來做船員洗窗壁、維修使用，其寬度按結(jié)構(gòu)

16、規(guī)范要求取0.1b左右，取0.6m；圍壁的厚度（包括裝修層）取0.05m；則甲板最大寬度為：80.50+1.2+20.6+20.05=6.5m，實取6.6m。參考母型船型線橫剖面圖的第10號站橫剖線，從設(shè)計水線至主甲板部分型線形狀變化不大，因此本船的型寬取甲板最大寬度b=6.6m。3）吃水t的選擇設(shè)計吃水的選擇主要從浮力及保證螺旋槳有適宜的直徑這兩個方面來考慮。從浮力方面看，用增加吃水來減小l、b和cb，對快速性和減輕空船重量等許多方面都是有利的，當然減小b和l都應(yīng)滿足穩(wěn)性和布置地位等的有關(guān)要求。如果吃水受限，在不影響l和b滿足其它要求的情況下，吃水的選擇一般總是用足所給定的限制條件。吃水的大

17、小和螺旋槳直徑有直接的關(guān)系，如果吃水太小，對螺旋槳的直徑限制太大，會嚴重影響推進效率。大金湖現(xiàn)有120客位旅游船設(shè)計吃水1.1m，仿古游覽船2 設(shè)計吃水1.2m，經(jīng)實地調(diào)研，大金湖平均水深約10m，最小水深5m，所以本船吃水取t=1.2m。4）型深d的選擇為保證船舶強度，建造規(guī)范規(guī)定了船的l/d和b/d；對于航行于內(nèi)河b級航區(qū)的機動船，l/d30，b/d4.5。對布置地位型船舶，船舶主體內(nèi)的布置要求是選取d的主要依據(jù)，且應(yīng)滿足最小干舷的要求。參照母型船的布置，本船取型深d=2m。5）干舷f主甲板及其敷料厚度不計，干舷高f=d-t=2-1.2=0.8m。2.2 船型系數(shù)的確定1）方形系數(shù)cb的選

18、取方形系數(shù)的主要根據(jù)浮力和快速性兩個基本因素來選擇。從浮力方面考慮，方形系數(shù)cb=/（klbt），當浮力相差不大時，保持l、b、t不變而適當改變cb可很方便地調(diào)整浮力的大小。從快速性考慮，減小cb有利于降低剩余阻力rr，改善阻力性能，特別是減小cb并增大l時快速性與耐波性的改善最顯著。對于布置地位型船，因其l和b的選取通常由所需的布置地位所決定，如果浮力的要求不難滿足，則方形系數(shù)的選取可以主要更根據(jù)快速性的要求，選擇與fn適宜配合的值。本船主要從快速性方面考慮方形系數(shù)的選取，因為，根據(jù)圖2-1 cb和fn的關(guān)系3估算，本船方形系數(shù)取cb=0.55。圖2-1 cb和fn的關(guān)系2）其它船型系數(shù)的選

19、取除了方形系數(shù)外的其它船型系數(shù)，不是布置地位船舶主尺度選擇時的主要考慮因素。根據(jù)第五章靜水力計算直接得出：cw=0.885，cp=0.702，cm=0.778，cvp=0.606。2.3 估算重量重心船在某一裝載情況下的總重量在數(shù)值上等于此時的排水量，它由各部分重量組成。通常在設(shè)計中將排水量分成空船重量和載重量兩部分3，即 （2-1）式中：lw空船重量，t；dw載重量，t。2.3.1 空船重量的估算1）根據(jù)內(nèi)河船舶設(shè)計手冊4，內(nèi)河船舶空船重量lw一般可用立方米來估算： （2-2）式中：空船重量系數(shù)，由母型船的空船重量除以母型船的立方數(shù)求得。即，新船。2）排水量裕度在船舶設(shè)計中一般都需要考慮一定

20、的排水量裕度。排水量裕度一般都加在空船重量中。就一般情況而言，在初步設(shè)計階段，排水量裕度可取空船重量lw的4%-6%。對于客船，由于舾裝重量所占比例較多，而且各種零星設(shè)備和材料特別多，因此要取較大的排水量裕度。本船排水量裕度=6%lw=6%113.75=6.83t。所以，新船的空船重量lw=113.75+6.83=120.58t。2.3.2 載重量的估算1）旅客：200（65+20）kg=17t。 2）燃油儲備量可以按下式近似計算： （2-3）式中：g0一切燃油裝置耗油率kg/（kwh）,可近似取主機油耗率的1.151.20，主機油耗率約為0.204kg/（kwh），此處取主機油耗率的1.15

21、，故取g0為0.235 kg/（kwh）； p1主機常用額定功率（kw）； t航行時間（h），t=r/vs，r為續(xù)航力，vs為服務(wù)航速； k考慮風(fēng)浪影響的系數(shù)，一般可取1.11.2，這里取1.15。根據(jù)公式（2-3），計算得。3）潤滑油的儲量近似地可取為燃油儲量的某一百分數(shù)，即 （2-4）式中：系數(shù)，對一般柴油機約等于0.020.05，主機功率大航程遠的船取小值，這里取0.05。根據(jù)公式（2-4），計算得wl=0.051.47=0.0735t。對于小型船舶，因爐水所需量較小，在淡水儲備糧中考慮適當裕讀后，可不計入爐水重量。4）船員：10（65+45）kg=1.2t。5）糧食及淡水分別根據(jù)人數(shù)、

22、自持力天數(shù)及有關(guān)定量標準按下式計算：總儲備量=自持力（d）人員數(shù)定量 （kg/（d人） （2-5）式中： 自持力=r/（vs24） （d） （2-6）式中：r續(xù)航力（n mile）； vs服務(wù)航速（kn）。關(guān)于定量標準：（1）食品定量通常按每人每天2.5-4.5kg計算。（2）淡水（包括飲用水和洗滌用水）的定量標準與航程、航線的氣候條件（客船還考慮其等級標準）等因素有關(guān)。通常海船取每人每天定量100-200kg。內(nèi)河船因部分洗滌用水可直接利用江水，因此淡水可適當少帶。食品儲備量=t；淡水儲備量=t；總儲備量=2.035+24.87=26.905t。6）供應(yīng)品及備品：0.5lw=120.580.

23、005=0.603t。因此新船的載重量dw=17+1.47+0.0735+1.2+26.905+0.603=47.25t。2.3.3 平衡重力與浮力根據(jù)公式（2-1），船舶總重量=lw+dw=120.58+47.25=167.83t168t。船舶在設(shè)計吃水時的浮力： （2-7）式中：水的質(zhì)量密度（t/m3）,內(nèi)河水取0.99904；k附體體積系數(shù)，一般可取1.006。根據(jù)公式（2-7），小于新船估算的船舶總重量，需要調(diào)整。 修改船寬b=6.6m，則。所以新船重力與浮力平衡。新船排水量實取=168t。2.3.4 重心高度計算重心高估算：。2.4 主機、減速齒輪箱和螺旋槳直徑的選擇1）主機的選?。?/p>

24、1）新船主機功率估算由于新船的主尺度、船型系數(shù)、排水量以及設(shè)計航速均與母型船相接近，因此用海軍系數(shù)法來估算設(shè)計船的主機功率。海軍系數(shù)法4：（2-8）式中：排水量（t）； v航速（kn）； p主機功率（kw）。根據(jù)公式（2-8），得：，所以，新船。（2）主機的選擇選取主機型號：ccfj286gf（一臺），額定功率：280kw，額定轉(zhuǎn)速1500rpm， 長寬高=（300010001541）mm。2）齒輪箱和螺旋槳直徑的選取已知母型船的螺旋槳直徑d0=1.08m，則新船的估計螺旋槳直徑為：d=d0t/t0=1.081.2/1.1=1.178m。計算螺旋槳轉(zhuǎn)速根據(jù)下式5： （2-9）式中：shp為軸馬

25、力，估算時用主機馬力代替，即280kw=2801.36=380.8hp。將d=1.178m代入公式（2-9），可得螺旋槳轉(zhuǎn)速為：n=589rpm。減速比為：i=1500/589=2.55，查減速齒輪箱資料，可選取齒輪箱ma142，減速比為i=2.03。根據(jù)所選減速比計算得到螺旋槳實際轉(zhuǎn)速n=739rpm，再將n代入上式，得螺旋槳直徑d=1.028m。2.5 艙容和布置地位校核2.5.1 艙容校核1） 油水艙容積vow校核船上油水艙包括燃油艙、淡水艙、滑油艙、污油水艙等。這些艙所需容積可按儲存量來計算3： （2-10） （2-11）式中：wi油、水等儲量（t）； i油水的密度（t/m），一般重油

26、取0.890.9，輕油取0.840.86，淡水取1.0； kci容積折扣系數(shù)，對于水艙可取結(jié)構(gòu)折扣系數(shù),對油艙再考慮膨脹系數(shù)0.970.98，重油艙內(nèi)因需設(shè)置加熱管，故還要占去0.03左右的容積，實船設(shè)計中該系數(shù)的取值還應(yīng)注意與輪機部分的設(shè)計相協(xié)調(diào)。根據(jù)公式（2-10）和公式（2-11）計算可得：。參考母型船的總布置圖，油水艙總?cè)莘e大于27.48 m3，新船油水艙容積滿足要求。2）機艙容積vm校核機艙所需的容積實際上由機電設(shè)備布置地位所需的機艙長度lm和機艙位置多決定，已知機艙所需長度lm和位置時可以按下式估算機艙容積3： （2-12）式中：km機艙段體積豐滿度系數(shù)，豐滿船機艙在中部的可近似取

27、1.0，中尾機和尾機型可參照母型船資料選?。ū敬?.9）； hdm機艙雙層底結(jié)構(gòu)，一般中等大小的船為1.21.5m，小型船0.91.2，也可參考母型船選取（本船取1m）。 lm可以用公式粗略估算：，lm為主機長度（本船為3m），c初估時對于中尾機型可取46m，尾機型可取1012m（本船取4m）。根據(jù)公式（2-12），計算可得：vm=0.976.6（2-1）=41.58m3，參考母型船機艙容積約為86m341.58m3，因此新船機艙容積符合要求。3）壓載水艙容積校核壓載水艙可設(shè)在雙層底、首尾尖艙、底邊艙、頂邊艙及舷邊艙等處，壓載水的數(shù)量，一般要求在船舶空載加壓載航行時首吃水能達到2.7%l，及

28、尾部螺旋槳能充分浸沒，故壓載水量需達到載重量的30%左右，或壓載航行時的排水量達到滿載排水量的50%左右。本船壓載水量取30%dw=30%47.25=14.18t,壓載水體積約14.18m3，本船首尾尖艙設(shè)為壓載水艙，根據(jù)總布置圖，首尾尖艙總?cè)莘e約為34m3，能夠裝下壓載水。因此本船的壓載水艙容積足夠。2.5.2 布置地位校核客船是指載客人數(shù)超過12人的船舶，包括純客船和以載客為主兼載部分貨物的客貨船。目前，純客船已向旅游船和高數(shù)船兩個方向發(fā)展，客貨船向客滾船（或稱車客渡輪）方向發(fā)展。這些船舶都屬于比較典型的布置地位型船舶。純客船所需的布置地位主要包括：乘客和船員的起居處所；乘客和船員的服務(wù)處

29、所；乘客游步處所；機器處所。1）最小居住甲板面積各類客船不同等級客艙每位乘客的最小居住甲板面積見表2-1。表2-1 每位乘客最小居住面積（m2）一等客艙二等客艙三等客艙四等客艙五等客艙軟座（寬深）硬座（寬深）第一類客船4.53.01.7第二類客船3.52.21.41.21.2第三類客船3.01.71.31.11.1第四類客船1.21.051.050.50.450.50.45本船座椅規(guī)格為0.500.45（寬度深度），符合要求。2）游步甲板面積各類客船必須設(shè)有乘客的游步甲板，各類客船每位乘客所需的游步甲板面積應(yīng)不小于表2-2的規(guī)定。表2-2 各類客船每位乘客所需的游步甲板面積（m2）第一類客船第

30、二類客船第三類客船第四類客船0.50.40.30.2本船屬于第四類客船，游客共200人，根據(jù)總布置草圖，本船游步甲板面積約60m3。因此本船每位乘客的游步甲板面積為0.3m3，滿足要求。2.6 主要性能指標的校核2.6.1 干舷校核按載重線規(guī)范6 ，最小干舷： （2-13）式中:f0船舶的基本干舷，mm；f1 型深對干舷的修正值，mm；f2 舷弧對干舷的修正值，mm；f3 艙口圍板高度及艙室門檻高度對干舷的修正值，mm。1）b型船舶在b級航區(qū)的基本干舷f0由表2-3選取。表2-3 b型船舶基本干舷f0船長（m）20304050基本干舷（mm）260300340380新船lpp=38.3m，根據(jù)

31、插值法，因此基本干舷f0=333.2mm。2）型深對干舷的修正因為l/d=19.1515，所以 f1=0。3）舷弧對干舷的修正船舶首、尾垂線處的標準舷弧高度按表2-4選取。表2-4 b級航區(qū)標準舷弧高度船長（m）20304050基本干舷（mm）首弧310374440500尾弧155187220250根據(jù)型線圖，本船實際取首舷弧高ys=428.78mm，尾舷弧yw=221.78mm，等于標準干舷，因此不做干舷修正，f2=0。4）艙口圍板高度及艙室門檻高度對干舷的修正干舷甲板上艙口圍板和艙室及艙棚門檻等的標準高度按表2-5選取。表2-5 b級船舶露天部分艙口圍板和艙室門檻的標準高度船長（m）40m

32、以下40m以上標準高度（mm）艙口圍板190300艙室門檻150200艙口圍板和艙室及艙棚門檻的實際高度等于或大于上表規(guī)定時，不作修正；當小于本節(jié)上表規(guī)定時，應(yīng)按本節(jié)下式計算所得值增加于舷，但艙口圍板和艙室或艙棚門檻的實際高度應(yīng)不小于50mm。 （2-14）式中:i艙口和艙室及艙棚的序號；l船長，m；b型寬，m；lci艙口長度，m，當計算艙室或艙棚門檻高度的修正值時，lci為艙室或艙棚的長度，或通過該門檻能到達的上層建筑的長度；bci艙口寬度，m，當計算艙室或艙棚門檻高度的修正值時，bci為艙室或艙棚的寬度，或通過該門檻能到達的上層建筑的寬度；hbi由上表確定的艙口圍板和艙室或艙棚門檻的標準高

33、度，mm；hci船舶的艙口圍板和艙室或艙棚門檻的實際高度，mm。本船實取hc=100mm。 根據(jù)公式（2-14），計算得；根據(jù)公式（2-13），最小干舷f=f0+f1+f2+f3=333.2+32.28=365.48mm。所以新船干舷f=800mm滿足規(guī)范的最小干舷要求。2.6.2 航速校核1）計算設(shè)計船參數(shù)b/t、cb、fr、lppb/t=6.6/1.2=5.5，cb =0.55，fr=0.31，lpp=38.3m2）求濕表面積4： （2-15）根據(jù)公式（2-15），s=38.3（1.81.2+6.60.55）=221.757m23）摩擦阻力系數(shù)cf的計算：在泰勒法中，cf的值是按桑海公式7

34、進行計算的，雷諾數(shù)re計算時船長取水線長度，對于一般船舶，我國粗糙度補貼系數(shù)7cf一般取0.410-3。當v=21.5km/h，計算雷諾數(shù)時根據(jù)公式： （2-16）式中：v船速，（m/s）；l水線間長，m；水的運動粘性系數(shù)，取標準水溫t=15時，=1.13910-6。桑海公式： （2-17）根據(jù)公式（2-16）, ；根據(jù)公式（2-17），計算得：。 4）剩余阻力系數(shù)cr的估算 傅汝德數(shù)：。本船=7， b/t=5.5，cvp=0.606。由guldhammer and harvald阻力圖譜8可查得：cr0=1.2010-3 ，經(jīng)修正。5）總阻力的估算：總阻力系數(shù)：總阻力：6）有效功率的估算：7

35、）螺旋槳收到功率7： （2-18）式中：s軸系效率，取為0.96；g齒輪箱效率，取為0.96；系數(shù)0.9表示我們選取了10的功率儲備。根據(jù)公式（2-18），p d=2800.90.960.96=232kw。螺旋槳敞水效率0為0.650.78，這里取0.65，則螺旋槳推功率p t= p d0=151kw93.68kw。所以設(shè)計船的設(shè)計航速21.5km/h滿足任務(wù)書要求且有一定裕度。2.6.3 初穩(wěn)性及橫搖周期1）船舶初穩(wěn)性高7： gm=kb+bm-kg （2-19）式中各參數(shù)與主尺度的關(guān)系為：浮心高度kbd，橫穩(wěn)心半徑bmb2/d，重心高度kgd。所以有： （2-20）系數(shù)1和2均可按母型船資料

36、換算。已知kb0=0.826m，bm0=4.315m，t0=1.1m，b0=6.6m。則根據(jù)公式（2-20），初穩(wěn)性高=0.75091.2+0.10906.62/1.2-2.972=1.886m。內(nèi)河船舶初穩(wěn)性高應(yīng)大于0.3m，因此新船初穩(wěn)性高滿足要求。2）橫搖周期的估算我國法規(guī)的完整穩(wěn)性規(guī)則（非國際航行船舶）中，橫搖周期按下式估算： （2-21）式中：fb/d2.5時的修正系數(shù)，近視關(guān)系為f=1+0.07（b/d-2.5）； b/d2.5時，f取1.0（本船取1.21）； gm0未記及自由液面修正的初穩(wěn)性高。 根據(jù)公式（2-21），新船橫搖周期。2.7 船舶參數(shù)選取結(jié)果總 長loa=42.5

37、m垂線間長lbp=38.3m設(shè)計吃水t=1.2m 型 寬b =6.6m型 深d =2m 排水量=168t設(shè)計航速v=21.5km/h肋 距s=0.5m空船重量lw=120.58t 菱形系數(shù)cp=0.702方形系數(shù)cb=0.55 垂向菱形系數(shù)cvp=0.606中橫剖面系數(shù)cm=0.778 初穩(wěn)性高=1.886m水線面系數(shù)cw =0.885 船員10人重心高zg=2.972m 載客量 200人主機：ccfj286gf（一臺），長寬高=（300010001541）mm；額定功率：280 kw；主機油耗率約為0.204 kg/（kwh）；續(xù)航力r=600n mile。齒輪箱：ma142,減速比為i=2

38、.03。3 總布置設(shè)計3.1 概述總布置設(shè)計是船舶設(shè)計過程中的一個重要環(huán)節(jié)，布置圖設(shè)計的好壞直接影響到船舶的使用要求，航行性能和經(jīng)濟性。同時，總布置設(shè)計與型線設(shè)計一樣，是后續(xù)設(shè)計繪圖與計算工作的主要依據(jù)。總布置圖上表示出船艙和艙室的分布情況，首尾輪廓、舷墻的形狀，上層建筑的形式，船型、舵和推進器的類型，舷窗、煙囪和桅的設(shè)置，出入口、梯口和通道的位置、以及各種設(shè)備安放的地位等。此外應(yīng)使各圖圖面清晰，線條粗細分明，各層甲板間的關(guān)系正確，使人看了能對全船總的布置情況一目了然。在總布置設(shè)計中，除了注意考慮各類船舶布置上的特殊要求外，一般都應(yīng)遵循下述基本原則9：1）最大限度的提高船舶的使用性能。對于客船

39、，應(yīng)合理分區(qū)，客艙布置經(jīng)濟實用，且要保證旅客的舒適安全、交通便利；2）保證船舶的航行性能。合理地進行船上各項重量分布，以保證在各種裝載情況下有良好的浮態(tài)；降低重心，減小受風(fēng)面積及合理設(shè)計干舷甲板上的開口位置，以改善大傾角穩(wěn)性，合理布置水密艙壁以改善船舶抗沉性與結(jié)構(gòu)強度；3）滿足各規(guī)范、規(guī)則及公約的要求；4）便于建造、檢查、維修以及設(shè)備的更換，船上各處所應(yīng)有良好的可達性；5）艙室布置時，要努力改善船員和旅客的工作和休息條件；6）在經(jīng)濟使用的前提下，注意外部造型與內(nèi)部裝潢，給人以“美”感。3.2 總體布局的區(qū)劃總體區(qū)劃是根據(jù)船的技術(shù)特點及使用要求，參考有關(guān)型船資料，對全船空間進行合理的區(qū)劃。1）縱

40、向區(qū)劃在總圖的繪制過程中，首先決定船艙的劃分。船艙劃分的目的是為了：隔開各種不用途的艙：如空艙、機艙、燃油艙、水艙等；保證船舶具有足夠的橫向和縱向強度；保證船艙破損后的抗沉性；防止因某艙發(fā)生火災(zāi)后蔓延及全船的危險。本船縱向區(qū)劃都按照鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范（2009）10 的有關(guān)規(guī)范進行。（1）肋骨間距的選取船舶的肋骨間距一般應(yīng)不大于500mm，全船統(tǒng)一。根據(jù)此規(guī)范和母型船的情況，本船的肋骨間距取s=0.5m。（2）水密艙壁船長大于30m的船舶的機艙前后艙壁應(yīng)為水密艙壁。本船機艙的前后壁都是水密的。客船干舷甲板下相鄰水密橫艙壁的間距l(xiāng)應(yīng)不大于下式計算所得之值。若相鄰水密橫艙壁的間距大于計算所得之值

41、時，則應(yīng)滿足對破損穩(wěn)性的相關(guān)要求。 （3-1）當時，??；當時，取。式中：l船長，m； d型深，m； d吃水，m。根據(jù)公式（3-1），。本船干舷甲板下共有4個空艙、1個燃油艙、首尖艙和尾尖艙，均設(shè)置水密艙壁，長度均不超過23.5m。（3）首尖艙長lf和尾尖艙長la船長大于30m的船舶，船首應(yīng)設(shè)置一道水密艙壁，位置在距艏垂線（0.05-0.1）l艙壁的高度應(yīng)延伸至干舷甲板或首升高甲板。本設(shè)計船首尖艙長為lf=3.50m，尾尖艙長la=2.0m，滿足要求。（4）機艙部位的選取機艙位置有設(shè)于船的中部（或中部偏后）和尾部兩種基本類型。前者稱為船舯機型，后者稱為船尾機型。機艙位置的選擇決定了船型，也影響到

42、穿體結(jié)構(gòu)的形式。貨船大多數(shù)采用尾機型，其中，油船，散貨船全部為尾機型，而雜貨船、集裝箱船、多用途船等也多采用尾機型。而客船考慮船的縱傾常采用中尾機型。因此本船參考母型船以及考慮客艙的舒適性，采用中尾機型，布置在4#18#。2）豎向區(qū)劃和上層建筑布置船舶主體部分甲板或平臺的設(shè)置,涉及到層數(shù)、層高（甲板間高）等各方面。（1）形式主體內(nèi)采用半落艙式客艙（甲板線以下0.8m），而上層建筑采用船樓形式的駕駛甲板。甲板室內(nèi)外設(shè)有走道，內(nèi)走道寬1.3m，外走道寬一般為0.1b左右，本船取0.6m。設(shè)置外走道主要是方便船員在甲板上首尾通行擦洗船上玻璃等構(gòu)件之用，駕駛甲板上有空余的旅客甲板，有利于旅客在甲板上觀

43、賞兩岸的風(fēng)景。（2）甲板層數(shù)根據(jù)主體內(nèi)設(shè)置旅客艙室層數(shù)（我國規(guī)范規(guī)定客艙頂不宜在水線以下）以及其他艙室的要求，可以有兩層、三層及更多甲板或平臺。本船考慮到重心不宜太高，盡量將布置下調(diào)，并將客艙下落0.8m，從而降低重心，有利于船舶穩(wěn)性。（3）層高根據(jù)船舶與海上設(shè)施法定檢驗規(guī)則11（2011），小型客船的乘客艙室的凈高度不應(yīng)小于1.85m，本船設(shè)為2.3m（船舯處），扣除型材高度后約為2m，滿足規(guī)范要求且有一定的富裕度，有利于乘客的舒適度。船首的入口處凈高度為1.8m，稍有緊張，但考慮福建人身高特點以及甲板間高向船尾很快高于1.85 m，符合使用特點，且有利于船舶的美觀性。上層建筑的層高：小船常

44、為2.1m 左右，中型以上船舶的層高常取2.32.6m。本船旅客艙室甲板與頂棚甲板間高取2.2m，滿足規(guī)范要求，且有一定裕度。（4）上層建筑尺度的確定主甲板層：船尾fr5為艉甲板；fr5fr69為船員休息室和儲藏間；在fr10fr12左、右各有1個向下通往機艙的梯道； fr16fr23中部為服務(wù)臺；fr18fr23右側(cè)為通往上甲板的梯道，其下方為儲藏間；fr9fr19左側(cè)分設(shè)2個洗手間；fr23fr62為大客艙，設(shè)坐席144個；fr62fr68為駕駛室；fr68船艏為艏甲板。上甲板層：fr-2fr23為休閑游步甲板；fr15fr23左側(cè)分設(shè)2個洗手間；fr23fr60為貴賓艙，內(nèi)設(shè)豪華沙發(fā)座椅

45、。上層建筑尺度包括整個上層建筑的長度與高度，確定尺度應(yīng)考慮：甲板面積要求；浮態(tài)與穩(wěn)性；駕駛視線。本船上層建筑的長度，自上而下遞縮，使整體呈流線型外觀；上層建筑各層的寬度，也自上而下內(nèi)縮0.5m，以免靠岸或與其它船舶鄰靠時碰撞損壞輕型上層建筑。3）艙室分布（1）客艙和機艙本船客艙長度19.5m，分布在23#62#號肋位間；機艙長7.0m，分布在4#18#號肋位間。（2）船員居住艙室由于是客船，船員較少且航程較短，僅在船員室內(nèi)設(shè)置了三張小床以供船員休息。4）油、水艙（柜）的布置布置油、水艙（柜）時，應(yīng)考慮和注意以下幾個方面的問題：（1）充分利用不便裝貨的狹窄處所裝載液態(tài)的油和水，在滿足使用要求的同

46、時，力求縮短管路以提高船舶經(jīng)濟性。（2）注意油、水分離。各種油艙與清水艙之間、清水艙與壓載水艙之間、燃油與滑油艙之間均應(yīng)設(shè)置隔離艙；燃油艙與淡水艙均應(yīng)分艙布置，以免集中于一艙，一旦該艙破損進水后油或水失去供應(yīng)。（3）盡可能將燃油、淡水艙的公共重心布置于近船中處，以免油、水消耗后產(chǎn)生大的傾斜。（4）注意防火安全，避免燃油艙與居住艙相鄰布置（小船不得已時應(yīng)按規(guī)范涂設(shè)防火敷料），燃油艙的出氣管不要通過生活艙室。（5）綜合規(guī)范要求，并考慮到本船空間較小的特點，日用滑油柜設(shè)在機艙內(nèi)，燃油可以考慮布置在22#26#?；凸竦娜莘e不大，故可以考慮將其設(shè)置在機艙平臺上。一部分淡水設(shè)在甲板上的水箱內(nèi)，供廁所和盥

47、洗使用。3.3 總布置圖本船的總布置圖見圖3-1，大比例圖見附錄一：200客位大金湖旅游船總布置草圖。圖3-1 200客位大金湖旅游船總布置草圖4 型線初步設(shè)計 4.1 概述本船型線設(shè)計是船舶總體設(shè)計的重要內(nèi)容之一，不僅說明船舶尺度大小、形態(tài)肥瘦情況，而且確切地表征了船型。型線設(shè)計一般是在船舶主尺度確定后與總布置設(shè)計配合進行設(shè)計的。型線設(shè)計優(yōu)秀與否對船舶的航海性能、使用以及建造等方面有重大影響，是性能計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、各種布置和建造放樣的依據(jù)。通常型線設(shè)計就是完成縱剖型線圖、橫剖型線圖和半寬水線圖的設(shè)計。型線圖的設(shè)繪方法有以下幾種：自行設(shè)繪法、母型改造法、系列船型方法和數(shù)學(xué)型線方法。無論采用何種

48、型線設(shè)計方法，現(xiàn)在都可以借助計算機和繪圖機來進行型線圖的設(shè)計。本設(shè)計用母型改造法生成型線，用到的軟件是autocad軟件。繪制型線圖要注意光順性，從幾何關(guān)系上，單根曲線應(yīng)在三向投影正確的前提下達到光順的要求。型線圖繪制過程中，曲線的三向光順工作量很大。在設(shè)繪型線圖之處，不必花很多時間將某一方向的剖線都繪出光順，否則很可能會造成很大的返工。有效的做法是從控制曲面的重要部位開始，三向恰當?shù)亻g隔交叉進行，使三向經(jīng)過一個逐步逼近的過程來完成。當出現(xiàn)不光順型值點需要修改時，應(yīng)首先分析一下該型值點修改后對另外兩向剖面線的影響，如果其影響不利于另外兩向剖面線的光順，則應(yīng)考慮通過修改其他型值點來達到光順的目的

49、。4.2 母型船改造法生成型線設(shè)計新船的型線，如能找到與新船相近的優(yōu)秀母型船（包括實船或船模）的型線資料，通過改造，就可以得到符合新船設(shè)計要求的型線。用母型船改造法設(shè)計型線是一種非常實用并且行之有效的方法。用母型船改造方法生成的型線，可以保持優(yōu)秀母型船的型線特征，因而對新船的性能比較容易把握。母型船改造法又可分為主尺度改造、橫剖面面積曲線的改造和橫剖線形狀的修改。本船采用的是主尺度改造法。本設(shè)計所有的母型船型線資料僅是圖片格式，最初的想法是在autocad中實尺縮放母型船的縱剖線、半寬水線和橫剖面曲線，用“樣條曲線”命令描繪出各型線，讀取母型船型值，之后便可用主尺度改造3即線性變換母型船的型值

50、，即：長度：x=x0（l/l0） （4-1）寬度：y=y0（b/b0） （4-2）吃水：z=z0（d/d0） （4-3）然后根據(jù)換算出的新船型值，在autocad中繪制出新船的型線。但是，由于圖片較為模糊，繪制出的母型船型線三向不光順，重新進行三向光順工作量很大。本文采用更為簡便的繪圖方法，在autocad中僅插入母型船橫剖面圖片，再根據(jù)新船和母型船型深和船寬的比例，縮放母型船的橫剖面曲線，得到新船的橫剖面曲線。之后便可由橫剖面曲線繪出新船的半寬水線和縱剖線，只需要微調(diào)就能滿足三向光順性，最后讀出新船型值。主要步驟如下：1）在autocad中插入母型船橫剖面曲線并描繪出曲線形狀；2）生成新船橫

51、剖面曲線；3）繪制新船半寬水線；4）調(diào)整半寬水線的光順性，調(diào)整橫剖線的對應(yīng)點；5）重復(fù)4）步驟，直至二向光順；6）根據(jù)橫剖線繪制縱剖線；7）調(diào)整縱剖線的光順性，調(diào)整橫剖線和半寬水線的對應(yīng)點；8）重復(fù)7）步驟，直至三向光順。4.3 新船型線圖本船的型線圖見圖4-1，大比例圖見附錄二：200客位大金湖旅游船型線圖。圖4-1 200客位大金湖旅游船型線圖5 靜水力計算5.1 靜水力計算結(jié)果本船的靜水力計算結(jié)果見表5-1表5-3。表5-1 靜水力計算表（1）水線水線面積（m2）總排水體積（m3）型排水體積（m3）每厘米吃水噸數(shù)tpc船底線14.6960.0000.0000.147200wl63.9127.8618.0970.639400wl120.46626.29927.0881.205600wl152.29253.57455.1821.523800wl173.74686.17888.7641.7371000wl196.884123.241126.9391.9691200wl228.026165.732170.7042.2801400wl238.619212.397218.7692.386表5-2 靜水力計算表（2）水線橫穩(wěn)心半徑bm（m）縱穩(wěn)心半徑bml（m）漂心縱向坐標xf（m）浮心縱向坐標xb（m）浮心垂向坐標zb（m）船底線-0.00