《淺吃水客船本科》word版

第1章緒論概述本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是設(shè)計(jì)一艘“100客位淺吃水客船”，是以母型船“80客位淺吃水客船”為依據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)的，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和完善，得出設(shè)計(jì)船主要主尺度以及各種參數(shù)的設(shè)計(jì)過程。并進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆滤谱兓?。選用母型法主要依據(jù)是，該方法簡單實(shí)用，并且準(zhǔn)確性高，實(shí)際上是保留原有設(shè)計(jì)的優(yōu)秀部分，對原有的不足和缺陷進(jìn)行改進(jìn)，加入更加先進(jìn)的東西，不但滿足設(shè)計(jì)的要求，重要的是提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了設(shè)計(jì)難度，并且保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量。松花江工作船設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書是新船設(shè)計(jì)的基本根據(jù)。本船主要設(shè)計(jì)任務(wù)書如下：航區(qū)及用途本船航行于松花江水域，主要用于遠(yuǎn)航務(wù)運(yùn)輸。平時(shí)可作為工作船從事交通運(yùn)輸用。本船設(shè)計(jì)航區(qū)為內(nèi)河C級航區(qū)主要指標(biāo)要求本船為鋼質(zhì)單底，單甲板，單機(jī)，單漿單舵淺隧道船型。主要量度總 長 25.8米設(shè)計(jì)水線長 23.9米型 寬 4.0米型 深 1.3米設(shè)計(jì)吃水 0.72米設(shè)計(jì)排水量 34.6噸續(xù)航力及自持力本船設(shè)計(jì)船續(xù)航力為20km/h,自持力為20小時(shí)。兩個(gè)燃油機(jī)艙共可放柴油2.7T?？焖傩圆捎每得魉?108（110Hp、90.2KW）2000轉(zhuǎn)/分。齒輪箱Hc65（2.96：1），輔機(jī)8Kw（195機(jī)）穩(wěn)性在各種載況下，穩(wěn)性均應(yīng)滿足規(guī)范對C級航區(qū)客船的要求載量本船設(shè)計(jì)載客100人。總布置（1）甲板室內(nèi)布置（2）配餐室，衛(wèi)生間，客艙，會(huì)議室等（3）有舷側(cè)甲板（400MM）船舶設(shè)備（1）錨泊設(shè)備內(nèi)部設(shè)100KG短桿霍爾錨一口，配AM2級Φ12.5有鐺錨鏈50M，設(shè)手動(dòng)起錨系纜絞盤一臺。（2）舵設(shè)備設(shè)懸掛式流線型平衡舵一個(gè)，舵機(jī)為手動(dòng)舵機(jī)（3）消防救生設(shè)備按規(guī)范有關(guān)規(guī)定配置對設(shè)計(jì)任務(wù)書的分析比較該船的任務(wù)書是根據(jù)80客位母型船進(jìn)行進(jìn)一步改造，加長了船長，增加了客運(yùn)量，并且對船頭的布置做了重新調(diào)整，能使駕駛?cè)藛T的視野更加廣闊無阻。并且對原來的船稍有尾傾的問題進(jìn)行了修改，使其性能更加完善。另外根據(jù)任務(wù)書的要求，本船主要航行于松花江水域，主要用于航務(wù)運(yùn)輸，平時(shí)可作為工作船從事交通運(yùn)輸用。本船屬于C級航區(qū)內(nèi)河鋼質(zhì)船舶。設(shè)計(jì)過程對本船的設(shè)計(jì)過程大體上分為總體設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。船舶主要要素對船舶技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能影響很大，是船舶設(shè)計(jì)中應(yīng)首先解決的最重要的工作。船舶主要要素包括的內(nèi)容比較多，無明確定義，通常在總體設(shè)計(jì)中是指排水量Δ,載重量DW,船長1,型寬3,吃水「型深口，方形系數(shù)Cb,航速V及主機(jī)功率P等。1．總體設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書初步確定的主尺度和有關(guān)參數(shù)，繪制布置圖,然后進(jìn)行重量重心的計(jì)算,以及型線圖的繪制。重量估算是影響后續(xù)設(shè)計(jì)的基本工作。從某種意義上講,空船重量估算的準(zhǔn)確與否是船舶設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵之一。船體鋼料重量包括船殼板、甲板、艙壁等各部分的鋼板及型材的重量。本船的重量重心計(jì)算是根據(jù)80客位母型船原有重量重心經(jīng)過仿似變換計(jì)算而來的。2．性能設(shè)計(jì)：主要是靜水力計(jì)算,阻力計(jì)算,和設(shè)計(jì)螺旋槳。船體性能設(shè)計(jì)是關(guān)系到船舶全局性的設(shè)計(jì)項(xiàng)目之一,對新船設(shè)計(jì)的成敗有著重要的影響。當(dāng)新船的排水量和主尺度確定以后,應(yīng)該注意與總布置設(shè)計(jì)相配合、協(xié)調(diào),根據(jù)靜水力計(jì)算表格繪制出靜水力圖。在阻力計(jì)算過程中本船主要是應(yīng)用艾亞法進(jìn)行計(jì)算得出最佳有效功率曲線的。螺旋槳采用MAU-A型四葉槳進(jìn)行計(jì)算的，經(jīng)過對螺旋槳的空泡校核、強(qiáng)度校核,最后作出螺旋槳總圖。3．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：首先繪制出設(shè)計(jì)船的中縱剖面、底艙、主甲板、以及主要橫剖面等的結(jié)構(gòu)圖。并且根據(jù)規(guī)范對主甲板,船底骨架,舷側(cè)骨架等的校核,使其滿足強(qiáng)度、剛度的要求。第2章總體設(shè)計(jì)主尺度及總布置總布置設(shè)計(jì)是整個(gè)船舶設(shè)計(jì)中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是船的主尺度確定以后，進(jìn)一步開展各部分設(shè)計(jì)與計(jì)算工作的主要依據(jù)之一。它與型線圖一樣，是影響全局的設(shè)計(jì)工作。總布置設(shè)計(jì)的合理與否幾乎對新船的所有性能都有影響。概述：本船為工作船，主要航行于松花江水域，屬于內(nèi)河布置地位型船舶。船舶總體設(shè)計(jì)首先以滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書要求為前提，在滿足任務(wù)書要求的情況下，努力做到使用要求、技術(shù)性能、以及經(jīng)濟(jì)效益三方面的相互協(xié)調(diào)。其主要設(shè)計(jì)思想為：1）由于本船是客運(yùn)船，以船型的美觀和安全舒適性為考慮的首要因數(shù)。2）在有限的投入和上述條件下航速越快越好。最佳尺度比，具有良好的穩(wěn)定性的同時(shí)以求阻力最小而航速最大。3）結(jié)構(gòu)采用縱骨架式，艙室劃分要兼顧總布置和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，相互協(xié)調(diào)。4）充分利用母型船尺寸以提高設(shè)計(jì)精度和節(jié)約時(shí)間。選取母型確定主尺度根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，選“80客位淺吃水客船”母型船。根據(jù)設(shè)計(jì)船與母型船的特點(diǎn)，艙室布置要求和甲板面積要求繪制總布置草圖。本次設(shè)計(jì)應(yīng)用仿似變換，其實(shí)質(zhì)是將母型船的船型系數(shù)保持不變，將母型船的型線圖在長度、寬度、高度三個(gè)方向上根據(jù)設(shè)計(jì)的船的主尺度做相應(yīng)的放大或縮小，得到設(shè)計(jì)船的型線圖。即：Xi=λXi=Xi0×L∕L0;Yi=λγi=Yi0XB∕B0Zi=λZi=XZi0XT∕T0這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：.一次就可得到既符合主尺度和排水量要求又相互配合的型值表，可以節(jié)省時(shí)間。2.可由母型幾何特征直接得到設(shè)計(jì)船的型值。3.設(shè)計(jì)船的性能有保證。根據(jù)總體設(shè)計(jì)原則，從快速性和艙室布置方面來考慮船長，從穩(wěn)性和耐波性方面來考慮船寬，從航區(qū)來考慮吃水，綜合得出滿足布置要求得主尺度?？?長 L=25.8m型 寬 B=4.0m設(shè)計(jì)吃水 T=0.72m設(shè)計(jì)水線長 Lwl=23.9m型 深 D=1.3m主要依據(jù)如下：1選擇船長除應(yīng)滿足內(nèi)河船舶的要求還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)因素：1）．從總布置考慮船長應(yīng)滿足船員艙、機(jī)艙及其他客艙室布置所要求；2）耐波性，本船屬于高速船，采用較大的船長對于改善耐波性有利；3）從快速性考慮，船長增加，船舶濕面積增加，摩擦阻力增大，但剩余阻力降低。由于此船屬于快船（高速船），其總阻力在一定范圍內(nèi)將有所減?。?）從操縱性及適航性要求考慮，船長增加有利于保持航向穩(wěn)定性，但是回轉(zhuǎn)半徑也增大，本設(shè)計(jì)為內(nèi)河船舶，航道狹窄，對回轉(zhuǎn)性不利；5）從經(jīng)濟(jì)性考慮，增加船長導(dǎo)致鋼料等重量有較大增加，造價(jià)上升。2選擇船寬除了應(yīng)滿足內(nèi)河船舶的要求還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)因素：1）穩(wěn)性，適當(dāng)增加船寬以引起初穩(wěn)心高增加，對穩(wěn)性有利；2）總布置，滿足各艙室和甲板面積的需要；3）耐波性，加大B對船舶的縱搖與升沉有利。3確定吃水時(shí)尤其要考慮內(nèi)河船舶航道的限制，另外：1）從浮力和快速性考慮都可盡量加大T；2）從提高螺旋槳的性能方面考慮，吃水增加，槳軸浸深就增加，空泡數(shù)增多，而且吃水增加，對增大螺旋槳直徑，提高推進(jìn)效率有利，對耐波性也有好處；3）吃水增加，會(huì)使得B/T減小，而B/T對穩(wěn)性的影響較大，而會(huì)造成穩(wěn)性的降低。4確定型深時(shí)考慮的因素：1）滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書對型深的要求；2）型深對布置和使用性能的影響，型深越大則說明艙室的使用高度就越大；3）型深對安全性能的影響，型深越大，干舷就越大，同時(shí)儲備浮力就越大，但由于受風(fēng)面積增大，對穩(wěn)性不利?？偛贾眉翱偛贾脠D的繪制總布置概況：本船主要用于乘渡客船，內(nèi)部裝修豪華，舒適。采用單機(jī)，單漿，單舵潛隧道船型。另外總布置還包括各種舾裝設(shè)備、艙室設(shè)備，木作的布置情況。2.1.3.2總布置圖的繪制.參考母型船總布置圖繪制本船總布置圖（見附錄）。重量、重心估算在此次設(shè)計(jì)過程中我們采用平方模數(shù)法估算船舶的船體鋼料重量和木作舾裝的重量進(jìn)而估算出船舶的總重，再用仿似變換法估算其重心，主要依據(jù)：平方模數(shù)法對總縱強(qiáng)度問題不突出的船，其計(jì)算結(jié)果比較準(zhǔn)確，適用于小船，尤其是內(nèi)河船。具體的計(jì)算如下：2.2.1空船重量1、船體鋼料計(jì)算（平方模數(shù)法）W=KL（D+B）1 1W1 1其中設(shè)計(jì)水線長LWL=23.9m船寬B=4mWK= io 1L（D+B）0 10 0其中亞10=13.06 L10=22.5B10=4S+∑LhD=D=D+—m0 i0-i0=10 1 0 L0…1.95+0.46+1.2*19.51.3+ 23.9=2.38K1W10 _ 13.06L0(D10+B0)=22.5(2.37+4)=0.09WI=0.09*23,9(4+2.38)=13.72(T)鋼料的重量重心因?yàn)?Xm0=-0.48m Zm0=12.6m其中 L/L0=23.9/22.5 D1/D10=2.38/2.37所以Xm=XmXL/L=-0.48×23.9∕22.5=-0.51mZm=Zm)XD1∕D10=1.26X2.38∕2.37=1.26m2、木作舾裝W=KL(D+B)2 2W1 1其中K= WO = 85 =0.06其中口=2.372L0(D10+B0)22.5(4+2.37) 八10W2=0.06X23.9X(4+2.38)=9.15(T)木作舾裝重量重心因?yàn)?X02=1.75 Z02=1.43其中 L∕L0=23.9∕22.5D1∕D10=2.38∕2.37所以 X02=1.75XL∕L0=1.86mZ02=1.43XD1∕D10=1.43m3、輪機(jī)重量重心W3=W30=3.47X03=W03XL∕L0=-7.53Z03=Z03XDJD10=0.76t2.2.2燃油、滑油重量燃油重量：W=W=nXqXBHPR×10-64T 0VS20X2010=1×158×110× ×101616=0.44(T)其中n 主機(jī)臺數(shù) q0 耗油率BHP--主機(jī)持續(xù)功率R---續(xù)航力 Vs 設(shè)計(jì)航速滑油重量：W41=W4X3.5%=0.0154(T)W=W4+W41=0.44+0.0154=0.46?.?X40=-8.75Z40=Z4=1.79「.X4=X40×L=-9.3L02.2.3人員重量人員：船員3人（100kg/人） 乘客100人（75kg/人）X取艙室底中心位置gW5=3X100+75X100=7.8(T).?.X=X×L=-0.265 ZV=ZV×D=1.55 50 5 50L0 D0食品、淡水重量船員3人，乘客取100人.取每人每天需食品4kg,需淡水100kg則有:W食品=(103*4*201620)/24=0.43(T)W=(103X100X20X20)/24=10.73(T)淡水' 16壓載鐵重量重心W7=1.63TX7=X70XL∕L0=8.5X23.9/22.5=9.03 Z7=Z70=0.8重量重心計(jì)算表格滿載到港時(shí)食品、淡水、燃油、滑油的重量均取滿載出港時(shí)的10%。并且由于本船為近航道航行所以淡水和食品的重心可以忽略不計(jì)。所以可得：名稱滿載出港狀態(tài)重量重心計(jì)算表重量重心縱向坐標(biāo)重心縱向力 重心垂向坐矩 標(biāo)重心垂向力矩單位tXg(m)Mx(tm)Zg(m)Mz船體鋼料13.72-0.51-6.99721.2617.2872木作舾裝9.151.8617.0191.4313.0845輪機(jī)3.47-7.53-26.12910.762.6372電氣1.02-0.02-0.02042.212.2542消防0.02-1.48-0.02961.90.038欄桿0.63-1.48-0.932421.26人員7.8-0.265-2.0671.511.7壓鐵1.639.0314.71890.81.304燃油滑油0.46-9.3-4.2781.790.8234食品0.430000淡水10.730000儲備排水2.02001.32.626量總和Σ51.08-9.695-8.715814.9553.0145滿載到港狀態(tài)重量重心計(jì)算表名稱重量重心縱向坐標(biāo)重心縱向力矩重心垂向坐標(biāo)重心垂向力矩單位tXg(m)Mx(tm)Zg(m)Mz船體鋼料13.72-0.51-6.99721.2617.2872木作舾裝9.151.8617.0191.4313.0845輪機(jī)3.47-7.53-26.12910.762.6372電氣1.02-0.02-0.02042.212.2542消防0.02-1.48-0.02961.90.038欄桿0.63-1.48-0.932421.26人員7.8-0.265-2.0671.511.7壓鐵1.639.0314.71890.81.304燃油滑油0.046-9.3-0.42781.790.08234食品0.043000000淡水1.073儲備排水量0.202總和Σ38.804-9.695 29.10901.314.9500.262649.912.2.7確定吃水、縱傾調(diào)整2.2.7.1確定吃水設(shè)計(jì)船滿載出港時(shí)吃水M=—?a-出 lWLbWLCBY51.0823.9義4.義0.52義1=1.03m母型船滿載到港時(shí)的排水量?…=_?到__0到 KLKBKT38.4LBT一×一×一LO BOT023.9X4x××22.540.72

^θT=35.15t?查靜水力曲線圖中得Δ0到對應(yīng)的T0到=0.69m由此知：T到=KTXTO到=0.72/0.7×0.69=0.7m2.2.7.2縱傾調(diào)整滿載出港時(shí)縱傾角①=Xg出一XB出J575（T.52）×57.3。=-0.016。出R 195出（尾傾，且＜0.5。滿足要求）滿載到港市的縱傾角X-X -1513-（-1508）①=^到——g＜= （ ）×57.3。=-0.0014。到R 196（尾傾，且＜至0.5。滿足要求）上式中的縱穩(wěn)心半徑R、浮心縱向坐標(biāo)X均是通過查母型船靜水力曲線圖得到。2.3型線圖的繪制船體型線設(shè)計(jì)是關(guān)系到全局的設(shè)計(jì)項(xiàng)目之一，對新船設(shè)計(jì)的成敗有重要的影響。船體型線設(shè)計(jì)也是后續(xù)的總布置設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，艙容及性能計(jì)算的基礎(chǔ)。我們繪制型線使用母型船改造法，采用仿似變換，對于水線以上部分采用光順過渡的原則。在既保證了設(shè)計(jì)船性能的同時(shí)，降低了難度，提高了效率。圖面要求按照規(guī)范要求，整個(gè)線圖要有圖框、標(biāo)題欄。圖內(nèi)容包括型值表，橫剖面圖，縱剖面圖，半寬水線圖，主尺度（見附錄）。繪制格子線.安排好圖面布置，選取恰當(dāng)比例，繪基線，設(shè)計(jì)水線及縱剖線和半寬線。.選取站號線，等分站號，作站號線。.選取水線數(shù)，作水線。.選取縱剖線，作縱剖線。.繪制橫剖線圖的格子線?；趫D紙的尺寸，確定如下數(shù)據(jù)：比例1:100;分10站，站距：Ls=2.39m;水線間距200mm。繪制型線要求線型需要三向光順，投影關(guān)系對應(yīng)，沒有拐點(diǎn)。1）輪廓線輪廓線包括中縱剖線，甲板邊線，中橫剖線，設(shè)計(jì)水線。前三條線依據(jù)水線畫出，設(shè)計(jì)水線根據(jù)重量、重心估算后由吃水定。2）橫剖線圖根據(jù)型值表中的半寬值和縱剖線高度而定。半寬水線圖本章小結(jié)本章完成了設(shè)計(jì)船的主尺度及總布置、重量重心估算和型線圖繪制三部分內(nèi)容。主尺度及總布置的確定一方面滿足了設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，另一方面繼承了母型船的優(yōu)秀成果，保證了設(shè)計(jì)船的可行性。重量重心估算過程中主要參考母型船的數(shù)據(jù)，一是提高估算的準(zhǔn)確度，二是縮短計(jì)算時(shí)間。提高設(shè)計(jì)效率。型線圖繪制是把母型船的型直徑過仿似變換得到設(shè)計(jì)船的型值，然后利用AutOCAD按要求繪出。完成總體設(shè)計(jì)，為下一步進(jìn)行性能設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，同時(shí)打下了良好的基礎(chǔ)。通過本次設(shè)計(jì)更加了解了繪制船體型線圖的具體過程，對以前所學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行了鞏固。第3章性能設(shè)計(jì)靜水力計(jì)算船舶原理通常可分為船舶靜水力學(xué)和船舶動(dòng)力學(xué)兩大部分，前者以流體為基礎(chǔ)，研究船舶在不同條件下浮性、穩(wěn)性及抗沉性等問題；后者以流體力學(xué)為基礎(chǔ)，研究船舶阻力、推進(jìn)、搖擺及操縱等問題。船舶性能設(shè)計(jì)是基于船舶總體設(shè)計(jì)中初步確定的船體型線參數(shù)展開的.主要包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容,即:(1)靜水力計(jì)算及繪制靜水力曲線圖；(2)船舶浮態(tài)計(jì)算與初穩(wěn)性校核；(3)船體阻力估算與繪制有效馬力曲線圖；(4)螺旋槳設(shè)計(jì)與校核概述判斷船舶是否具有合理的浮態(tài)和足夠的穩(wěn)性，有一定的衡量標(biāo)準(zhǔn)。浮性是船舶的基本性能之一，就是在一定的裝載情況下，船舶具有漂浮在水面保持平衡位置的能力。主要技術(shù)指標(biāo)有吃水、橫傾角、縱傾角等。船舶的穩(wěn)性是指船舶在外力作用下偏離其平衡位置而傾斜，但外力消失后，能自行回復(fù)到平衡位置的能力。主要技術(shù)指標(biāo)是初穩(wěn)心高。在型線圖的基礎(chǔ)上，通過靜水力計(jì)算得到靜水力曲線圖。船舶靜水力曲線圖是綜合性的圖形，全面表達(dá)了船舶在靜止正浮狀態(tài)下的浮性和穩(wěn)性要素隨吃水而變化的規(guī)律。靜水力計(jì)算及曲線圖的繪制1．靜水力計(jì)算主要就是計(jì)算水線面面積、漂心縱坐標(biāo)、排水體積、浮心縱向坐標(biāo)、浮心垂向坐標(biāo)、對漂心縱軸及橫軸慣性矩等靜水力要素，根據(jù)型線圖及型值表采用梯形法進(jìn)行近似計(jì)算。最常用的數(shù)值積分法有梯形法、辛普生法和乞貝雪夫法三種。梯形法是一種最簡便的數(shù)值積分方法，它的基本原理是使用若干直線段組成的折線近似地代替曲線。本次設(shè)計(jì)就采用梯形法。由于本船是隧道艉船型，故除對端部進(jìn)行修正外，對隧道艉部采用相當(dāng)矩形法進(jìn)行附部面積計(jì)算。2．根據(jù)靜水力計(jì)算的結(jié)果，繪制靜水力曲線，其主要包括以下曲線1)不同吃水的水線面面積Aw; 2)型排水體積V;3)漂心縱向坐標(biāo)Xf；5)浮心縱向坐標(biāo)XB;7)橫穩(wěn)心半徑BM;9)每厘米縱傾力矩MTC;11)橫剖面系數(shù)Cw;3.1.3計(jì)算公式1、型排水體積▽='fAdzw—1/24)每厘米吃水噸數(shù)TPC;6)浮心垂向坐標(biāo)ZB;8)縱穩(wěn)心半徑BML10)方形系數(shù)Cb;12)棱形系數(shù)Cwp。l/2JXYdz2、漂心縱向坐標(biāo)X=f——f l/2JYdz—l/23、浮心縱向坐標(biāo)X=

bl/2JX×Adz

fw-m l/2JAdz

w—l/24、橫穩(wěn)心半徑『二g5、縱穩(wěn)心半徑R=▽6、l/2JZ×Adz浮心垂向坐標(biāo)Z… Lbl/2JAdzw—l/27、每厘米縱傾力矩MT二看8、方形系數(shù)Cb=京9、每厘米吃水噸數(shù)TPC=y×A,10010、水線面系數(shù)C=Aw.wpBL計(jì)算方法總體上為垂向積分，即先計(jì)算各不同吃水T下的水線面面積AWi，水線面形心縱向坐標(biāo)Xfi，水線面對舯剖面和基平面的靜力矩Moyzi、Mxozi,以及水線面繞平行于X軸和y軸并通過其面積形心的坐標(biāo)軸慣性距Ix、Iyf等要素,然后再根據(jù)各計(jì)算數(shù)據(jù)與上述要素之間的關(guān)系,計(jì)算出各被求參數(shù)。靜水力曲線表表3.1靜水力計(jì)算表200WL長L=19.910米，寬B=2.858米,BL=2.39米,吃水T=0.2米站號水線半寬面積乘數(shù)慣性乘數(shù)面積函數(shù)慣矩函數(shù)水線半寬立方00-52500010-41600021.419-39-4.25712.7712.85731.291-24-2.5825.1642.15141.388-11-1.3881.3882.67451.42900002.91861.43111.431.432.92471.367242.7345.4682.55481.067393.2019.6031.21490.5054162.028.080.128100525000總和∑9.8961.15843.90417.42附部附部總面積a（米2）1.25面積形心距船中的距離Xa（米）-7.74面積a關(guān)于X軸慣性距ix（米）0.51面積a關(guān)于y軸慣性距iy（米）75.4修正值0.9620.512.5-1.118510.42551.493修正后8.934-0.5-12.52.276533.478515.93計(jì)算結(jié)果水線面積AW（米2）Aw=2BLΣB+a48.55水線面系數(shù)CCWP=AW/LB0.5078漂心坐標(biāo)Xf（米）Xf=[2(BL)2×∑B+aXa]∕Aw0.336對漂心縱軸的慣性距IX（米4）Ix=(2∕3)×BL×ΣG+ix25.89對漂心橫軸的慣性距Iy（米4）Iy=[2(BL)3×ΣF+iy]-AwXf22983.99表3.2靜水力計(jì)算表二400WL長L=22.359米，寬B=3米,BL=2.39米,吃水T=0.4米站號水線半寬面積乘數(shù)（米）慣性乘數(shù)面積函數(shù)慣矩函數(shù)水線半寬立方00-52500011.277-416-5.10820.4322.08221.438-39-4.31412.9422.97331.672-24-3.3446.6884.6741.669-11-1.6691.6694.64951.69500004.86961.691111.6911.6914.83571.651243.3026.6044.581.417394.25112.7532.845190.3614161.4445.7760.047100525000總和∑12.871-3.74768.55531.477附部附部總面積a（米2）3.67面積形心距船中的距離Xa（米）-8.35面積a關(guān)于X軸慣性距ix（米） 2.58面積a關(guān)于y軸慣性距iy（米）269修正值0.819016-1.83213.1041.06修正后12.0520-16-1.91555.45130.4122計(jì)算結(jié)果水線面積AW（米2） Aw=2BLΣB+a61.278水線面系數(shù)C CWP=AW/LB0.6409漂心坐標(biāo)Xf（米） Xf=[2*(BL)2×∑B+aXa]∕Aw-0.857對漂心縱軸的慣性距IX（米4）Ix=(2∕3)×BL×ΣG+ix51.0368對漂心橫軸的慣性距Iy（米4）Iy=[2(BL)3×ΣF+iy]-AwXf221738.表3.3靜水力計(jì)算表三600W長L=23.774米，寬B=3.67米,BL=2.39米,吃水T=0.8米站號水線半寬面積乘數(shù)慣性乘數(shù)面積函數(shù)慣矩函數(shù)水線半寬立方01.362-525-6.8134.052.52711.5-416-6243.37521.664-39-4.99214.9764.60731.773-24-3.5467.0925.57341.815-11-1.8151.8155.97951.83300006.15861.834111.8341.8346.16871.811243.6227.2445.93981.628394.88414.6524.31490.9924163.96815.8720.97100525000總和∑16.2120110-8.855121.53545.619附部附部總面積a（米2）1.259面積形心距船中的距離Xa（米）10.389面積a關(guān)于X軸慣性距ix（米） 0.213面積a關(guān)于y軸慣性距iy（米）136修正值1.177-0.520.5-1.42124.9611.751修正后15.0350.589.5-7.43496.57443.868計(jì)算結(jié)果水線面積AW（米2） Aw=2BLΣB+a73.1263水線面系數(shù)C CWP=AW/LB0.7649漂心坐標(biāo)Xf（米） Xf=[2*(BL)2×∑B+aXa]∕Aw-0.982對漂心縱軸的慣性距IX（米4）Ix=(2∕3)×BL×ΣG+ix70.109對漂心橫軸的慣性距Iy（米4）Iy=[2(BL)3×ΣF+iy]-AwXf222702.249表3.4靜水力計(jì)算表四800WL長L=23.971米，寬B=3.832米,BL=2.39米,吃水T=0.8米站號水線半寬面積乘數(shù)慣性乘數(shù)面積函數(shù)慣矩函數(shù)水線半寬立方01.571-525-7.85539.2753.87711.676-416-6.70426.8164.70721.778-39-5.33416.0025.6231.817-24-3.6347.2685.99841.897-11-1.8971.8976.82651.91600007.03361.916111.9161.9167.03371.91243.827.646.9681.791395.37316.1195.74491.2544165.01620.0641.97100.1575250.7853.9250.0038總和∑17.683-8.514140.92255.78附部附部總面積a（米2）1.834面積形心距船中的距離Xa（米）10.48面積a關(guān)于X軸慣性距ix（米）0.524面積a關(guān)于y軸慣性距iy（米）203修正值0.864025-3.53521.61.94修正后16.819085-4.979119.3253.84計(jì)算結(jié)果水線面積AW（米2）Aw=2BLΣB+a82.22水線面系數(shù)CCWP=AW/LB0.895漂心坐標(biāo)Xf（米）Xf=[2*(BL)2×∑B+aXa]∕Aw-0.458對漂心縱軸的慣性距I（米Ix=(2∕3)×BL×ΣG+ix86.319對漂心橫軸的慣性距Iy（米4）Iy=[2(BL)3×ΣF+iy]-AwXf223443.7表3.5靜水力計(jì)算表五1000WL長L=24.15米，寬B=3.932米,BL=2.39米,吃水T=0.8米站號水線半寬面積乘數(shù)慣性乘數(shù)面積函數(shù)慣矩函數(shù)水線半寬立方01.713-525-8.56542.8255.02611.786-416-7.14428.5765.69721.868-39-5.60416.8126.51831.929-24-3.8587.7167.1841.956-11-1.9561.9567.48451.96600007.59961.966111.9661.9667.59871.962243.9247.8487.55881.878395.63416.9026.62391.3694165.47621.9042.565100.2715251.3556.7750.019總和∑18.6640110-8.772153.2863.863附部附部總面積a（米2）2.105面積形心距船中的距離Xa（米）10.531面積a關(guān)于X軸慣性距ix（米）0.719面積a關(guān)于y軸慣性距iy（米）234修正值0.992025-3.60524.82.5232修正后17.672085-5.167128.4861.339計(jì)算結(jié)果水線面積AW（米2）Aw=2BLΣB+a86.577 水線面系數(shù)C CWP=AW/LB0.9056漂心坐標(biāo)Xf（米）Xf=[2(BL)2×∑B+aXa]∕Aw-0.425對漂心縱軸的慣性距IX（米4）Ix=(2∕3)×BL×ΣG+ix98.453對漂心橫軸的慣性距Iy（米4）Iy=[2(BL)3×ΣF+iy]-AwXf223726.303表3.6靜水力計(jì)算表六1200WL長L=24.38米，寬B=3.983米,BL=2.39米,吃水T=1.2米站號水線半寬（米）面積乘數(shù)慣性乘數(shù)面積函數(shù)慣矩函數(shù)水線半寬立01.713-525-8.5642.825.02611.88-416-7.5230.086.64521.921-39-5.7617.287.08931.964-24-3.927.857.57541.99-11-1.991.997.88151.99300007.916361.993111.991.9937.91671.989243.977.9567.86881.954395.8617.587.46191.5754166.325.23.906100.4765252.3811.90.1078總和∑19.4480110-7.25164.67569.39附部附部總面積a（米2）2.744面積形心距船中的距離10.63面積a關(guān)于X軸慣性距ix（米）1.3面積a關(guān)于y軸慣性距iy312修正值1.0945025-3.09227.362.567修正后18.3535085-4.16137.3166.826計(jì)算結(jié)果水線面積AW（米2）Aw=2BLΣB+a90.473水線面系數(shù)C CWP=AW/LB0.946漂心坐標(biāo)Xf（米） Xf=[2*(BL)2×∑B+aXa]∕Aw-0.203對漂心縱軸的慣性距IX（米Ix=(2∕3)×BL×ΣG+ix107.776對漂心橫軸的慣性距Iy（米4）Iy=[2(BL)3×ΣF+iy]-AwXf224057.432表3.7靜水力計(jì)算表七排水體積▽，排水量Δ,方形系數(shù)Cb,TPC的計(jì)算δt=0?2（米）w=1.000t∕m3IH出WVW皿皿吃水水面自上至i=T∕2×i=w水線號Ti(m) Wi(m2) 成對和下和 ―(V ×(W) LBTi200WL0.2048.5648.5648.564.864.8611.38400WL0.4061.28109.84158.4015.8415.8429.23600WL0.6073.13134.41292.8129.2829.2852.35800WL0.8082.23155.36448.1744.8244.8273.491000WL1.0086.78169.01617.1861.7261.7294.961200WL1.2090.47177.25794.4379.4479.44116.28表3.8靜水力計(jì)算表八XB的計(jì)算: 水線號AWiXfi(H)X(H)成對和自上至下和▽iXbi=AT(W)∕(2Vi)IH出WVW皿皿200WL48.560.3717.9717.9717.974.860.37400WL61.28-0.86-52.52-34.55-16.5815.84-0.10600WL73.13-0.98-71.89-124.40-140.9929.28-0.48800WL82.23-0.46-37.66-109.55-250.5344.82-0.561000WL86.78-0.43-36.97-74.63-325.1661.72-0.531200WL90.47-0.20-18.37-55.33-380.5079.44-0.48表3.9靜水力計(jì)算表九 Zb的計(jì)算表 水線號▽i成對和自上至下和ΔT∕2×W∕ViTiZbi=W-VIH出WVW皿200WL4.864.864.860.100.200.10400WL15.8420.7025.550.160.400.24600WL29.2845.1270.670.240.600.36800WL44.8274.10144.770.320.800.481000WL61.72106.54251.310.411.000.591200WL79.44141.16392.470.491.200.71表3.10靜水力計(jì)算表十BM,BML(ZM),KML(ZML)的計(jì)算表水線號▽iIXiIyiBM=m∕HBML=W/HZbiZmi=V+卯ZMLI=W+卯IH出WVW皿皿K200WL4.8625.89983.995.33202.630.10207.97202.73400WL15.8451.401378.003.2486.990.2790.2487.26600WL29.2870.112702.252.3992.290.4394.6892.72800WL44.8286.323443.711.9376.840.6078.7777.441000WL61.7298.463726.301.6060.380.7861.9761.161200WL79.44107.084057.431.3551.070.9752.4252.04表3.11靜水力計(jì)算表十:M的計(jì)算表號半寬成對和自上至下和Ami=ATXWBXTiCmi=Ami/BtiCBiCPi=Cbi/CmiH出WVW皿皿KWL1.431.431.430.290.291.000.430.43WL1.502.934.360.870.601.310.540.41WL1.833.337.691.541.101.400.560.40WL1.923.7511.442.291.531.490.610.41WL1.973.8815.323.061.971.560.650.42WL1.993.9619.283.862.391.610.680.42表3.12靜水力計(jì)算表十二MTC的計(jì)算表水線號Δi（噸）BML（米）H*mL（米）MTC=W/100/VIH出WVW200WL4.86202.64984.8319.910.49400WL15.8486.991377.9222.360.86600WL29.2892.292702.2523.771.14800WL44.8276.843443.9723.971.441000WL61.7260.383726.6524.151.541200WL79.4551.074057.5124.331.67靜水力曲線圖:浮態(tài)計(jì)算及穩(wěn)性校核根據(jù)設(shè)計(jì)船的靜水力曲線以及重量重心計(jì)算結(jié)果，分別對設(shè)計(jì)船以下兩種典型裝載情況—滿載出港、滿載到港進(jìn)行浮態(tài)計(jì)算及初穩(wěn)性校核，如下表:表3.14設(shè)計(jì)船在滿載出港、到港裝載狀態(tài)下浮態(tài)及初穩(wěn)性計(jì)算表Drl項(xiàng)目單位符號及公式滿載出港滿載到港1排水量噸△-51.08-38.8042^Γ~排水體積米3▽-51.0838.804-3-平均吃水T077-0768-4-重心距船中XG--1.56--1.345~^~-浮心距船中-XB--0.656-0.596~~6~縱傾力臂X--X-0.904-0.744縱傾力矩噸米△("XB)-46.176-28.87~~8~每厘米縱傾力矩噸米MTCE31.256~9~縱傾值Jt=△(XL-XJ/[100(MTC)]-0.3552-0.229T0--漂心距船中BXF-0.626-0.54611-艏吃水變化--δTF=(L∕2-XF)t∕L---0.144--0.104~27Σ~-艉吃水變化-δTA=-(L∕2+XF)t∕L-0TT20.087T3-艏吃水TF=T+δTF-0.5540.57614艉吃水ta=t+δta0820.767~HΓ-重心距基線-ZG1.1561.132T6-橫穩(wěn)心距基線KM=(ZB+BM)-4.361-4.43717初穩(wěn)心高GM=KM-ZG1.4411.444T8-自由液面修正值△GM-∑WIXT^0.02-0702-T9-修正后的初穩(wěn)心高GM=GM1-δGM1421-1.424主要依據(jù)：船舶載況千變?nèi)f化，不可能一一計(jì)算，只選取其中兩個(gè)極限典型的載況進(jìn)行計(jì)算，足以保證滿足使用的安全要求。根據(jù)《內(nèi)河船設(shè)計(jì)規(guī)范》，內(nèi)河船的初穩(wěn)心高應(yīng)不小于0.2米。本船在滿載出港和滿載出港載況下,初穩(wěn)心高均大于0.2米，滿足規(guī)范要求。阻力計(jì)算：當(dāng)船舶在水面上航行時(shí)，船體處于空氣和水兩種流體介質(zhì)之中運(yùn)動(dòng)，必然受到空氣和水對船體的反作，這種與船體運(yùn)動(dòng)方向相反的流體作用為船舶阻力。本設(shè)計(jì)采用艾亞法進(jìn)行阻力計(jì)算，該法在分析大量船模和實(shí)船試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，繪制了用于阻力估算的曲線圖表，其實(shí)用范圍較廣。按照艾亞法估算得到的是公制有效功率，其基本思想是首先規(guī)定其所給出的直接估算有效功率數(shù)據(jù)所對應(yīng)的“標(biāo)準(zhǔn)船型”；然后根據(jù)設(shè)計(jì)船與標(biāo)準(zhǔn)之間的差異逐一進(jìn)行修正，最后得到設(shè)計(jì)船的有效功率。設(shè)計(jì)水線長LWJ23.9m

垂線間長Lpp：22.9m

設(shè)計(jì)水線寬B：3.776m

設(shè)計(jì)排水量△：38.41t

設(shè)計(jì)吃水T：0.72m

3.3.1阻力估算步驟對于需要進(jìn)行有效功率C值的修正，具體方法如下：船舶要素寬度吃水比B/T：5.24方形系數(shù)CB ：0.591浮心縱坐標(biāo)Xb：2.51%L船中后L/D1/3=7.09Δ0.64=10.328估算的實(shí)際設(shè)計(jì)船舶，關(guān)鍵在于對于其系數(shù)PE01.2.3.由市級船舶的Fr或V/L1/2及L/Di/3值查得相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)船型的C0

值。由市級船舶的Fr或V/L1/2及L/Di/3值查得相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)船型的C0

值。對實(shí)船進(jìn)行修正，與標(biāo)準(zhǔn)船型的參數(shù)對比應(yīng)作如下4個(gè)修正：1）方形系數(shù)Cb修正：若實(shí)船的方形系數(shù)C小于或大于標(biāo)準(zhǔn)船型的方形系數(shù)，對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)船型的C值增加或減少一個(gè)修正值△1：2）寬度吃水比B/T修正：當(dāng)設(shè)計(jì)船的B/T不等于2.0時(shí)，則系

數(shù)C1需要另外加一個(gè)修正值△?并按下式計(jì)算：2=-10XCbX（T-2）%×C13）浮心縱向位置Xc的修正：若是浮心縱向位置不在標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí)，對應(yīng)系數(shù)C2減少一個(gè)修正量43=43=C2+Kxc%4）水線長度LWL修正：對于實(shí)際水線長大于或小于水線長度，對

應(yīng)系數(shù)C3增加或減少一個(gè)修正值△4：A，L—1.025L4=WLbpXC1.025L 3bp5）得實(shí)際設(shè)計(jì)船的有效功率：3.3.2有效馬力估算設(shè)計(jì)船是一艘大型低速船，其阻力估算可采用艾亞法估算。其具體過程和步驟見表格3.1PE=^64^3X0.735(KW)

C4表3.15有效馬力估算水線長 LWL=23.9米寬度吃水比B/T=5.25垂線間長LPP=23.3米方形系數(shù) Cb=0.519寬度 B=3.78米縱向浮心位置XB=1.51%L船中后吃水 T=0.72米L/D1/3=7.31排水量 =35.1tΔo.64=9.75速度V（km/h）1820222426Vm=1.852kn9.710.811.91314傅汝得Fr=VmL/ygi0.3270.3630.3990.4370.472標(biāo)準(zhǔn)C0，查圖9-4390352280243224標(biāo)準(zhǔn)Cbe,查圖表9-30.5570.5430.5360.5360.536實(shí)際Cb（肥或瘦）（%）1.9(s)0.5(f)0.2(f)0.2(f)0.2(f)Cb修正（％）｛若肥：-Cb肥（％）×3×實(shí)際Cb+0.89-0.8-0.3-0.3-0.3Cb修正數(shù)量Δ1+3-3-1-1-1已修正CbNCI393349279242123B/T修正％=-10C(B/T-2)%-17.5--17.5-17.5-17.5-17.5B/T修正數(shù)量，Δ2（式9--17）-69-61-49-42-39已修正B/T之C2324288230200184標(biāo)準(zhǔn)Xb,%L,船中前或后，查表9--32.37(后)2.51(后)2.55(后)2.55(后)2.55(后)實(shí)際Xb,%L船中前或后-1.51-1.51-1.51-1.51-1.51相差%L,在標(biāo)準(zhǔn)者前或后0.861.01.041.041.04Xb修正（％），查表9--5-9.5-13-15-17-19Xb修正數(shù)量，Δ3（式9---18）-31-37-35-34-35已修正Xb之C3293251195166149V39181260168521972744Pe(kw)=22.5366294.85132Pe(hρ)30.64984.3129180由上表得有效馬力曲線為如下:歸姓期軍用康I 1 1 1 1—號10IL1Ξ13 1415VCKn>3.4螺旋槳設(shè)計(jì)與校核由于MAU型設(shè)計(jì)方法對于一般的內(nèi)河船具有廣泛的適用性，并且該方法經(jīng)過多次改進(jìn)準(zhǔn)確性高，故本船螺旋槳設(shè)計(jì)采用MAU系列圖譜設(shè)計(jì)。但由于隧量限制了螺旋槳的直徑，故取定值為D=0.64m的四葉MAU型螺旋槳。阻力曲線由以上阻力計(jì)算得深水航速與有效馬力PE的關(guān)系為：深水速度V(km/h)1820222426有效馬力Pe(hp)30.64984.3129180限制直徑最大航速計(jì)算(MAU4型)(1)100客位螺旋槳可達(dá)航速計(jì)算已知：船長L=24.00m,吃水T=0.70m,型寬B=4.00,螺旋槳直徑D=0.64m主機(jī)：功率P=92Kw=125.17hp 轉(zhuǎn)速N'=2065rpms減速器速比：1.97：1 螺旋槳轉(zhuǎn)速N=1048rpm傳動(dòng)效率η=0.98伴流系數(shù)w=0.16 推力減額系數(shù)t=0.11s相對旋轉(zhuǎn)效率η=1.0 船身效率η=匕=1.06R H1-w螺旋槳收到效率P=P?η?η=122.67hDsRs P按MAU4圖譜計(jì)算可達(dá)航速：項(xiàng) 目單位數(shù) 值Vk/h1820222426V=V(1-w)/1.852 A kn8.169.079.9810.8911.8V2.5 A 190247.8341.6391.4478.3B=NJPT/V2.5 P ND A 61.847.437.353024.57姆7.86.896.15.484.96δ=ND/V A 82.27467.261.656.84MAU4-70η O 0.4720.5070.5360.5530.578P/D0.720.7460.770.80.84P=P?η?ηTE DHOhp61.376669.771.975.2MAU4-55η O 0.4860.520.5560.5830.606P/D0.7280.760.780.8140.85P=Pη?η T DHOhp63.267.672.375.878.8MAU4-40η O 0.50.530.5640.590.616P/D0.7320.7630.7880.820.86P=P?ηη TE DHO 65.0268.973.3476.780.1根據(jù)上表的計(jì)算結(jié)果可繪制PTE、6、P/D及ηO對于V的曲線，如圖所示。30π?9 10 11 12 13 1415V(Kn)從PTE-f(V)曲線與船體滿載有效馬力曲線的交點(diǎn)，可獲得不同盤面比螺

旋槳所對應(yīng)的設(shè)計(jì)航速及螺旋槳最佳要素P/D、D及η0如下表所列：表3.18螺旋槳最佳要素表MAUV(km/h)P/Dδη04-4019.260.73770.524-5519.070.74780754-7018.890.75780.49空泡校核計(jì)算盤面比按柏利爾空泡界線圖中商船上限線，計(jì)算不發(fā)生空泡之最小盤面比P=174kgf/m2h=0.39P—P=P+rh—P=10555kg+/m2v s 0vasvP0=122.7hp A0=1/4πD2=0.32m2 N=1048rpmVn2=(0.7πND/60)2=604m2/s2 W=0.16 D=0.64mPD=122.67hp-序號 項(xiàng) 0 -單位- 值 MAU4-40MAU4-55MAU4-∕01Vmaxkm/h/1926-19.07-1889-2-VA=0.2778V~(T=ω)m/s4T4947454T4-4-V07R2=VA2+Vn(m/s)2624-624623-5—σ=(p0-p)∕0.5ρV07R207323-07323-073236τc（查圖） 07152 -07152— 07152 -7- T=PD?η0?75/va -kgf1065-1033-10258AP=T/O.5pVo7R2?τcm207215-07208-072079AE=AP/(1.067-0.229P/D)m20724-07232-072310^A/A=A/0.25πD20775-07725-077T9利用外插法可作出不發(fā)生空泡的最小盤面比以及所對應(yīng)的最佳螺旋槳要素圖如下所示：則取交點(diǎn)得所需盤面比AE∕A0=0.72,V=18.6km∕h,P∕D=0.74,maxη0=0.5、強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核按規(guī)范要求，材料為鋁黃銅計(jì)算系數(shù)rK 1K2K3K4K5K6K7K80.25634250141048234413800.6020715163534231265330D=0.64P/D=0.74e=10 Ad=0.72N=125.2hN=1048rpm材料系數(shù)K=1.40

e P葉數(shù)Z=4,0.25R處葉寬=0.188m0.6^?^M=0.257mb=0.260mG=7.894g/cm3max序號項(xiàng)目單位所校核的葉切面0.25R0.60R1bm0.1880.2572D/P 07 1.351.353D/P1.351.354A—D(KKD^KDKA——(K—K )+K -K1P1 2P 3P 40.7 0.723008285A—D(K+K?)+K?+K2P5 6 7 8155011736y=ANLZbN365.96.7aAGAN2D3X=-2 d 1010Zb0.3010.1708規(guī)范t=IYJEKK-Xmm18.228.89t（標(biāo)準(zhǔn)槳）n mm23.713.510實(shí)取tmm237135-五、敞水特性計(jì)算查MAU4-55和MAU4-70的敞水特性曲線，用外插法求MAU4-72,P∕D=0.74之敞水特性曲線。J=MAU4-55MAU4-70MAU4-72η0KT10η0KT10η0KT10000.350.4100.360.4500.370.460.10.140.320.380.130.330.420.130.330.430.20.270.290.360.260.300.380.260.300.380.30.380.260.320.370.260.340.370.260.350.40.490.220.280.470.230.300.470.230.310.50.580.170.240.560.180.250.550.180.260.60.650.140.200.620.130.200.600.130.200.70.680.850.160.620.080.150.600.070.150.80.600.040.090.500.040.090.470.030.08η=000.8850.870.865之J根據(jù)以上數(shù)值可以做出如下所示圖形：六、螺旋槳重量計(jì)算槳轂重量按公式：G=(0.88-0.6do)Lγd2=12.31kgn dk其中D=0.62md/D=0.18d=0.1116m

n hd=0.07mmL=0.210md=0.064t k 0d槳葉按公式：G=0.169γZb (0.51+1)(1——)D kgf=48.8kgbl max0.2 0.6Dγ=8410kg/m2Z=4b=0.260mmaxt=0.026t=0.0140.2 0.6七、系柱特性計(jì)算已知：D=0.62mη=0.98η=1.0N=1048rpms RP=125.2ht=0.04S p0序號項(xiàng)目單位1nrps17.472PsHp125.23PD=PsηηRHp122.74Q=75PD∕2πnKgf.m83.835K(J=0)Q00.04656n2=Q/PKD50 Q013.907K(J=0)T00.3708T=KPn2D4T0 0Kgf10759100.0410F=T(1-10)Kgf957對應(yīng)主機(jī)轉(zhuǎn)速1643rpm,螺旋槳轉(zhuǎn)速n=13.9rpsN=834rpm系柱拉力957kgf八、深水可達(dá)航速計(jì)算項(xiàng)目單位數(shù)值V Km1819202122V(1-W)v= 4 36 m/s4.204.444.674.905.13J.UJ=V/nDA0.380.4100.4310.4520.474KT0.230.2250.2140.2040.194T=KPn2D4(1E T-k?f997.919.7874.5833.9793.0P=TV/(1-攻)TE Ahp63.564.6264.83648.264.60九、螺旋槳計(jì)算結(jié)果螺旋槳直徑D=0.64m螺距比P∕D=0.74形式MAU4-72葉數(shù)Z=4盤面比A/A=0.72縱傾角8=10o螺旋槳效率η=0.51螺旋槳轂徑比d/D=0.18 h 設(shè)計(jì)航速淺水V=15.4Km∕h max 深水V=19.1Km∕h max 重量G=61.11Kgf旋向右材料鋁黃銅3.4.13本章小結(jié)本章完成了性能設(shè)計(jì)部分，包括靜水力計(jì)算、穩(wěn)性設(shè)計(jì)及校核、阻力計(jì)算和螺旋槳設(shè)計(jì)及校核四部分內(nèi)容。通過靜水力計(jì)算得出設(shè)計(jì)船在不同吃水狀態(tài)時(shí)的靜水力要素，根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制靜水力曲線。然后選取滿載出港和滿載到港兩個(gè)典型載況進(jìn)行穩(wěn)性校核，得出穩(wěn)性滿足規(guī)范要求的結(jié)果。由海軍部系數(shù)法計(jì)算得出設(shè)計(jì)船在不同航速下受到的阻力和所需的有效馬力，為螺旋槳設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。螺旋槳設(shè)計(jì)采用荷蘭水池B型槳圖譜資料進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中選取MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)槳圖譜，經(jīng)過計(jì)算及查圖，最終確定滿足空泡條件下的最小盤面比的槳型乂A4-70，得到了螺旋槳的各種要素，并進(jìn)行了強(qiáng)度校核。第4章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一：基本結(jié)構(gòu)計(jì)算書本船為航行黑龍江省松花江的客船，屬于C級航區(qū)，主要結(jié)構(gòu)形式為隧道型單底、單甲板、橫骨架式三根內(nèi)龍骨、交替肋骨制、鋼質(zhì)電焊結(jié)構(gòu)，板及構(gòu)件規(guī)格計(jì)算依據(jù)中國船級社《剛質(zhì)內(nèi)河船舶入級與建造規(guī)范》2002年版計(jì)算選取。本船體結(jié)構(gòu)材質(zhì)為A級船用鋼。二：主要量度為：設(shè)計(jì)水線長： Lwl=23.9m船 長： L=25.8m最大船寬： B=4.4m型 寬： B=4.0m設(shè)計(jì)水線寬： BWL=3.778 m型 深： D=1.3m設(shè)計(jì)吃水： d=0.65m肋 距： s=0.50m航區(qū)： C級三： 船體構(gòu)件選取外板船底板根據(jù)規(guī)范2.3.2.1要求：船中部底板厚度t應(yīng)不小于下式所得之值：t=a(αL+βS+γ)=0.75(0.076X25.8+4.5X0.5-0.4)=2.858mm 本船實(shí)取t=4mm式中，L一船長S一肋骨或縱骨間距a一航區(qū)系數(shù)，B航區(qū)取a=0.85α、β、γ一取橫骨架式相關(guān)系數(shù)α=0.076β=4.5γ=-0.4橫骨首、尾部船底板厚度應(yīng)不小于船中部的厚度，過渡區(qū)域的船底板厚度不應(yīng)小于船中部底板的厚度的0.8倍，而且根據(jù)規(guī)范要求：船底板厚度 t≥4.8S,尸r=4.8X0.5X.00.65+0.75=2.839 本船實(shí)取t=4mm其中：r為半波高 d為設(shè)計(jì)吃水舭列板根據(jù)規(guī)范2.3.3.1要求：舭列板厚度應(yīng)按船中底板厚度增加0.5mm，若船底板厚度大于8mm時(shí)，則舭列板厚度可與船底板相同根據(jù)規(guī)范2.3.3.2.如舭部為圓舭，舭列板寬度應(yīng)至少超過舭部圓弧以外100mm，并應(yīng)超過實(shí)肋板面板以上150mmt=t底+0.5=3.358mm實(shí)取舭列板厚4mm舷側(cè)外板根據(jù)規(guī)范2.3.4.1：船中部干舷甲板以下舷側(cè)外板厚度應(yīng)不小于船底板厚度的0.9倍，根據(jù)規(guī)范2.3.4.2：艏、舷側(cè)外板應(yīng)不小于船中底部板的厚度，過渡區(qū)域的舷側(cè)外板厚度應(yīng)不小于船中底部板厚的0.8倍.全船統(tǒng)一取t=4mm舷側(cè)頂列板根據(jù)規(guī)范2.3.5.1：舷側(cè)頂列板在強(qiáng)力甲板以下寬度應(yīng)不小于0.1D，且不應(yīng)小于250mm根據(jù)規(guī)范2.3.5.2：舷側(cè)頂列板的厚應(yīng)不小于強(qiáng)力甲板厚度0.85倍或舷側(cè)夕卜板厚度增力口1mm，取其大者。實(shí)取 t=4mm平板龍骨根據(jù)規(guī)范2.3.2.1：船中部平板龍骨厚度應(yīng)按船底板厚度增加1mm，首尾部平板龍骨厚度應(yīng)不小于船中部底板厚度。平板龍骨的寬度不應(yīng)小于0.1B,且應(yīng)不小于0.75mm,0.1B=0.1X8.2=0.82m全船統(tǒng)一取t=6mm，b=800mm尾封板根據(jù)規(guī)范2.3.6：尾封板厚度應(yīng)與平板龍骨厚度相同。實(shí)取t=6mm局部加強(qiáng)根據(jù)規(guī)范2.3.8.1：主機(jī)座下面的船底板，艉軸出口處的外板以及螺旋槳葉梢附近的外板應(yīng)按船中部底板厚度增加1—2mm。螺旋槳周圍船底板?。簍=6mm機(jī)艙底板取：t=4mm甲板板強(qiáng)力甲板根據(jù)規(guī)范2.4.1.1：船中部強(qiáng)力甲板的半剖面積應(yīng)不小于下式計(jì)算所得之值A(chǔ)=b2(aL+β)=4.2(0.38X25.8+7)=33.6α，β一系數(shù)，按C航區(qū)?。篴=0.38β=7.0 L=25.8m根據(jù)規(guī)范2.4.1.2：強(qiáng)力甲板的厚度不小于3mm根據(jù)規(guī)范2.4.1.4：船長小于等于30m的船舶甲板邊板的寬度不小于0.5m，邊板厚度對B、C級航區(qū)船舶應(yīng)按甲板厚度增加0.5mm根據(jù)規(guī)范2.4.1.5：強(qiáng)力甲板的開口寬度應(yīng)不大于0.8B當(dāng)取甲板邊板寬為0.50m,厚為4mm；開口縱桁尺寸?8X220時(shí)，計(jì)算得:8X80A=0.8X80+0.8×22×2+0.8×8×2=112.4cm2因此，甲板厚和艙口端縱桁的選取滿足要求，即：強(qiáng)力甲板厚t=8mm,開口縱桁，8X2208X80其余區(qū)域，取t=4mm甲板邊板根據(jù)規(guī)范2.4.1.4:船中部甲板邊板的寬度應(yīng)不小于0.1B,厚度應(yīng)按甲板厚度增加1mm，首尾部甲板邊板厚度可與該處甲板厚度相同。首部取t=5mm，尾部取t=5mm船中部甲板邊板取為8X810船底骨架本船屬于橫骨架式單底結(jié)構(gòu)，應(yīng)在每個(gè)肋位上設(shè)置實(shí)肋板機(jī)艙外實(shí)肋板及旁內(nèi)龍骨根據(jù)規(guī)范2.5.2.2及2.5.4.1要求：實(shí)肋板的橫剖面模數(shù)W應(yīng)不小于下式所計(jì)算所得之值：W=Ks(fd+r)l2=5X0.5GX1.0+0.25)x4?=50cm3式中：l-實(shí)肋板跨距S-實(shí)肋板間距0.5mf-系數(shù) 取f=1.0d-吃水 取d=1.00mr-半波高 取r=0.25mK-內(nèi)龍骨修正系數(shù),按下式計(jì)算：K=a(l/1-1.1)+b=2.5(2.1-1.1)+2.5=51其中：a,b一系數(shù)：a=2.5,b=2.5l/1-艙長比,1為艙底平面長度11取l=8.0ml=6.4ml/l=2.511帶板?。?*500全船統(tǒng)一取14X140 計(jì)算的W=65.4Cm35X60旁內(nèi)龍骨可用間斷板構(gòu)成，尺寸與該處實(shí)肋板相同。旁內(nèi)龍骨應(yīng)盡量垂直外板。選取?4義1405義604.1.3.2機(jī)艙內(nèi)實(shí)肋板及旁內(nèi)龍骨根據(jù)規(guī)范2.5.2及2.5.4：單底實(shí)肋板按機(jī)艙外實(shí)肋板所要求的腹板厚度增加1mm,面板面積增加1倍；單底船機(jī)艙艙內(nèi)內(nèi)龍骨的面板和腹板應(yīng)該不小于機(jī)艙內(nèi)實(shí)肋板的尺寸,所以，選機(jī)艙內(nèi)實(shí)肋板取15X140、機(jī)艙內(nèi)旁10X60內(nèi)龍骨1 510X604.1.3.3中內(nèi)龍骨根據(jù)規(guī)范2.5.3：中內(nèi)龍骨應(yīng)盡量貫穿全船,首尾尖艙部分可用間斷板。中內(nèi)龍骨腹板的高度和厚度應(yīng)與該處的實(shí)肋板相同,面板剖面積應(yīng)不小于實(shí)肋板面板剖面積的1.5倍。機(jī)艙外中內(nèi)龍骨取14X140。5X60機(jī)艙內(nèi)中內(nèi)龍骨取15X140。10X604.1.4舷側(cè)骨架本船采用交替肋骨式,舷側(cè)骨架可采用單一的主肋骨制和普通肋骨相間的交替肋骨制，且強(qiáng)肋骨間距不應(yīng)大于2.5m。普通肋骨：根據(jù)規(guī)范2.7.2：普通肋骨的剖面模數(shù)W不應(yīng)小于按下式計(jì)算所得之值:W≥Ks(d+r)12Cm34.9X0.5(.0+0.25)x12=3.06其中：K一系數(shù) K=4.9d—吃水 d=1.0ms—實(shí)肋板間距 s=0.50r—半波高 r=0.25m1一肋骨跨距 l=1.0m對設(shè)有舷側(cè)縱絎的普通肋骨，取肋骨與實(shí)肋板內(nèi)緣交點(diǎn)與舷側(cè)縱絎的垂直距離，但不應(yīng)小于1.25m.實(shí)取L40X40X4(W=7.24cm3),滿足要求。4.1.4.2強(qiáng)肋骨根據(jù)規(guī)范2.7.3:舷側(cè)骨架為交替肋骨制時(shí)，強(qiáng)肋骨的剖面模數(shù)W應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：W≥Ks(d+r)12Cm3其中： K一系數(shù) K=4.0d—吃水 d=1.0ms—實(shí)肋板間距 s=2.5mr—半波高 r=0.25m1一肋骨跨距 1=1.0mW≥Ks(d+r)l2cm3=12.5cm3全船統(tǒng)一選用14X110。5X60其最小剖面模數(shù)W=48.85cm3。4.1.4.3舷側(cè)縱桁根據(jù)規(guī)范2.7.4.1:舷側(cè)縱桁的剖面尺寸應(yīng)與強(qiáng)肋骨相同，且應(yīng)盡量延伸至首尾；取舷側(cè)縱桁15X140。10X604.1.5甲板骨架甲板橫梁根據(jù)規(guī)范2.8.1.1：橫骨架式甲板應(yīng)在每一個(gè)肋位上設(shè)置橫梁，其橫剖面模數(shù)應(yīng)不小于按下式計(jì)算所的之值： W=5cshl2cm3式中：c一系數(shù) C=1.0（C級航區(qū)）S一橫梁間距 S=0.5ml一橫梁跨距，m,取舷側(cè)與縱桁（縱艙壁）或縱桁（縱艙壁）間的距離中的大者，且不小于2m。取l=2.0m。h一甲板計(jì)算水柱高度，m；強(qiáng)力甲板取0.5；旅客艙室甲板取0.45,頂棚甲板取0.2,取h=0.5m。W1=5cshl2=5*1.0*0.52義22=5cm3且強(qiáng)力甲板的橫梁慣性矩：I≥3WlI≥3Wl=3×5×2=30cm41 11全船取普通橫梁L40×40×4其 W=7.36Cm3,I=31cm4W和I均滿足要求。4.1.5.2甲板縱桁根據(jù)規(guī)范2.8.3.2:甲板縱桁與內(nèi)龍骨,底縱桁應(yīng)盡可能設(shè)置在同一平面內(nèi),而且橫骨架式甲板縱桁的剖面模數(shù)應(yīng)不小于下式計(jì)算所得值：W=Kcbhl2cm3=5.57×1×2..0×0.5×2=22.28cm3式中：k一系數(shù) K=0.03L+4.8=5.57c一系數(shù) c=1.0h一甲板計(jì)算水柱高度，m,強(qiáng)力甲板取0.5,旅客艙室甲板取0.45,頂棚甲板取0.2,此處取h=0.5b一甲板縱橫支撐面積的平均寬度l一縱桁跨距，此處取2m甲板縱桁的剖面慣性距應(yīng)不小按下式計(jì)算所得之值：I≥2.75Wl=2.75X22.28X2=122.54Cm4x110選用 1 x60其 W=48.67cm3I=458.6cm3強(qiáng)橫梁根據(jù)規(guī)范2.8.5.4：橫骨架式強(qiáng)橫梁的剖面尺寸取與甲板縱行相同，實(shí)取I4X1105X60甲板大開口邊縱桁根據(jù)規(guī)范2.8.3.2：甲板縱桁與內(nèi)龍骨，底縱桁應(yīng)盡可能設(shè)置在統(tǒng)一平面內(nèi)，而且橫骨架式甲板縱桁的剖面模數(shù)應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：根據(jù)規(guī)范2.8.4.1及2.8.4.2要求：W=K(Ch*+h勺1232=5X(1X0.5+0.2一)X2.522=25.63cmK=5.0c=1.0h=0.5h1=0.2b1=3.2 b2=2l=2.5mI≥2.75Wl=2.75X25.63X2.5=398.228cm4實(shí)際取值16X180。6X60其中W=62.3,1=956.6部滿足強(qiáng)度要求，加設(shè)支柱提高強(qiáng)度。4.1.6支柱根據(jù)規(guī)范2.11.1.1：各層甲板間的支柱應(yīng)盡量設(shè)置在同一垂線上。根據(jù)規(guī)范2.11.1.2支柱載荷P可按下式計(jì)算得：P=9.8cabh(0.95P)c—系數(shù) c=1.0h一甲板計(jì)算水柱高 h=0.2ma,b一一支柱所支持甲板面積的長度及寬度a=3.0m;b=0.95mP=17.4KN計(jì)算得至U：P=9.8*1.0*3.0*0.95*0.2*0.95*17.4=92.34KNL=2.5m實(shí)取支柱Φ54X54.1.7艙壁防撞艙壁板根據(jù)規(guī)范2.11.2:列板板厚應(yīng)不小于t=Ks..Jh+Ct=4.0X0.5√2Γ+0.5=3.398mm?其中：K一系數(shù)，K=4.0,C一系數(shù)，c=0.5,S一扶強(qiáng)材，取s=0.5,h一計(jì)算水柱高度，不小于2.1m得t=3.398,實(shí)取t=4.0mm尾封板實(shí)取t=6.0mm 其它艙壁實(shí)取t=4.0mm4.1.7.2平面艙壁扶強(qiáng)材根據(jù)規(guī)范2.11.3:剖面模數(shù)應(yīng)不小于W=Kshl2式中兩端無肘板K=5.35, s=0.5 h=2.0 l=1.15貝UW=5.35X0.5X2X1.152=7.0754cm3實(shí)取L40×40×4?W=7.32Cm4.2結(jié)構(gòu)圖的繪制基本結(jié)構(gòu)圖的繪制基本結(jié)構(gòu)圖是用一個(gè)縱向和數(shù)個(gè)水平方向剖面圖或剖視圖來表示船體結(jié)構(gòu)基本情況的全船性結(jié)構(gòu)圖樣，與中剖視圖組成了表示全船結(jié)構(gòu)的三向視圖。基本結(jié)構(gòu)圖也是繪制其它結(jié)構(gòu)試圖的依據(jù)之一。根據(jù)規(guī)范計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸繪制船舶的基本結(jié)構(gòu)圖，其中包括：中縱剖面圖、主甲板圖、底艙圖及典型剖視圖。用CAD在A1圖紙上繪制（見附錄）。繪制基本結(jié)構(gòu)圖的方法和步驟：繪制基本結(jié)構(gòu)圖要參考型線圖、總布置圖和中總剖視圖。繪制的主要步驟如下：一：選取剖切位置：中縱剖視圖、主甲板圖、艙底圖、主要剖視圖。二：畫出各視圖的基準(zhǔn)線：畫出中縱剖視圖的基線和各成甲板、平臺圖、底艙圖的中線。并在基線上定出垂線間長和肋位，再根據(jù)基線上的肋位定出各中線上的相應(yīng)肋位。三：繪制各圖的外形：首先繪制出中縱剖面的外形，在繪制出甲板圖和平臺圖的外形，最后繪制出底艙圖。四：繪