摘 要

本文阐述了 18000 吨江海直达货船的设计。

内容包括任务书分析，船型和主要要素的确定，船体型线设计，船舶性能计算，总布置设计，浮态调整，舱容和各种载况下的稳性计算，阻力计算，螺旋桨和舵设计。整个设计过程以货舱舱容、稳性设计为中心。确保设计的船具有足够的舱容，能够安全高效的运输，实现良好的经济效益。

设计船的主要数据如下：总长153.9m,垂线间长L=148.1m,型宽 B=16m,型深D=10.3m,吃水T=7.5m,排水量Δ=22773.1t,浮心纵向位置XB=2.22m (舯前)方形系数Cb=0.74,棱形系数 Cp=0.868,舯剖面系数 CM=0.99，水线面系数 CW=0.9829,舵面积AR=23.3m 。

关键词： 螺旋桨设计，浮力及稳性，船舶设计

Abstract

This paper deals with the design of 3200DWT River-sea Though Cargo Ship.

The contents of the paper cover the analysis of the assignment ,the determination of the ship’s type and main feature ,the design of the moulded line and ship hydrostatic calculations ,the arrangement of whole ship and the adjustment of buoyancy state ,the calculation of the resistance and the design of the propeller ,the calculation of the volume of the cargo hold and stability in various loading ,the design of the rudder and other ship’s equipment .The whole process of the ship design is on the consideration of the volume of the cargo hold ,stability ,manoeuvrability and sea—keeping.

The main date for the final design are：length overall L OA is 153.9m ,length between perpendiculars L is 148.1m , breath B is 24m,depth D is 10.3m,draft T is 7.5m ,block coefficient Cb is 0.86,prismatic coefficient Cp is 0.868, midship area coefficient Cm is 0.99,the total mass of the ship corresponding to the draft 7.5m is 22773.1t ,rudder area AR is 23.3m .

Key Words：propulsion design，buoyancy and stability，ship design

目 录

第一章 绪论 1

1.1、论文研究的目的、意义 1

1.2、国内外现状分析 2

1.3、任务书分析 3

1.3.1、市场分析 3

1.3.2、 航区及用途等参数分析 4

1.3.3、设计船型特点及主要矛盾分析 5

1.3.4、采取的相关技术措施等 6

第二章 船体说明书 6

2.1、概述 6

2.2、总体性能 7

2.3、总体布置概况 8

2.4、舱室 8

2.5、船体结构 9

2.6、船体舾装 9

2.7、其它 10

第三章 船舶主要素 11

3.1 主尺度的初步确定 11

3.1.1、垂线间长的确定 12

3.1.2、设计吃水T的确定 13

3.1.3、型宽B的确定 13

3.1.4、方形系数的确定 14

3.1.5、型深D的确定 15

3.1.6、棱形系数的确定 15

3.2、重量估算 16

3.2.1.、主机、辅机的确定 16

3.2.2、空船重量LW的估算 17

3.3、舱容的估算与校核 18

3.3.1、载货量的估算 19

3.3.2、新船所需的舱容 20

3.3.3、新船所能提供容积的估算 21

3.4、主要性能的校核 21

3.4.1、快速性的估算 21

3.4.2、初稳性的估算 22

3.4.3、横摇周期的估算 23

3.4.4、 基本干舷校核 23

3.5、经济性的计算 24

3.5.1、建造成本 24

3.5.2、营运成本 24

3.5.3、计算营利性 26

3.6 EEDI的计算 26

3.6.1 船舶设计能效要求 26

3.6.2 Required EEDI计算 26

3.7、编程优化主尺度 28

第四章 型线设计 36

4.1、在型线设计时必须考虑以下三方面： 36

4.2、型线设计的步骤： 37

4.3、主要型线要素的选择。 37

4.4、型线绘制 38

4.4.1、型线绘制方法 38

4.4.2、母型改造 39

4.4.3、CAD绘图作图步骤 43

第五章 静水力计算 44

第六章 总布置设计 47

6.1、概述 47

6.2、总布置图构成和表达方法 48

6.3、设计、绘制总布置图 48

6.3.1、设绘船舶侧面图 48

6.3.2、设绘船舶平面图 52

第七章 螺旋桨设计 56

7.1 概述 56

7.1.1 螺旋桨的数目 57

7.1.2 螺旋桨的叶数 57

7.1.3 设计图谱的选择 57

7.1.4 已知条件 58

7.2 爱尔法计算有效功率曲线 59

7.3 MAU图谱设计 61

7.3.1 初步设计 61

7.3.2 终结设计 65

7.4 空泡校核 67

第八章 稳性计算书 69

8.1 概述 69

8.2 舱容要素曲线 70

8.2.1 规则液体舱的计算 70

8.2.2 不规则液体舱的计算 72

8.3 浮态调整 73

8.3.1 满载出港 73

8.3.2 满载到港 74

8.3.3 空载出港 74

8.3.4 空载到港 75

8.4 初稳性计算 75

8.4.1 静水力曲线 75

8.4.2 各载况初稳性计算 76

8.4.3 自由液面对初稳性的修正 77

8.5 大倾角稳性 78

8.5.1 稳性插值曲线 78

8.5.2 横摇角计算 78

8.5.3 进水角和极限静倾角 79

8.6 静稳性计算 81

8.6.1 自由液面横倾力矩 81

8.6.2 静稳性臂计算 82

8.7 动稳性计算 84

8.8 稳性曲线 86

8.9 最小倾覆力臂 87

8.10 风压倾侧力臂 88

8.11 全速回航倾侧力臂 88

8.12 稳性校核 89

第九章 吨位丈量估算书 90

9.1 概述 90

9.2 主要参数 90

9.3 总吨位 90

9.3.1 主甲板以下所有围蔽处所的型容积V1 90

9.3.2 主甲板以上所有围蔽处所的型容积 V2 91

9.3.3 主甲板以上应计入的固定载客的开敞处所的容积V₃ 91

9.3.4 主甲板以上应计入的固定载货的开敞处所容积V₄ 91

9.3.5 总吨位计算 91

9.4 净吨位 92

第十章 干舷计算书 92

10.1 概述 92

10.2 主要参数 92

10.3 干舷计算 92

10.3.1 基本干舷 92

10.3.2 型深对干舷的修正 93

10.3.3 舷弧对干舷的修正 93

10.3.4 舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正 94

10.3.5法规要求最小干舷 94

10.3.6 干舷衡准 94

第十一章 舵的设计 95

11.1、概述 95

11.2、舵的分类 95

11.3、舵面积比μ 95

11.4、舵面积 AR 95

11.5、舵高 h 96

11.6、平均舵宽 bm 96

11.7、展弦比λ 96

11.8、平衡比 96

结束语 96

参考文献 97

第一章 绪论

1.1、论文研究的目的、意义

自2014年以来，党中央、国务院和湖北省委、省政府针对长江黄金水道“中梗阻”的问题，出台了一系列政策文件，旨在解决中游不畅的现状，携手龙头上海、龙尾重庆，共同舞动长江巨龙。整个湖北的优势之处在水，命脉也在水，但长江干线宜昌至安庆段全程88个水道蜿蜒曲折，是长江中游的“肠梗阻”。要完成长江经济带的建设，“武汉至安庆6米、武汉至宜昌4.5米”长江深水航道整治工程（简称“645工程”）至关重要。长江航道局表示，“645工程”实施后，宜昌到武汉可常年通航5000吨级货船，下游5000吨级海轮可常年直达武汉，武汉将利用铁水公空多式联运，打造全球货物分拨转运中心，有效对接“一带一路”、长江经济带，服务国家战略。航道挖深后，能带来多大经济效益？以一艘7000吨级海轮为例，航道水深提高1米后，载货量可提高24.5%，一年可为航运企业省下约两亿元的运输成本；以武汉新港为例，当2030年武汉以下航道水深达6米时，海轮进江将成为现实，武汉新港集装箱吞吐量将达到千万标箱。

可以预见，不久的将来万吨级海轮可以常年直达武汉，湖北将由内陆变成沿海，成为中西部的“出海口”。因此，江海直达船型的研发和推广应用变得重要起来，它不仅能解决长江货物在上海港滞留时间过长的问题，还能进一步提升长江沿岸内河港口的货物吞吐总量，提升长江经济带的对外开放水平，同时也有利于构建长江黄金水道与南北海运、国际航运之间的物流大通道，使长江航运畅通高效，降低长江沿线区域物流成本。