摘 要

本文是《650TEU三峡航运新通道通航集装箱船方案设计》，是对未来20年以后船型的设计，主要依据现有初步确定的主尺度系列船型，借助相近的母型船的数据和图纸，结合所学专业知识，灵活运用，进行开发式的设计。

全文主要从9个方面进行阐述，具体内容有：船舶尺度确定、船舶主尺度优化，船舶经济性估算， 船体型线设计，船体总布置设计、螺旋桨浮态核算及调整，干舷计算，吨位丈等。船舶主尺度要素的确定是通过优秀的系列船型换算，并参考相关主尺度系列要求得到适用的主尺度要素范围。并用计算机编程对符合要求的主尺度进行筛选，得到最优结果。船舶经济性估算是依据现有的市场，对船舶的经济性进行核算，保证船舶的经济性的可用性。船体型线是用母型船改造法，结合自行设计完成的。船体总布置设计以满足排箱布置要求为原则，参考相关规范和法规要求进行设计。螺旋桨核算通过螺旋桨图谱设计，得到了最佳的螺旋桨要素。船舶稳性计算保证了船舶在各种工况及环境下不倾覆，同时满足一定的性能要求。干舷计算是保证船舶有足够的浮力储备。吨位丈量是船舶经济性的估算的依据。

关键词：内河集装箱船，三峡航运新通道，方案设计，总布置设计，主尺度优化。

Abstract

This is the "650TEU Three Gorges container ship design of new channel " for the future ship design 20 years later. Thesis mainly determined primarily on the basis of the existing ship principal dimensions of the series, with similar parent ship data and drawings, combined with the specialty knowledge, flexibility in the use of professional knowledge, carry on the design.

The thesis The full text mainly expounds from 15 aspects ,mainly contents the ship main dimensions, principal ship dimensions – optimization, ship lines design, ships economic calculation ，hull layout design, floating calculation and adjustment, the intact stability, freeboard calculations, tonnage design etc. Ship main dimensions is determined by a series of excellent ship conversion, and refer to a related series of ship dimension to get the applicable main elements of the scale range. And use the computer programming to screen the satisfactory main scale, and get the optimal results. Ship economy estimates are based on the existing market, account the economy of the ship, and ensure the availability of the ship economy. Hull lines are completed with parent ship reconstruction method and my own design. Hull arrangement design based on principles of box arranging, refer to the relevant specifications and regulatory requirements to design. Propeller accounting is design by propeller patterns to obtain the best elements of propeller. Ship stability calculations is to ensure that the ship does not capsize in a variety of working conditions and the environment, while meeting certain performance requirement. Freeboard calculating is to ensure the ship has a sufficient reserve buoyancy. Tonnage Measurement of Ships is the economic basis for the estimates.

Key Words：Inland Container Ship；Three Gorges shipping new channel；The program design； Layout Design ; Principal Dimensions Optimization

目录

第1章 绪论 1

1.1设计背景 1

1.2 设计目的及意义 1

1.3任务书分析 2

1.3.1船舶入级 2

1.3.2设计船舶的特点 2

1.3.3基本内容和技术方案 2

第2章 全船设计概述 4

2.1 船型及基本情况 4

2.2 设计依据的规范和规则 4

2.3 载箱量及航速 4

2.4 主要要素 4

2.5 甲板间高 5

2.6 稳性及干舷 5

2.7 船员定额 5

2.7.1 甲板部 5

2.7.2 轮机部 5

2.8 排水量及吨位 5

2.8.1 排水量 5

2.8.2 吨位 5

2.9 总布置概况 5

2.10 肋距 6

2.11 主要设备及其参数 7

2.11.1 主机 7

2.11.2 减速齿轮箱 7

2.11.3 螺旋桨 7

2.12 主要舾装设备 7

2.12.1 锚泊设备 7

2.12.2 系泊设备 7

2.12.3 舵设备 7

2.12.4 消防设备 7

2.12.5 救生设备 8

2.12.6 无线电通信设备 8

2.12.7 航行设备 8

2.12.8 信号设备 9

第3章 传播主要要素的确定 10

3.1方案设计的思路分析及一般步骤 10

3.2主尺度的确定 11

3.2.1按照布置情况初步确定的主尺度 11

3.3排水量和船舶重量的估算与校核 15

3.3.1排水量Δ 15

3.3.2船舶重量 15

3.4性能校核 17

3.4．1快速性校核 17

3.4．2舱容校核 17

3.5稳性校核 17

3.5.1船舶重心计算 17

3.5.2初稳性计算 18

3.6指标 19

3.6.1经济性指标 19

3.6．2内河船舶能效设计指数 21

3.7优化主尺度 23

第4章 型线设计 25

4.1主尺度数据 25

4.2型线设计 25

4.2.1概述 25

4.2.2设计思路及方法 26

4.2.3母型船型线 26

4.3母型船改造法 27

4.3.1设计船主要要素 27

4.3.2“1-Cp”法 27

4.3.3迁移法 28

4.3.4生成型线 30

4.4静水力计算 32

4.4.1静水力计算结果 33

4.4.2检验 33

第5章 总布置设计 35

5.1 总布置概述 35

5.2 总体布局划分 35

5.2.1 基本参数的确定 35

5.2.2 布局划分 36

5.3 舱室及设备 36

5.3.1 船首舱室划分 36

5.3.2 船首设备布置 38

5.3.3 船中舱室划分 39

5.3.4 船尾舱室划分 39

5.3.5 水密舱壁设置 41

第6章 螺旋桨设计 42

6.1 螺旋桨设计思想 42

6.2 螺旋桨参数的选定 42

6.2.1 螺旋桨的数目 42

6.2.2 螺旋桨叶数的选择 42

6.2.3 桨叶形状和叶切面形状 42

6.2.4 设计图谱的选择 43

6.3 已知条件 43

6.3.1 船型参数 43

6.3.2 主机参数 43

6.3.3 推进因子 43

6.3.4有效功率曲线 44

6.4 MAU图谱设计 45

6.4.1 初步设计 45

6.4.2 终结设计 48

6.4.3 空泡校核 50

第7章 稳性计算 53

7.1 主要内容 53

7.2 舱容要素曲线 53

7.2.1 规则液体舱的计算 53

7.2.2 不规则液体舱的计算 56

7.3 浮态调整 58

7.3.1 船舶典型载况 59

7.3.2 船舶典型载况重量重心计算 59

7.3.3 初稳性计算 61

7.4 大倾角稳性 64

7.4.1 稳性插值曲线 64

7.4.2 横摇角 64

7.4.3 进水角和极限静倾角 65

7.4.4 静稳性计算 67

7.4.5 动稳性计算 69

7.4.6 稳性曲线 70

7.4.7 各倾侧力臂计算 70

7.4.7.1 最小倾覆力臂 70

7.4.8 稳性衡准 79

第8章 干舷校核 82

8.1 计算说明 82

8.2 主要数据 82

8.3 干舷计算 82

第9章 吨位丈量 84

9.1 概述 84

9.2 主要数据 84

9.3 计算过程 84

结论 86

参考文献 87

附录 88

致谢 96

第1章 绪论

1.1设计背景

长江航运是我国主要的东西运输枢纽，长江内河航运的发展有悠久的历史,经过国家几十年的投资建设和发展,长江航运在整个运输系统中发挥出十分重要的作用。长江水运具有跨越大、运量大、能耗低、成本小、污染少等特点及优势，是我国东中西部的水运最大通道。

长江集装箱运输作为在长江航运中的一种先进的专业化运输方式，近十年来发展的非常迅猛，已成为长江航运不可取代的重要部分。它在保障了外贸和国内运输需求，在促进沿江经济发展方面发挥着至关重要的作用。

然而，在当前经济的迅速发展的背景下，长江干线航道通过能力已经不能满足现在的运输量的需求。就长江干线重庆以下航道通过能力来说，三峡船闸和葛洲坝船闸通过能力不足的问题，已经成为限制长江中下游运输的主要“瓶颈”。据报道，2015年2月，在三峡大坝船闸等待过坝的船舶达到了300多艘，至少需要排队等候三天。拥堵的航道环境对长江中上游地区的经济造成了巨大的损失，对沿江地区未来的经济发展也产生了很大的阻碍。

各行各业的专家建议应该尽快开辟三峡枢纽航运新通道，从根本上提高三峡大坝和葛洲坝船闸的通过能力。与此同时，政府已经开始了对三峡新航道规定的研究与制定，新船型的研究与设计也需要同步展开。

1.2 设计目的及意义

随着近年来上游地区经济发展日益快速，承接国内东中部产业转移日益增多，过闸货物运输量日益增大，三峡船闸提前19 年达到了设计通过能力，越来越成为长江运输航道的“瓶颈”，严重制约着长江经济带的建设，尤其影响了长江上游地区的经济发展。