摘 要

本文主要介绍了300吨级海监船总体设计的详细设计过程，内容包括：任务书分析、主要尺度要素的确定以及方案比选，船体型线设计、静水力计算、总布置设计、螺旋桨设计，各种载况下的浮态与稳性校核与完整稳性的计算、干舷计算、吨位计算等内容。本设计船为海监船，属于布置型船舶，整个设计工作以保证舾装布置、稳性和经济性为重点，同时满足快速性，安全性，适用性等要求。

本设计船的主要数据如下：总长L=50.9m、垂线间长Lpp=46m,设计水线长Lwl=47m、型宽B=8m、型深D=3.8m、设计吃水d=2.24m、排水量△=297.617t、浮心纵向位置Xb=-2.582m(位于船肿后)、方形系数Cb=0.412、菱形系数Cp=0.706、中横剖面系数Cm=0.583、水线面系数Cw=0.85；本船采用五叶桨、桨直径1.55m、桨转速576.55r/min;选定MTU公司的12V4000M73型号柴油机2台、 标定功率2560KW、标定转速1970r/min。

本文采用数据，图表及静水力计算程序Maxsurf对以上内容进行了说明和计算，对300吨级海监船总体设计做了全面的叙述。整船的设计，总体上满足相关规范及法规的要求。

关键词：海监船；主要尺度要素确定；型线设计；总布置设计；完整稳性

Abstract

This paper mainly intrduces the design of a 500 DWT Ocean surveillance ship,including following contents:analysis of the design assignment ,a determination of principle dimensions and section of design schemes,design of the molded lines,ship hydrostatic calculations,general arrangement of the whole ship,propeller design,calculation and verification of ship buoyancy state and stability under various representative loading conditions,calculations of freeboard and tonnage,etc.This ship belong to arranged vessels.During the whole design process,key issues to be considered are ship stability,applicability,safety and power performance.The economy and power performance are ensured through possible reduction of ship weight.At the same time,aesthetic appearance and reliability of the ship are also considered.

The design date of the ship are as follows:Length overall Loa=50.99 m,Length between perpendiculars Lpp=46 m,Waterline length Lwl=47 m,Breadth moulded B= 8 m,Depth moulded D=3.8 m,Draft T=2.24 m,Displacement 𝛥=297.617 t,Longitudinal position of the center of buoyancy X_B=-2.582 m,Block coefficient C_B=0.412,Prismatic coefficient C_p=0.706,Midship section coefficient C_M=0.583,Coefficient waterplane C_w=0.85.

This paoer consists of 11 parts that give a comprehensive introduction of the general design of 300 DWT Ocean surveillance ship with data,figures,charts and hydrostatic calculation software stab.The ship’s design generally meets the requirements in revelant regulations and standards.

Key words: Ocean surveillance ship; determination of principle dimensions;design of the molded line;general arrangements of the whole ship;intact stsbility.

目　　录

第1章 绪论 1

第2章 设计任务书分析 3

2.1设计目标 3

2.1.1航区与用途 3

2.1.2船级和规范 3

2.1.3稳性---完整稳性和破舱稳性 4

2.1.4载客量及布置要求 4

2.1.5主机与辅机 4

2.1.6航速、自持力与续航力 4

2.1.7主尺度 4

2.1.8船员定额 4

2.1.9其它 4

2.2目标分析 5

2.2.1船体布置分析 5

2.2.2船舶性能分析 5

2.3设计基本内容 6

2.4设计中相关矛盾分析 6

2.4.1最小阻力和最佳推进效率间的矛盾 6

2.4.2稳性和摇荡平稳性间的矛盾 6

2.4.3减小重量和船舶振动、噪声的矛盾 6

2.4.4吃水和螺旋桨限制直径之间的矛盾 7

2.5技术方案及措施 7

第3章 全船说明书 8

3.1概述 8

3.1.1用途与航区 8

3.1.2船型 8

3.1.3规范 8

3.2主要尺度及性能 8

3.2.1主要尺度 8

3.2.2甲板间高、梁拱及舷弧 9

3.2.3动力装置 9

3.2.4航速 9

3.2.5自持力 10

3.2.6稳性及干舷校核 10

3.2.7人员定额 10

3.2.8布置概况（详见总布置图） 10

3.3舾装设备 12

3.3.1 锚泊设备 12

3.3.2系泊设备 12

3.3.3操舵设备 13

3.3.4救生设备 13

3.3.5消防设备 13

3.3.6 桅樯设备 13

3.3.7 门、窗、盖、梯 14

3.4通风与空调 14

3.4.1通风系统 14

3.4.2空调系统 14

3.5航行信号设备 14

3.5.1航行设备 14

3.5.2信号设备 15

3.6 通讯与助航 15

3.7甲板敷料、舱室绝缘及装饰 15

3.7.1 板敷料 15

3.7.2隔热和绝缘 15

3.8油漆和标志 16

3.8.1船体标志 16

3.8.2铭牌 16

3.9 阴极保护 16

3.10其它 16

第4章 船舶主要尺度的确定 17

4.1概述 17

4.2布置草图绘制 17

4.3主尺度确定 18

4.3.1 船舶主要要素的确定内容 18

4.3.2重要意义 18

4.3.3 确定设计船主要要素的基本原理 18

4.3.4选择设计船主要要素时应考虑的因素 19

4.3.5 船舶主尺度确定 20

第5章 型线设计阶段报告 25

5.1概述 25

5.1.1基本思想 25

5.1.2型线设计精度的基本要求 26

5.1.3控制船体型线的要素 26

5.2海监船型线特征 26

5.3型线设计的步骤 27

5.4主要型线要素的选择 27

5.4.1棱形系数Cp和中剖面系数Cm的选择 27

5.4.2浮心纵向位置的选择 27

5.5船型建模 28

5.5.1母型船建模 28

5.5.2仿射变换 28

5.6型线改造 30

5.6.2型线改造 31

5.6.3型线设计精度校核 31

5.7设计船型线的绘制 31

5.7.1确定设计船在侧视图上的轮廓线 31

5.7.2画出侧视图轮廓线 33

5.8型线设计小结 33

第6章 静水力曲线的绘制 36

6.1静水力曲线的绘制 36

第7章 总布置设计 38

7.1概述 38

7.2一般原则 38

7.3总布置的规划 39

7.3.1概述 39

7.3.2肋距 39

7.3.3机舱位置和长度 39

7.3.4船体其他舱室位置 40

7.3.5 水密舱壁 40

7.3.6 甲板室 41

7.3.7甲板面布置 42

7.3.8防火区域划分 42

7.4舾装设备 42

7.4.1锚泊设备 42

7.4.2 系泊设备 43

7.5消防设备 43

7.6救生设备 43

7.7无线电通信设备 43

7.8桅杆设备 44

7.9门、窗、盖、梯 44

7.10航行设备 44

7.11信号设备 44

第8章 螺旋桨设计 45

8.1螺旋桨设计综述 45

8.1.1初步设计 45

8.1.2终结设计 45

8.2设计螺旋桨时的初步参数确定 45

8.2.1螺旋桨数目 45

8.2.2螺旋桨桨叶数 45

8.2.3图谱 45

8.3已知条件 45

8.3.1船型参数 45

8.3.2有效马力曲线 46

8.3.3限制条件 46

8.3.4船体与螺旋桨相互影响系数的确定 46

8.4.1螺旋桨的初步设计 47

8.4.2终结设计 49

8.4.3 螺旋桨空泡校核 51

8.5巡航时的校验 53

第9章 稳性和浮态校核 54

9.1概述 54

9.2各载况下船舶重量重心位置的计算 54

9.2.1满载出港 54

9.2.2满载到港 55

9.2.3空载出港 55

9.2.4空载到港 56

9.3自由液面对初稳性高的修正 56

9.4各载况下的浮态及初稳性 57

9.5横摇周期和横摇角的计算 58

9.6静稳性和动稳性计算 59

9.7风压倾覆力臂计算 61

9.8风压稳性衡准数的计算 62

9.8全速回航时稳性校核 62

9.9各载况详细稳性曲线图 63

9.9.1满载出港 63

9.9.2满载到港 63

9.9.3空载出港 64

9.9.4空载到港 64

第10章 最小干舷校核 65

10.1概述 65

10.1.1基本干舷计算 65

10.1.2方形系数对干舷的修正值 65

10.1.3有效上层建筑对干舷的修正值 65

10.1.4非标准弦弧对干舷的修正 65

10.1.5夏季干舷 65

10.1.6干舷衡准 65

10.1.7最小船首高度 66

第11章 吨位丈量 67

11.1概述 67

11.2总吨位计算 67

11.2.1主甲板以下所有围蔽处所的型容积 67

11.2.2主甲板以上所有围蔽处所的型容积 67

11.2.3总吨位 67

11.3净吨位 67

结束语 68

参考文献 69

致谢 70

第1章 绪论

在中国海域面积十分辽阔，海洋资源丰富。我国的海洋实力正在逐步的提升，而另一方面海洋上任然存在一系列违法的行为，所以就需要一系列反应比较灵活、航海性能好的海监船使之活跃在中国辽阔的海域，对国家管辖的海域（包括海岸带）实施监视管理任务，对违法占用我国海域、破坏海洋公共设施、损害我国海洋环境与资源、扰乱我国海上秩序等一系列违法行为作出快速的反应。海监船用于我国海域的海洋执法，能够大大地改善海上执法装备条件，提升海洋综合执法能力，不仅如此海监船上可以配备救生设施，遇到海上紧急救生事故能够迅速做出反应。所以，总的来说海监船对于我国海洋维权、海洋资源的保护及使用、保障海洋经济科学发展、跨越发展意义重大。

海监船的功能性强，船上装备有高科技的探测仪器以及收集处理海上信号的设备，这些基础设备是发现海上违法行为的基础。利用我国发达的雷达系统就能有效的截获范围内的一些信号，收集起来的信号归纳到船上信息处理中心，便可以实现预先预报和指挥的功能。在广阔的海域海监船轻松地收集现场信息，实现广海域覆盖面积，所以，总的来说海监船对于我国海洋维权、海洋资源的保护利用、保障海洋经济科学的进一步发展、跨越式发展意义颇为重大。