摘 要

本文主要介绍1500吨级西江干线多用途货船的方案设计和静水力、阻力、稳性、干舷、总吨和EEDI的相关计算。本次设计在充分分析船舶用途、航线特点基础上确定了船舶的主要尺度、完成了型线和总布置设计，借助CAD软件绘制了设计船的型线图和总布置图，采用stab软件进行了静水力计算并对设计船的快速性、稳性进行了详细计算和校核。

本船为多用途货船，在确定设计方案时注重了不同货种的需求，合理设计船型、主要设计参数和货舱型式以满足多用途货种要求；对于不同货种、不同载况下的船舶航行安全性，本文严格按法规要求对各种载况进行了全面的稳性校核和干舷计算，计算表明，本船稳性、干舷均满足法规要求。根据CCS内河绿色船舶规范相关要求对设计船的船舶能效指数（EEDI）进行了计算，结果表明本设计船满足绿色船舶附加标志Green Ship III的标准。

关键词：方案设计；性能计算；多用途船；西江干线

Abstract

This paper mainly introduces the 1500 ton of Xijiang multi-purpose cargo ship design and static hydraulic, resistance, stability, topside, gross tonnage and EEDI calculations. Based on the the full analysis of the ship’ usages and its route features, the principal dimensions of ship, type line, general layout design is determined, With the help of CAD software, the design of ship line drawings and the general arrangement is drawed and the stab software is used for static hydraulic calculation and the design of ship quickness, stability  by  carring on the detailed calculation and checking .

This ship is a multi-purpose cargo ship, in determining the design pays attention to the different kinds of goods demand, reasonable design ship type, main design parameters and cargo tank types to meet multi-purpose cargo requirements; for different products, different load under the condition of ship navigation safety, this paper strictly in accordance with laws and regulations requirements for various loading condition, the overall stability checking and freeboard calculation, calculation shows that, the ship's stability, freeboard meet regulatory requirements. The ship energy efficiency index (EEDI) was calculated according to the requirements of CCS inland river green ship code, and the results show that the design ship meets the standard of Ship III Green, which is a symbol of green ship.

Key Words：Scheme design; performance calculation; multipurpose ship; Xijiang

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 发展现状 1

1.3目的和意义 1

1.4论文研究内容 1

1.5研究方法及技术路线 2

第2章 任务书分析 3

2.1 船舶入级 3

2.2 设计船舶的特点 3

第3章 全船说明书 4

3.1 用途与航区 4

3.2 船型 4

3.3 规范 4

3.3主要尺度 4

3.4 甲板间高 4

3.5稳性及干舷 4

3.6船员定额 5

3.7 载重量及吨位 5

3.7.1载重量 5

3.7.2 吨位 5

3.8 液体舱柜容积 5

3.9 动力装置 5

3.9.1 主机 5

3.9.2齿轮箱 6

3.9.3螺旋桨 6

3.10 航速、续航力及自持力 6

3.11总布置概况 6

3.11.1主甲板下 6

3.11.2 主甲板上 6

3.12 主要舾装设备 7

3.12.1锚泊设备 7

3.12.2系泊设备 7

3.13.3 救生设备 7

3.13.4 消防设备 7

3.13.5 信号设备 7

3.13.6舷墙、栏杆 8

3.13.7无线电通信设备 8

第4章 船舶主要要素的初步估算 9

4.1 选取主要要素时的考虑因素 9

4.2初始排水量及主要尺度确定 10

4.2.1 船宽B的确定 12

4.2.2 船长L的确定 12

4.2.3 吃水T的确定 13

4.2.4型深D的确定 14

4.2.5排水量及方形系数估算 15

4.3 浮性的校核 16

4.3.1空船重量 16

4.3.2载重量DW的计算 17

4.4 稳性的初步校核 18

4.4.2初稳性校核 19

4.5 快速性校核 20

4.6主要要素小结 20

第5章 型线设计 21

5.1 概述 21

5.2 船体型线的要素 21

5.3型线设计的方法及原则 21

5.4型线设计的步骤 22

5.4.1确定棱系数及浮心纵向位置 22

5.4.2 设计水线和甲板边线 24

5.4.3 横剖面形状 25

5.4.4 中剖面首尾轮廓线 25

5.4.5改造型船横剖面面积曲线 27

5.4.6绘制型线图 28

5.5静水力计算 29

5.6静水力曲线及邦戎曲线的绘制 30

5.6.1 静水力曲线的绘制 30

5.6.2 邦戎曲线的绘制 31

5.7小结 31

第 6 章 总布置设计 32

6.1 概述 32

6.1.1总布置设计的具体工作 32

6.1.2总布置设计的原则 32

6.1.3 总布置设计的方法 33

6.2 部分舱室容积 33

6.2.1 货舱容积VC 33

6.2.2 压载水舱容积VB 33

6.2.3油水舱容积 33

6.3 船舱的划分 33

6.3.1肋骨间距 33

6.3.2 水密舱壁 34

6.3.3 机舱部位与长度 34

6.3.4 甲板与平台 34

6.3.5 双层底 34

6.3.6 艉尖舱 35

6.3.7 艏尖舱 35

6.3.8货舱 35

6.4 上层建筑的划分 35

6.5 锚泊设备 35

6.6消防设备 36

6.7救生设备 36

6.7.1救生衣、个人救生浮具的配备 36

6.7.2救生圈、气胀式救生环的配备 36

6.8无线电通信设备 36

6.9航行设备 36

6.10信号设备 37

6.10.1号灯 37

6.10.2 号旗 37

6.10.3 声响信号设备 37

6.11舱室设备 37

6.12 驾驶室视域 37

6.13 小结 38

第7章 舱容及浮态调整 39

7.1舱容要素 39

7.1.1舱容要素的计算 39

7.1.2典型液体舱舱容要素计算 40

7.2浮态调整 41

第8章 螺旋桨计算书 44

8.1船舶阻力换算 44

8.2螺旋桨设计 45

8.2.1螺旋桨形式的确定 46

8.2.2已知条件 46

8.2.3螺旋桨的初步设计 46

8.2.4螺旋桨终结设计 47

8.2.5空泡校核 49

第9章 完整稳性 52

9.1 重量重心计算 52

9.2.1空船重心计算 52

9.2.2基本载况下的排水量和重心计算 52

9.3计及自由液面影响下的初稳性及浮态 55

9.4大倾角稳性 57

9.4.1稳性横截曲线的绘制 57

9.5静稳性曲线和动稳性曲线的计算 57

9.5.1自由液面对静稳性臂的修正 57

9.5.2静稳性臂和动稳性臂计算 59

9.6进水角和极限静倾角计算 62

9.6.1进水角 62

9.6.2极限静倾角 63

9.7横摇角计算 65

9.8 稳性曲线绘制 65

9.9风压倾斜力臂 69

9.9.1 受风面积计算 69

9.9.2风压倾侧力臂计算 70

9.10稳性衡准 71

9.10.1 稳性衡准要求 71

9.11完整稳性小结 74

第10章 干舷 75

10.1计算说明 75

10.2计算要素 75

10.2.1.船长 75

10.2.2中点 75

10.2.3计算型深D1 75

10.3 最小干舷 75

10.3.1 基本干舷 75

10.3.2 型深对干舷的修正 75

10.3.3 舷弧对干舷的修正 75

10.3.4舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正 76

10.3.5最小干舷计算 77

10.4 干舷校核 77

第11章 吨位 78

11.1总吨位计算 78

11.1.1量吨甲板以下所有围蔽处所的型容积 78

11.1.2量吨甲板以上遮蔽处所型容积 78

11.1.3 小结 79

11.2 净吨位 80

第12章 舵设计 81

12.1概述 81

12.2舵类型和数目的选择 81

12.3舵参数的选择 81

12.3.1舵面积 81

12.3.2舵高和舵宽 82

12.3.3平衡比 82

12.3.4厚度比 82

12.4舵参数总结 82

第13章 EEDI计算 83

13.1概述 83

13.2 Required EEDI计算 83

13.2.1 船舶基准线值RLV 83

13.2.2 Required EEDI计算 83

13.3 Attained EEDI计算 83

13.3.1 Attained EEDI计算公式 83

13.3.2 Attained EEDI公式中参数含义和选取方法 84

13.3.3 Attained EEDI的计算结果 84

结论 85

附录A 邦戎曲线图 87

附录B静水力曲线图 88

附录C静水力计算结果 89

附录D稳性插值计算数据 93

致谢 94

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

改革开放以来，西江流域经济发展迅速，溯西江而上，现代商业文明逐步由广东沿海向西南内地推进，兴起了肇庆、梧州、贺州、南宁、柳州、百色等新兴城市，西江是推动流域经济形成与发展的重要轴带。通过西江，上游的宝石、金属、建筑材料、药材、煤炭，得以大批输入两广及港澳；而两广地区的电子产品、服装、家电、进口产品可以顺利进入西南。

2011年，交通部公布的《西江航运干线过闸船舶标准船型主尺度系列》对西江干线船舶主尺度提出了明确要求，在这样的背景下，设计新的西江干线船舶有很好的经济效益和时代需求。

1.2 发展现状

近年来，随着内河货运需求逐年增加，多年来存在的船龄过长、吨位小、船型、机型杂乱、技术落后、运输方式陈旧的状况正在发生改善。通过对内河船舶的球鼻首、双尾、三尾船型、襟翼舵、导流管、大径深比，倒车舵等专项技术的研究和成果应用，内河船舶正在朝着标准化、大型化、专业化、运输方式多样化的方向发展。

现有的西江干线船舶主要以散货船为主，且很多船舶主尺度不能满足标准尺、度系列，随着西江流域经济的持续发展，西江航运干线的不断建设，现有船舶无论是船型尺度还是在数量、性能上都不能满足需求。

1.3目的和意义

西江是珠江水系的重要组成部分，西接云贵高原、贯穿广西、东连粤港澳，是我国重要的通航河流，自古有“黄金水道”之称，是国家内河水运规划“两横一纵两网”主骨架中的一横。西江黄金水道由连接南宁、贵港、梧州、百色、来宾、柳州、崇左市的1480公里内河水运主通道所组成，是沟通珠三角和西南地区的重要通道。