摘 要

本设计依据《钢质内河船舶建造规范》，《钢质内河船舶法定检验规则》的规定和要求来确定船舶的主要尺度参数，型线设计，总布置设计，静水力计算，排水量，浮力校核和稳性校核，并用CAD绘制相关图纸，最终完成设计一艘主要航行于洞庭湖航区（B级航区）的150客位客船。

论文主要对主尺度的初步选取，排水量的初步计算、总布置设计与总布置草图、重量重心计算和总布置正式图的确定、静水力计算及静水力曲线图、稳性浮态计算、结构设计等进行计算分析。通过这些设计工作以研究该船型的相关性能，从而设计出满足任务性能要求的船舶。

关键词：内河客船；总体设计；性能计算；稳性计算；

Abstract

This design is based on the "Code for the Construction of Steel Inland Waters Ships" and "Statutory Inspection Rules for Steel Inland Waters Ships" to determine the main dimensions, profile design, general layout design, hydrostatic calculation, drainage, buoyancy check and stability check of ships, and draws relevant drawings with CAD, and finally completes the design of a main navigation area in Dongting Lake (Class B navigation area). 150 passenger ships.

This paper mainly calculates and analyses the primary selection of the principal scale, the preliminary calculation of drainage, the general layout design and the general layout sketch, the calculation of weight and gravity center and the determination of the general layout formal diagram, the Hydrostatic Calculation and hydrostatic curve diagram, the stability floating calculation and the structural design. Through these design work to study the relevant performance of the ship type, so as to design a ship to meet the performance requirements of the mission.

Key Words： Inland passenger ship; Overall design; Performance calculation; Stability calculation;

第1章 绪论

1.1 内河客船简介

根据SOLAS公约规定,凡载客超过12人均视为客船。内河客船通常指航区为内陆江河湖泊上的客船，主要以运送旅客和行李为主，部分客船运送相对货船分量较小的货物，也称为客货船，客船航线大多是固定的，航行时间也因此是固定的，中长途的客船常常设有供旅客用餐的餐厅，卫生以及娱乐设备，较大的客船甚至有船上泳池以及供直升机起降的小型停机坪。内河客船的历史悠久，从古至今客船都作为一种重要的交通工具活跃在航运舞台。

1.2内河客船主要构造

内客船通常设有多层甲板，并且在舷侧，首尾部设有宽敞的甲板，其作用是给乘客提供充足的游览以及观光空间。内河客船驾驶室多置于船首，视野开阔，以便于船员瞭望，指挥和避免碰撞。内河客船要求较高的安全性和舒适性，应设有足够数量的救生设备，以及快速灭火的消防设备，此外还备有照明以及通讯设备。

1.3洞庭湖航区旅游资源

岳阳楼洞庭湖风景名胜区，位于湖南省岳阳市区西北部，为国家级风景名胜区。包括岳阳楼古城区、君山、南湖、芭蕉湖、汨罗江、铁山水库、福寿山、黄盖湖等9个景区，总面积1300多平方公里。 洞庭湖“衔远山，吞长江，浩浩荡荡，横无际涯，渚清沙白，芳草如茵，朝晖夕阴，气象万千。洞庭湖周边旅游资源丰富，但由于洞庭湖将几个主要景点分割开来，以往的游客只能通过陆上交通工具，分时分区域游览洞庭风景。

1.4洞庭湖游览客船研究意义

洞庭湖游览船的投入运营可以丰富洞庭湖旅游产品线，促进航线沿岸的经济发展，同时旅游船航线将洞庭湖景区，岳阳楼景区，君山风景区连接起来，这将推动洞庭湖旅游的多样化发展，同时这将填补之前洞庭湖水面游览的缺口，满足游客求新求异的游览需求。

第2章 总体设计

2.1设计任务要求

2.1.1船型、航区及用途

本船为钢质、单甲板、艉机型双体或单体船，船型根据调查结果确定。航行于洞庭湖。主要用于洞庭湖旅游观光。

2.1.2船级

 本船按“CCS”有关规定入级、设计和建造。

2.1.3航速、续航力及自持力

本船试航速不低于15km/h; 续航力 500 n mile;自持力 4 ｄ（或由设计者调查后确定）

2.1.4主机、辅机及燃料

主机、辅机拟采用低油耗国产或引进专利国内生产柴油机，其型号与功率由设计者按设计要求自行选定。

2.1.5设备

锚、系泊、舵、工作、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置。

2.1.6乘员编制及配置

船员人数按需要及调查后自定,室内设施按舱室设备规范配置。

2.2设计的步骤及方法：

本设计依据《钢质内河船舶建造规范》，《钢质内河船舶法定检验规则》的规定和要求来确定船舶的主要尺度参数，型线设计，总布置设计，静水力计算，排水量，浮力校核和稳性校核，并用CAD绘制相关图纸，最终完成设计一艘主要航行于洞庭湖航区（B级航区）的150客位客船。

查阅相关资料和文献，完成调查报告和开题报告，并根据计算结果和实际情况不断总结修改。

表2.1 本船设计的步骤和具体措施

第3章 排水量初步估算

3.1主尺度确定

根据母型船提供的型线图和型值表，设计出新船的型线和型值表。母型船主尺度如下：

表3.1 型值表

3.2主尺度初步确定：

（1）总布置初步划分

主甲板上设置两层，一层为普通座客舱，置120人，

其中一层客舱24m，首部3m尾部3m，一层客舱长24m，客位布置每排8人，左舷右舷各四人共计15排120人，二层布置两个特等舱每个舱7人，一个普通乘客舱16人。

一层普通舱座位朝向船首，座位长宽尺寸450×450mm。前后座位间距350mm，靠近船首和船尾两侧各布置1m长度预留空间，客船船中部布置1400mm宽内纵向走道，客舱外左右两侧布置400mm宽度船员走道， 一层客舱初步估算长度为16m，客舱后依次布置2.5m机舱开口预留区域，1.5m楼梯间区域，3m卫生间区域，尾部2m，首部3.5m，则由初步划分计算可得主尺度

（2）船长

船长为（由首部开始计算）

首部长 客舱长 机舱开口区域长 楼梯间区域 卫生间长 尾部长

（3）船宽B

船宽为（以客舱区域段计算船宽，从左舷至右舷）

B=船员走道宽 客舱区域宽（座椅宽 走道宽 左右侧布置余量）

B=0.4×2 （0.45×4×2 1.4 0.05×2）=5.9m

（4）吃水T

吃水考虑航道、码头水深限制。洞庭湖湖面海拔33.5米，汛期平均水深6.7米，最深处30.8米。这里根据型船数据，设置满载吃水T=1.0m。

（5）型深D

型深D=吃水T 干舷

干舷取600mm，故型深D=1.6m。

则船长L28.5m，垂线间长25m型宽5.9m，吃水T1.0m，型深D1.6m。

（6）方形系数

参考型船，取=0.556

（7）垂线间长

根据型船比例计算垂线间长

=28.5×≈25.31m

考虑到本船布置时预留了较大首尾部长度，此处略取小，取=25m

3.3.排水量Δ估算

Δ=ρk▽=ρ×k×L×B×T×

式中：ρ——为水的质量密度（）,淡水为1.0

k——为板壳系数，取1.01

L——为垂线间长，取25m

B——为船宽，取5.9m

T——为吃水，取1m

——为方形系数，取0.556

则Δ=1.0×1.01×25×5.9×1×0.556=80.8301t

3.4主机选型

根据海军系数估算：C=,

其中Δ为排水量（t）

V为航速(kn)，P为主机功率(KW)。

带入母型船数据:

则,取C=82

则P===209.31KW,选用两台额定功率为105KW的主机

选用康明斯SC4H160CF2型号主机，具体规格如下

表3.1 主机参数

3.5空船重量

=

其中为船体钢料重

为舾装重量

为机电设备重量

立方模数法计算

，

(3.2.22)

母型船L=24m,B=5.4m,D=1.3m,10.11t,=7.2t，主机功率=60×2KW

则=0.170，=0.060

机电设备重量：= (3.2.26)

则=0.564

则1.6=40.12t，

=0.060×25×5.9×1.6=14.1t，

==0.564×=9.53t

即==40.12 14.1 9.53=63.81t

3.6载重量估算

人员，行李，食品及淡水计算

(1)人员及行李：设定船员数量为5人

船员重量：65×5=325kg=0.325t

船员行李重量：20×5=100kg=0.1t

船员及行李总重：0.325 0.1=0.425t

(2)食品及淡水：总储备量=自持力×人员数×（食品定量 淡水定量）（3.3.1）

=7×0.5×5×（10 10）

=350kg=0.35t

(3).燃油，滑油重量

燃油重量(3.3.3)

=5.544t

润滑油重量

=ε(3.3.5)

=0.05×5.544=0.277t

(4).载客量

总载客数量为150人

乘客数量：65×150=9750kg=9.75t

乘客行李重量：20×150=3000kg=3t

乘客及行李总重：9.75 3=12.75t

因此设计船载重量的估算：

DW=乘客（行李） 船员（行李） 食品（淡水） 燃油 滑油=19.34t

设计船排水量

Δ=LW DW=63.81 19.34=83.15t

3.7排水量校核

（）%=0.27%lt;3%，符合重力浮力平衡。

第4章 型线改造

4.1横剖面曲线图改造

4.1.1改造方法

根据型船的型线图，测出0~20站每一站的横剖面面积，并绘制横剖面面积曲线图。横剖面面积曲线图的形状特征可用下列参数表示出来：

①横剖面面积曲线下的面积相当于船的型排水体积V。

②横剖面面积曲线的丰满度等于船舶的棱形系数。

③面积形心的纵向位置相当于船的浮心纵向位置。

④曲线面积的最大纵坐标值代表最大的横剖面面积,通常是船中剖面面积（如丰满船）。

⑤丰满船的横剖面面积曲线中部水平线段长度即船舶的平行中体长。

⑥平行中体前后两段长度分别称为进流段长和去流段长。

⑦无平行中体船的最大横剖面位置。

⑧曲线两端端部形状。

4.1.2改造横剖面面积曲线

根据公式

其中：

为中横剖面系数

为方形系数，

为棱形系数

则=,其中=0.556，根据型船取0.91

则10,==0.617-0.610=0.007。

（1）使用“1-Cp”法修改横剖面面积曲线

(2)迁移法改Xb

修改面积曲线的X。为要使X向尾移动，可迁移法。
1）在基线上取点，其距中值等于型船的
2）取B点的水平距中值为设计船的Xb，其垂直距离可用下列今式求得y

y=Cp/(1 Cp)
3）联KB
4）过基线上各站2、4、6……作AD的平行线
5）过型船的面积曲线上各站面积座标点作水平线交上述各平行线2’4’6’…
6）联接各交点2’、4’、6’…18’成光顺曲线即为设计船的横剖面面积曲线

改造后的横剖面面积曲线如下图

图 4.1

4.1.3半宽水线图改造

在横剖面面积曲线图上,量出各站处新船与母型船横剖面面积百分数相同的距离δx,然后在母型船的水线图上距对应站δx,处量取各水线半宽y再乘上B/B(型宽线性改造的比例值)即可得到新船各站半宽型值。上述方法实际上就是将母型船相同剖面积(百分数)的横剖面移作新船的横剖面。

图4.2型线改造一

4.1.4横剖面图

半宽水线图通过投影关系生成横剖面图

图4.3 型线改造二

图4.4 改造后的半宽水线图

4.2首尾舷弧计算

首尾弧的值一般可参考母型船来选取,对于设计为最小于舷的船应注意,载重线公约的最小干舷计算中,标准舷弧规定为
首舷弧=50(L/3 10)(mm)尾舷弧=25(L/3 10)(mm)

其中L为船长（m），为27m

第5章 静水力计算

本设计采用中国船级社船舶计算系统（China Classification Society Computer Assessing System for ship）2016版内河船舶建模计算静水力。

5.1软件建模

首先在船型参数界面输入船舶的主尺度，以及设计航区航速，之后再船舶标尺中定义各站，以及各个肋位，以及几个纵剖面位置，定义好之后，Compass2016版建模需构建横剖面曲线，纵剖面曲线，甲板边线及梁拱线。

本设计以船尾中心线与基线交点作为坐标原点（0,0,0），

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