摘 要

本设计的基本内容是在灯光围网渔船船型调研的基础上初步确定68米灯光围网渔船的一组主尺度参数，经过重量估算，性能校核之后对主尺度进行调整，绘制总布置草图，然后根据总布置草图对船舶型线进行设计，并根据规范进行了总布置设计；根据型线设计参数定义COMPASS中设计船模型，在模型的基础上计算出邦金曲线、静水力曲线数据并绘图，通过舱室的定义完成舱容的校核和装载计算，以及纵倾的调整和稳性衡准；最后完成螺旋桨和舵的设计。

本文设计考虑重点在于在满足规范要求的前提下结合实用性，通过COMPASS软件和手工计算进行设计，同时紧跟国际渔船设计大趋势，在捕鱼能力和自持力上都较国内之前的渔船有较大的提升。

关键词：灯光围网渔船；总体设计；COMPASS

Abstract

The basic content of this design is to set up a set of main scale parameters of a 68-meter light seiner on the basis of the investigation of the seiner of the light purse seine. After the weight estimation, the main scale is adjusted after the performance check, and then according to the general layout sketch of the ship profile design, and according to the standard of the overall layout design; according to the design parameters of the definition of COMPASS design ship model, based on the model to calculate the state curve, hydrostatic curve data and drawing . Through the definition of the compartment to complete the cabin capacity of the check and load calculation, as well as the tilt adjustment and stability of the balance; the final completion of the propeller and rudder design.

In this paper, the design focus is to meet the requirements of the specification under the premise of practicality, through the COMPASS software and manual calculation of the design, followed by international fishing vessel design trends, in the fishing capacity and self-sustaining than the domestic fishing boats before big promotion.

.Key words: Light seiner；Overall design；COMPASS

目 录

第1章 绪论 - 1 -

1.1背景 - 1 -

1.2灯光围网渔船的特点 - 1 -

1.3任务书分析 - 1 -

1.3.1设计要求 - 1 -

1.3.2规范及法规 - 2 -

1.3.3设计核心问题 - 2 -

第2章 主要要素 - 3 -

2.1设计思想 - 3 -

2.2主尺度确定 - 3 -

2.2.1垂线间长 - 3 -

2.2.2型宽 - 4 -

2.2.3设计吃水 - 4 -

2.2.4型深 - 5 -

2.2.5方形系数 - 5 -

2.2.6棱形系数 - 6 -

2.3 排水量估算 - 6 -

2.4主机选型 - 6 -

2.5重量估算 - 7 -

2.5.1空船重量估算 - 7 -

2.5.2载重量估算 - 9 -

2.6重量校核 - 12 -

2.7快速性校核 - 12 -

2.8稳性校核 - 13 -

2.9横摇周期的估算 - 15 -

2.10设计船型要素 - 15 -

第3章 型线设计 - 16 -

3.1设计基本原理和方法 - 16 -

3.2型线设计中主要要素的确定 - 16 -

3.3型线设绘 - 16 -

3.3.1型线改造 - 16 -

3.3.2绘制型线图 - 18 -

第4章 静水力计算 - 20 -

4.1COMPASS建模 - 20 -

4.1.1 输入船舶的几何形体 - 20 -

4.1.2 邦金曲线计算 - 21 -

4.2 静水力计算 - 22 -

第5章 稳性横截曲线计算 - 24 -

5.1 COMPASS 横交曲线计算 - 24 -

5.2 进水点 - 24 -

5.3 计算结果 - 24 -

第6 章 总布置设计 - 25 -

6.1 概述 - 25 -

6.2 总布置设计过程 - 25 -

6.2.1 肋骨间距的确定 - 25 -

6.2.2 双层底 - 25 -

6.2.3 水密舱壁 - 26 -

6.2.4 机舱的部位及长度 - 26 -

6.2.5 油、水等舱 - 26 -

6.2.6 上层建筑 - 27 -

6.2.7 舱室及交通路线的布置 - 27 -

6.2.8 锚泊和系泊设备的布置 - 31 -

6.2.9 救生设备 - 32 -

6.2.10 信号桅及信号设备 - 32 -

第7章 舱容计算 - 34 -

7.1 COMPASS中舱容计算 - 34 -

7.2计算结果 - 36 -

7.3 舱容数据校核 - 37 -

第8章 稳性计算 - 38 -

8.1计算说明 - 38 -

8.2受风面积计算 - 38 -

8.3 稳性计算 - 39 -

8.4 稳性衡准 - 39 -

8.5 稳性汇总 - 40 -

8.6 手算校核稳性 - 41 -

8.6.1 风压倾侧力臂 - 41 -

8.6.2 横摇角 - 41 -

8.6.3 横交曲线 - 43 -

8.6.4稳性曲线 - 43 -

8.6.5 稳性衡准 - 47 -

8.6.6计算结果对比 - 48 -

第9 章 干舷计算 - 49 -

9.1 概述 - 49 -

9.2最小干舷计算 - 49 -

第10章 吨位计算 - 51 -

10.1 概述 - 51 -

10.2 总吨位计算 - 51 -

10.3 净吨位计算 - 51 -

第11章 螺旋桨设计 - 53 -

11.1 概述 - 53 -

11.2 设计螺旋桨时应考虑的问题 - 53 -

11.2.1 螺旋桨数目 - 53 -

11.2.2螺旋桨叶数的选取 - 53 -

11.3 估算船舶有效功率 - 53 -

11.3.1 艾尔法估算 - 53 -

11.3.2渔船法直接计算 - 55 -

11.3.3计算结果的分析 - 55 -

11.4 限制直径的确定 - 56 -

11.5 采用AU桨图谱设计 - 56 -

11.5.1基础参数 - 56 -

11.5.2初步设计 - 57 -

11.5.3主机选型 - 58 -

11.5.4螺旋桨终结设计 - 58 -

11.6空泡校核 - 60 -

11.7强度校核 - 61 -

11.8螺距修正 - 64 -

11.9设计螺旋桨要素 - 65 -

第12章 舵系计算 - 66 -

12.1 舵的数目及选型 - 66 -

12.2 舵的各项参数的确定 - 66 -

12.2.1 舵面积 - 66 -

12.2.2 舵高、弦长与展弦比 - 66 -

12.2.3 平衡比 - 67 -

12.3 已知条件 - 67 -

12.3.1 舵系材料 - 67 -

12.3.2 舵系主要尺寸 - 68 -

12.4 舵系计算 - 69 -

12.4.1 舵力计算 - 69 -

12.4.2 舵杆扭矩 - 69 -

12.4.3 计算载荷 - 70 -

12.5 舵杆直径计算 - 70 -

12.5.1 舵柄处传递舵扭矩的舵杆直径 - 70 -

12.5.2 下舵承处舵杆直径 - 70 -

12.5.3 舵杆强度校核 - 71 -

12.6 舵叶设计 - 71 -

12.6.1 舵旁板、顶板和底板厚度 - 71 -

参考文献 - 73 -

致 谢 - 75 -

附录A邦金曲线计算数据

附录B静水力曲线计算数据

附录C横交曲线计算数据

附录D舱容核算数据

附录E装载计算数据

第1章 绪论

1.1背景

根据联合国粮农组织曾经发表的世界海洋经济鱼类资料显示，世界海洋经济鱼类可捕量为100,000,500万吨，其中有6000万吨为中上层鱼类，在中上层鱼类中大部分都属趋光性^[1]。因此，美国、日本等国早在上世纪五十年代就已经开始发展灯光围网渔船，每年灯光围网渔船的产量不断增加，至近二十年趋于稳定。经过半个世纪的发展，美日等国的灯光围网渔船无论是在性能上还是技术装备上都位于世界先进水平。

反观中国，南海区域于六十年代中期开始发展灯光围网渔船，东、黄海区域于七十年代初期才开始发展。起步较晚且发展缓慢，到八十年代才取得一定的成绩，且各地灯光围网渔船的发展水平参差不齐。近几年来，在国家政策的鼓励下，灯光围网渔船发展水平有了很大的提高，但是关键技术和核心设备依赖于进口，自主设计制造灯光围网渔船的技术不够成熟，现有灯光围网渔船多为七八十年设计建造的，或是根据常规渔船改造而来，仅能满足近沿海的捕捞作业，而无法跟上大型化、远洋化、智能化的国际趋势。

1.2灯光围网渔船的特点

灯光围网渔船的突出特点有以下几点：一方面，由于围网渔船作业时，为了避免鱼群跑出网圈范围并提高作业效率，因此对船舶的快速性和回转性都有较高要求。另一方面，灯光围网渔船不论是航行还是作业，恶劣的海洋和自然环境都无可避免，再加上放网和起网时的倾覆力矩，因此渔船还要具备良好的稳定性。还需综合考虑渔船上众多而繁杂的设备和系统的布置，满足安全性和经济性的同时，还要保证作业效率。

1.3任务书分析

1.3.1设计要求

设计书要求68米钢制单甲板、双层底、单机单桨、单舵灯光围网渔船。自由航速为11节。设计要求满足20名船员铺位。本设计船作为远洋灯光围网渔船，续航力为6000海里。

1.3.2规范及法规

本设计满足农业部渔检局《钢质海洋渔船建造规范》（2015）、《渔业船舶法定检验规则》（远洋渔船2015）。

1.3.3设计核心问题

通过任务书分析，设计的核心问题是综合全船对设计船舱容的划分和校核，同时满足各设备仪器和作业机械在布置上的要求。计算并核算各舱舱容，同时对不同装载状态下的稳性进行计算，根据母型船性能进行调整，使得设计船得到良好的性能。

第2章 主要要素

2.1设计思想

船舶主要要素包括：载重量、排水量、航速、主机功率、船员人数和主尺度等^[2]。其中主尺度是船舶特征表现的基本参数，对所设计船舶的经济性、操作和使用、运载能力和航海性能等皆具有较大影响。

首先，应对所设计船舶的主尺度选取一定的尺度范围，如以尺度比的形式展现；之后，由母型船方法、统计方法和经验方法中选取一种较为合理合适的方法，本文采用母型船方法；然后，根据母型船相关数据进行主尺度的首次近似计算；最后，通过浮力、舱容、主要性能的初步校核不断调整主尺度，并得到相关主要要素参数。

2.2主尺度确定

母型船船型参数见表2.1