摘 要

本文根据任务书要求和相关的法规和规则，综合考虑了设计船的航行区域以及使用功能等要求，阐述了海事巡逻艇的设计步骤和方法。

本设计船航行在沿海航区，用于珠海海域监察执法，是集巡逻、执法和救援一体的复合型执法舰艇。本设计船艇具有一般战斗能力，配置轻型武器；设有配餐厅、卫生间船员室、贵宾室、驾驶室及紧急救助室等舱室。外形庄重，整体和谐，美观大方，布局合理。满载试航速度为27节，乘员定额为22人，船员4人。自持力为10个小时。设计船船长28m，垂线间长25m，水线长25.8m，船宽4.8m，水线宽4.2m，型深2.02m，吃水1.02m，方形系数0.48。

本次设计主要步骤为：（1）分析任务书；（2）确定船舶主尺度和船型主要系数；（3）设计船舶型线，利用Maxsurf软件和CAD软件辅助进行船舶型线设计；（4）进行船舶总布置设计，并对船舶舾装、消防、救生设备配备详细说明；（5）设计船快速性校核，通过图谱设计，确定螺旋桨的主要要素；（6）对设计船进行稳性校核；（7）设计船干舷校核。

本次设计需要绘制的图纸：船舶型线图、总布置图、静水力曲线图以及邦戎曲线图。

关键字：海事巡逻 高速圆舭艇 母型船改造 布置地位

Abstract

According to the requirements of the mission book and the relevant laws and regulations, this paper elaborates the design steps and methods of the maritime patrol boat by considering the requirements of the design area and the function of the ship.

The ship is designed to sail in the coastal area, for the supervision and enforcement of Zhuhai waters, which is a composite law enforcement ships capable of patrol, law enforcement and rescue. It has common combat capability by deploying, light weapons. The ship is arranged with a restaurant, washing room, crew room, VIP room, cab and emergency room and other cabin. It is designed to has serious, harmonious, elegant appearance.

The full-load trial speed of the ship is27 knots with self-sustaining capability of 10 hours. It can load 22 passengers and 4 crew. The main principle dimensions of the designed ship are as follows: length of 28m, length between perpendiculars of 25m, waterline length of 25.8m, boat width of 4.8m, water line width of 4.2m, depth of 2.02m, draft of 1.02m, and square block coefficient of 0.48.

The main design steps of this paper are showing in the following:(1) analysis of the mission book; (2) determination of the main dimensions of the ship and the main coefficients of the ship; (3) design of ship hull lines by using Maxsurf software and CAD software; (4) design of the general arrangement of the ship with a detailed description of the outfitting, fire-fighting, life-saving equipment; (5) check of the ship power performance and determination of , the main elements of the propeller according to the open-water diagram; (6) check of the stability; (7) verification of the free board.

This design needs to submit the following drawings: the ship hull lines, the general arrangement, the hydrostatic curve and the Bonjean curve.

Keywords: Maritime patrol High speed round bilge boat Transformation of the parent ship Layout status

目录

摘要 3

第1章 绪论 1

第2章 任务书分析 2

2.1 28m海事巡逻艇设计背景 2

2.2 28m海事巡逻艇设计特点分析 2

2.2.1总布置特点 2

2.2.2航行区域 2

2.2.3航速与自持力 2

2.2.4稳性 2

2.2.5船型特征 3

2.2.6主机辅机 3

2.3设计中主要矛盾分析 3

第3章 全船说明书 4

3.1概述 4

3.1.1用途与航区 4

3.1.2 船型 4

3.1.3船级及规范 4

3.2 主要尺度和性能 4

3.2.1主要尺度 4

3.2.2甲板高、梁拱及舷弧 4

3.2.3主机 5

3.2.4航速 5

3.2.5自持力 5

3.2.6稳性及干舷 5

3.2.7人员定额 5

3.3舾装设备 6

3.3.1航行设备 6

3.3.2锚泊设备 6

3.3.3系泊设备 6

3.3.4舵设备 7

3.3.5救生及消防设备 7

3.4通讯设备 8

3.4.1船内通讯 8

3.4.2船外通讯 8

3.5通风和空调 8

3.5.1通风系统 8

3.5.2空调系统 8

3.6舱室设备 8

3.6.1驾驶室 8

3.6.2其余舱室 9

第4章 船舶主要尺度 10

4.1设计思想 10

4.2母型船主要要素 10

4.3设计船主要尺度确定 10

4.3.1船长 10

4.3.2船宽 10

4.3.3 型深 11

4.3.4吃水 11

4.3.5方形系数 11

4.3.6初选尺度小结 11

4.4性能校核 12

4.4.1浮性 12

4.4.2初稳性校核 15

4.4.3横摇周期估算 15

4.4.4快速性校核 16

4.4.5方案优化 19

第5章 型线设计及静水力计算 23

5.1 阶段任务分析 23

5.2型线设计内容 24

5.2.1横剖面面积曲线 24

5.2.2 船首形状 26

5.2.3 船尾形状 26

5.3型线设计 26

5.3.1 Maxsurf建模 26

5.3.2 母型船建模及仿射变换 27

5.3.3横剖面面积曲线改造 29

5.3.4生成型线 31

5.3.5设计船静水力计算 31

第6章 总布置设计 34

6.1总布置阶段任务 34

6.2总布置规划 34

6.2.1概述 34

6.2.2肋距 34

6.2.3水密舱壁 34

6.2.4主甲板以下舱室布置 35

6.2.5主甲板上布置 35

6.2.6驾驶甲板 35

6.2.7交通路线布置 35

6.3舾装设备 36

6.3.1信号设备 36

6.3.2消防设备 37

6.3.3救生设备 37

6.3.4航行设备配置 38

6.3.5锚泊设备 38

6.3.6系泊设备 39

6.3.7桅樯设备 39

6.3.8通风与空调 40

6.3.9通讯设备 40

6.3.10电气设备 40

第7章 螺旋桨设计 41

7.1概述 41

7.2螺旋桨设计考虑的若干问题 41

7.2.1螺旋桨的数目 41

7.2.2螺旋桨叶数的选择 41

7.2.3设计图谱选择 41

7.3初步设计 41

7.3.1确定螺旋桨直径 42

7.3.2推进参数 42

7.3.3初步设计 43

7.3.4有效功率曲线 43

7.3.5终结设计 44

7.4空泡校核 47

第8章 浮态调整及完整稳性计算 50

8.1校核任务 50

8.2各种载况下船舶重量重心位置计算 50

8.2.1满载出港 50

8.2.2满载到港 50

8.2.3空载出港 50

8.2.4空载到港 51

8.3自由液面的修正 52

8.4各装载状态下浮态和初稳性高 52

8.5横摇周期及横摇角计算 53

8.6各载况下稳性衡准 57

8.7稳性衡准 61

8.7.1风压侧倾力臂 61

8.7.2稳性衡准 62

8.8全速徽行以及旅客集中与一舷的稳性衡准 64

8.8.1全速回航 64

8.8.2旅客集中一舷校核 64

第9章吨位丈量和干舷校核 66

9.1总吨位计算 66

9.2净吨位计算 66

9.3干舷计算 67

9.3.1基本干舷计算 67

9.3.2干舷修正 67

第10章 结论 70

参考文献 71

致谢 72

附录 73

图纸： 73

第1章 绪论

珠海，因海得名，因海而兴。《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》的提出给这个城市带去了巨大的发展机遇。珠海拥有八个国家一类口岸，广阔的的海域面积，延绵不断的海岸线和众多的岛屿，是海上交通重要的一环，具有十分突出的地位。现代社会，珠海利用自身地理位置优势与海岸沿线国家交流沟通合作。海上丝绸之路的提出，基于珠海自身良好的港口条件，打造广东省建设21世纪海上丝绸之路的桥头堡、重要平台和战略支点将是珠海未来发展的重要方向。那未来面对繁忙的海上往来，如何高效地执行海关、边防、公安、消防等水上执法以及一些紧急的救援行动必将成为即将解决的问题。因此有必要设计开发建造一批操纵性能、耐波性能良好、阻力性能好的集巡逻、执法和救援一体的复合型执法舰艇。将其配置于事故多发水域，力争能在最短时间内到达事故现场，从而减少损失，确保巡航水域水上交通安全，营造良好通航环境，以最短时间实现在海面监管救助需要。

为了履行执法舰艇的工作职责，它必须行动迅速，外观威严。因此巡逻艇对阻力性能，耐波性能，操纵性能的要求较高。而目前小型高速海事巡逻艇多为单体船型，其耐波性能较差，例如在风浪中摇荡，失速现象严重，恶劣天气造成执法困难，早已不能满足综合执法需求。目前我国唯一一艘航速能达到30节的高速巡逻艇是由上海海事局与武汉南华高速船舶工程有限公司联合开发的“海上猎鹰”。“海上之鹰”为了兼顾其耐波性和快速性，在船型选择上采用了宽尾，大底升角的V型圆舭排水艇，并且通过使用长呆木等方式增加了其耐波性能。船体结构选择的新型的立体框架结构来增加其强度。同时采用先进的减振降噪技术，降低船舶振动，噪音，提高工作人员的舒适性。但“海上之鹰”也存在受风面积大，在稳定风作用下静稳性差的缺点。