摘 要

本设计的目标是通过调研、熟悉、学习，综合一般船舶设计方法和游艇特殊性，在满足船舶型线及总布置要求的基础上，均衡协调各方面，应用SARC软件完成一艘136英尺超级游艇的造型及总体设计。

本文包含超级游艇的背景、特点、造型设计、主尺度确定、型线设计、性能计算、螺旋桨设计、总布置设计、完整稳性校核、干舷计算以及相关图纸的绘制等内容。最终设计船总长Loa=41.45m，垂线间长Lpp=38m，总宽B=8.5m，型深D=5.5m，设计吃水T=2.8m，排水量△=426t，方形系数Cb=0.46，且满足各项校核要求。

本设计的最大亮点与创新点是使用了全新的三维总体设计软件SARC。此软件功能完善，可完成总体设计中的大部分建模、计算、制图等任务，为本次设计提供了极大的便利和技术支持，促使本次设计圆满完成。

关键词：超级游艇；型线设计；总布置设计；SARC软件

Abstract

In this design, on the basis of meeting the requirements of ship lines and general arrangements and to weigh the importance of all aspects，by researching、practicing、learning 、 integrating the general ship design method and the particularity of yacht, SARC software is applied to accomplish the aim that a 136 - foot super yachts modelling design and overall design.

This paper contains the background and characteristics of super yacht, modelling design, main factors of principal dimensions, ship line design, performance calculation, propeller design, overall layout design, intact stability checking, freeboard calculation ,related pictures drawing and etc. In the final design,the principal dimensions are list as follows: Loa = 41.45 meters, Lpp = 38 meters, B = 8.5 meters ,D = 5.5 meters, T = 2.8 meters, △= 426 tons, Cb = 0.46 and each data satisfies the check request.

The highlight of the design and the innovation point is the application of SARC software that works well in ship three-dimensional overall design. With the functional perfection, SARC can complete most work in overall design modeling, calculation and drawing, which provides great convenience and technical support for the design, at the same time, it accelerates the completion of this design.

Key Words: super yacht;ship line design; the arrangement design; SARC

目录

第一章 绪论 1

1.1游艇业发展及现状 1

1.1.1国外游艇业 1

1.1.2国内游艇业 1

1.2政策与规范 1

1.2.1国外政策与规范 2

1.2.2国内政策与规范 2

1.3本章小结 3

第二章 任务书分析 4

2.1设计对象 4

2.2航区及港口 4

2.2.1上海自然条件 5

2.2.2广州自然条件 5

2.2.3港口 5

2.3规范及规则 7

2.4设计要求 7

2.4.1船型 7

2.4.2航速\客位数 7

2.4.3主机、辅机及燃料 7

2.4.4舱室布置及设备 7

2.5本章小结 7

第三章 造型设计 8

3.1游艇造型概述 8

3.1.1甲板 8

3.1.2船首 9

3.1.3船尾 9

3.2优秀游艇造型分析 10

3.2.1 Riva 122 Mythos 10

3.2.2 Mondo Marine41米Nameless 10

3.2.3 Benetti Panthera 11

3.2.4 Horizon至尊系列P136 12

3.3设计船造型选择 12

3.4本章小结 13

第四章 主尺度确定 14

4.1船舶主尺度确定思路 14

4.2主尺度初步确定 15

4.2.1相近船型参数 15

4.2.2船型参数分析 15

4.2.3母型船主要参数 17

4.2.4主尺度初步确定 17

4.3重量初步校核 20

4.3.1人员及行李、食品、淡水的重量 20

4.3.2燃油、滑油及炉水的重量 20

4.3.3备品、供应品重量 22

4.3.4载重量 22

4.3.5空船重量 22

4.3.6排水量校核 22

4.4 快速性初步校核 23

4.5稳性初步校核 23

4.5.1重心高度 23

4.5.2初稳性校核 23

4.6横摇周期校核 24

4.7本章小结 24

第五章 型线设计 25

5.1横剖面面积曲线 25

5.1.1棱形系数Cp和中剖面系数Cm的选择 25

5.1.2浮心纵向位置Xb的选择 26

5.1.3横剖面面积曲线形状的选择 26

5.2型线几何形状特征和参数的选择 27

5.2.1设计水线及横剖线形状特征和参数的选择 28

5.2.2侧面轮廓线和甲板线 31

5.3 SARC软件简介 32

5.3.1Fairway模块 33

5.3.2Hulldef模块 33

5.3.3Hulltran模块 34

5.3.4Newlay模块 34

5.3.5Hydrotables模块 34

5.3.6Loading模块 34

5.3.7Probdam模块 34

5.3.8Hydrodynamics模块 34

5.4基于SARC的型线图绘制 34

5.4.1型线绘制方法 34

5.5 本章小结 36

第六章 静水力与阻力计算 38

6.1应用SARC软件的静水力计算 38

6.1.1静水力曲线 38

6.1.2邦金曲线 40

6.1.3稳性横截曲线 41

6.2应用SARC软件的阻力计算 41

6.2.1游艇的阻力 41

6.2.2游艇的阻力计算 41

6.3本章小结 43

第七章 螺旋桨设计 44

7.1大型游艇螺旋桨设计 44

7.1.1螺旋桨的形式 44

7.1.2螺旋桨的叶数 45

7.1.3螺旋桨的直径和转速 45

7.1.4螺旋桨设计图谱 45

7.2设计过程 46

7.2.1船体主要参数 46

7.2.2主机参数 46

7.2.3推进因子决定 47

7.2.4初步设计确定最佳转速 47

7.2.5初步设计确定最佳直径 49

7.2.6终结设计确定螺旋桨要素和航速 50

7.2.7空泡校核 52

7.3本章小结 54

第八章 舵设计 55

8.1舵的样式和类型 55

8.2舵的几何要素 55

8.2.1舵面积 55

8.2.2舵高 55

8.2.3舵宽 56

8.2.4展弦比 56

8.2.5舵平衡比 56

8.3舵、桨和型线的配合 56

8.4本章小结 57

第九章 总布置设计 58

9.1总布置概述 58

9.2总体布局的区划 59

9.2.1肋骨间距 59

9.2.2水密舱壁 59

9.2.3机舱的部位和长度 60

9.2.4甲板和平台 60

9.2.5双层底 60

9.3各层甲板的布置 61

9.3.1舱底板 61

9.3.2下甲板 62

9.3.3主甲板布置 63

9.3.4飞桥甲板布置 64

9.3.5阳光甲板布置 64

9.3.6舱容校核 65

9.4主要舾装设备布置 67

9.4.1锚泊和系泊设备的配置 67

9.4.2救生设备的配置 68

9.4.3消防设备的配置 69

9.4.4航行和信号设备的配置 69

9.5本章小结 70

第十章 完整稳性 72

10.1重量重心计算 72

10.1.1满载出港 72

10.1.2满载到港 72

10.2各载况的浮态及初稳性计算 73

10.2.1各浮态下的初稳性高计算 73

10.2.2各载况下的横摇周期、横摇角 74

10.2.3旅客集中一舷 75

10.3静稳性计算 75

10.3.1稳性横截曲线 76

10.3.2满载出港时的静稳性曲线 76

10.3.3满载到港时的静稳性曲线 77

10.4动稳性曲线的绘制 78

10.5进水角的计算 81

10.6稳性衡准数K计算 82

10.6.1不同载况下的受风面积及形心计算 82

10.6.2风压力臂计算 82

10.6.3稳性衡准数K计算 83

10.7本章小结 84

第十一章 干舷计算 85

11.1基本干舷 85

11.2方形系数对干舷的修正 85

11.3上层建筑和凸形甲板对干舷的修正 85

11.4非标准舷弧对干舷的修正 85

11.5夏季干舷 86

11.6本章小结 86

参考文献 87

附录 89

致谢 90

第一章 绪论

1.1游艇业发展及现状

1.1.1国外游艇业

由于游艇业具有高附加值和高利润，相比较于具有百年历史的海运商船，即使只是从二战时期发展而来，游艇业和游艇市场也发展的特别快。至80年代中期，游艇的销售额已快接近世界海运商船的销售总额，世界各国游艇年产量约为90万艘。然而，到了80年代末、90年代初，世界游艇市场由于受经济不景气和海湾战争等因素的影响，年产值下滑，彼时大约为200亿美元。相比之下，此时海运商船市场的年产值回升到250～300亿美元。虽然看起来海运商船的发展大势尚好，但是人们还是认为游艇市场的规模一般能够接近于海运商船市场的规模也是情有可原的。根据国际相关机构调查，目前世界旅游艇年均贸易总额已达到400 亿美元，游艇工业大约占整个船舶工业(民船，军船及游艇加配套设备)的三分之一市场。对许多西方国家来说，游艇早已成为一种较为普及的休闲娱乐方式。据相关机构统计，全球平均171人拥有一条游艇。在欧洲，接近十分之一的人群拥有游艇。即使是瑞士这样的内陆国家，游艇率的人均拥有率也高达1/69。由此可见，游艇业在全球均具有巨大的市场份额，并且具有巨大的发展潜力。

1.1.2国内游艇业

中国游艇业于上世纪五十年代起步，期间的几十年间缓慢发展，直至二十一世纪才出现加速发展的局面。直到近十几年，我国游艇消费市场持续升温，私人超级游艇拥有者数量增加，广州、上海、大连等地接连成立游艇俱乐部，举办国际游艇展览会，游艇码头也大量投入建设。同时，台资和大陆的游艇制造商也不断刷新着超级游艇的长度记录。根据国内研究机构调查，截止至2010年，我国存在游艇制造企业四百余家，年销售额逾千万元的企业已超过四十家。游艇业作为一个新兴产业，不断推动着所在地区的经济发展，成为了许多城市经济新的发展点。游艇业吸收大量劳动力，增益税收，具有高附加值，发展潜力十分巨大。

在中国游艇业发展大势尚好的同时，我们也应该清醒地认识到，中国游艇业发展时间相对较短，基础较薄弱，产业链仍不完善，总体落后于国际水平。体现出的问题包括政府指导缺乏、专业人才匮乏、宣传范围不足、相关设施落后等。针对这些问题，若政府能够制定健全的法律法规，完善相关设施建设，加强海洋文化传播与教育，促进人才培养及氛围营造，中国游艇业竞争力必将得到进一步提高。

1.2政策与规范

所谓产业政策，指的是一个国家对于产于经济活动的主动干预，有弥补市场部分缺陷、优化产业资源配置、增强产业国际竞争力的作用。产品规范对于产品做出了一系列法定限制，以保障产品相关安全性。

1.2.1国外政策与规范

1971年，美国出台联邦游艇安全法，并出版了《游艇法规和规范》。游艇的航道管理、购买登记、贷款服务、驾照考核等方面都形成了较为完善的体系。