摘 要

本次设计目的是符合任务书要求、强度规范要求，设计布置合理的10000DWT近海多用途货船。本文针对的是设计船的方案设计，主要内容包括：设计船的主尺度确定、型线设计并绘制型线图、总布置设计、静水力计算、螺旋桨设计，并对设计船进行了重量重心的计算、快速性校核和完整稳性的校核。

本次设计主要采用母型船改造法和自行设计相结合的方法，在主尺度确定设计中结合考虑载重型船舶和集装箱船的布置特点；利用母型船型线改造法，运用CAD辅助软件完成型线设计与绘制；应用COMPASS计算软件进行了静水力计算与舱容计算；采用MAU图谱进行螺旋桨的设计；根据法规完成了设计船的完整稳性的校核。

关键词：多用途货船；总体设计；静水力计算；总布置设计；完整稳性校核

Abstract

The purpose of this design is to meet the requirements of the taskbook and the strength specification, and to design and arrange the 10000DWT multi-purpose cargo ship with reasonable arrangement. This paper is aimed at the design of the ship, the main contents include: the main dimensions of the design ship, the design and drawing of the profile line diagram, general layout design, hydrostatic calculation, propeller design, and the design ship weight center of gravity calculation. Quick check and complete stability check.

This design mainly adopts the master ship transformation method and the self-design method, considers the arrangement characteristic of the heavy load ship and the container ship in the main scale determination design, uses the master ship shape line transformation method, CAD software is used to complete the design and drawing of the profile; COMPASS software is used to calculate the hydrostatic and cabin capacity; the MAU map is used to design the propeller; and the complete stability check of the design ship is completed according to the regulations.

Keywords: multipurpose cargo ship; overall design; hydrostatic calculation; general layout design; complete stability check

目 录

第一章 绪论 7

1.1 背景及意义 7

1.2 研究主要内容 8

1.3研究的主要方法 9

第二章 船体说明 10

2.1总体性能 10

2.1.1船型 10

2.1.2航区及用途 10

2.1.3船级、规范、规则 10

2.1.4主尺度及要素 10

2.1.5航速、螺旋桨及续航力 12

2.1.6干舷及稳性 12

2.1.8舱容 12

2.1.9总布置概况 14

2.2甲板舾装部分 15

2.2.1锚设置 15

2.2.2拖带系泊设备 16

2.2.3电动救生艇绞车及吊艇架 16

2.2.4舷梯绞车 16

2.2.5救生设备 16

2.2.6扶梯、栏杆、扶手 17

2.2.9航行及信号设备 17

第三章 主尺度确定 18

3.1 船型特点及布置设想 18

3.2主要要素确定步骤 18

3.3布置设想 20

3.4主尺度的确定 20

3.4.1载重量系数估算 20

3.4.2船长的确定 20

3.4.3船宽的确定 21

3.4.4吃水的确定 22

3.4.5型深的确定 23

3.4.6方形系数的确定 23

3.5性能校核 24

3.5.1浮性方程校核 24

3.5.3舱容估算 25

3.5.5初稳性校核 27

第四章 型线设计 29

4.1概述 29

4.2型线设计原则 29

4.3型线设计主要内容 29

4.4菱形系数Cp的选取 30

4.5浮心纵向位置X_B的选择 30

4.6横剖面面积曲线改造 30

4.7横剖面图、半宽水线图、侧视轮廓图 32

第五章 总布置设计 33

5.1总体布局的区划 33

5.1.1主船体内船舱的划分 34

5.2机舱的部位和长度 34

5.3甲板与平台 34

5.4双层底 35

5.5货舱 35

5.6压载水舱 35

5.7上层建筑 35

第六章 静水力计算 37

6.1静水力曲线图的绘制 37

6.2邦金曲线图的绘制 41

第七章 螺旋桨设计 47

7.1设计船主要参数 47

7.1.1设计船主要要求 47

7.1.2船体参数 47

7.1.3主机及减速齿轮箱要素 47

7.1.4推进因子 47

7.1.5螺旋桨条件 48

7.2螺旋桨要素计算 48

7.2.1假定设计航速下的有效推功率P_TE计算： 48

7.3最佳航速的计算 50

7.4空泡校核 51

7.5螺旋桨计算总结 54

第八章 完整稳性校核 55

8.1说明 55

8.2各载况重量重心计算 55

8.2.1满载出港 55

8.2.2满载到港 56

8.3自由液面的修正 58

8.3.1舱柜尺寸 58

8.3.2初稳性修正 58

8.3.3大倾角自由液面修正 59

8.4浮态、初稳性、横摇周期、横摇角计算 60

8.5稳性横截曲线和进水角曲线 62

8.6静稳性力臂计算 63

8.7受风面积及形心计算 67

8.8最小倾覆力矩计算 68

8.9风压力臂计算 70

8.10稳性总结 71

第九章 干舷计算 72

9.1计算说明 72

9.2主要数据 72

9.3干舷计算 72

9.3.1 基本干舷（1.1.1） 72

9.3.2 方形系数修正（2.1.1） 73

9.3.3 干舷甲板凹槽修正（2.1-1） 73

9.3.4上层建筑对干舷的修正（2.2、2.2.6） 73

9.3.5 非标准舷弧对干舷的修正（2.3、2.3.3） 73

9.3.6最小船首高度（2.5、2.5.1） 74

9.3.7夏季干舷（3.1.1） 74

9.3.8干舷衡准 74

9.3.9 热带干舷（3.2.1） 74

9.3.10 淡水干舷（3.3.1） 75

第十章 舾装数计算 76

10.1 主要尺度 76

10.2 舾装数计算 76

10.2.1计算公式 76

10.2.2计算数据 77

10.2.3计算结果 77

10.3 锚泊及系泊设备规范配置 77

致 谢 80

1. 绪论
   1. 背景及意义

多用途货船可运载集装箱，散货或杂货等多种类型货物的干货船。旨在提高船的营运经济性。一般为双甲板，艉机型，货舱口较大，可方便装卸，也可在上甲板顶盖上堆装两层集装箱和木材，船上配大起重量、灵活高效的回转起重机，以自行装卸部分货物，提高装卸速度。装载采用数种货物混装，适应性强，运输效率高。因货物品种和批量不断变化，以及集装箱运输的日益发展，传统的杂货船已不能满足需要，在更新过程中派生为多用途货船。一般为双甲板、尾机型的大舱口敞舱船。设计时注重营运经济性，货物装卸方便，而航速偏低。也有的采用双列舱口，上甲板舱盖上堆装两层集装箱和木材，叉车能进舱作业。货舱口两侧设有边舱以代替传统的深舱作为压载水舱。配有大起重量、灵活高效的回转式起重机，以装卸集装箱。该船适应性强、营运经济性佳，故制造的批量也大，逐步形成一系列定型的多功能货船。

早在70年代中期，许多船公司或班轮经营者为了取代船队中传统的中间甲板货物斑轮，相继订造了一系列不同类型的船舶。其中不乏船东斥以巨资购置全集装箱船和集装箱，并投资建造部分陆上基础设施；另外一些公司则选择造价目贵，但极具灵活性的滚装船；还有部分公司则偏向于多用途吊上吊下船舶。早在70年代中期，许多船公司或班轮经营者为了取代船队中传统的中间甲板货物斑轮，相继订造了一系列不同类型的船舶。其中不乏船东斥以巨资购置全集装箱船和集装箱，并投资建造部分陆上基础设施；另外一些公司则选择造价目贵，但极具灵活性的滚装 船；还有部分公司则偏向于多用途吊上吊下船舶。多用途船经历了70年代中至80年代初的黄金时期；然而，在接着的十几年里，其订造数量急剧减少，船队增长缓慢，市场货源面临来自散装货运船和全集装箱船的有力竞争，因此，多用途货船的相对竞争力和它所面临的市场发展趋势直接关系到这种船的生存和发展，尽管市场货源受到其他船舶的侵蚀，多用途货船仍有自己独特的优势，在船舶尺寸，适应货物的多样性，经营灵活性和装卸能力强等方面的特点，使其仍可以在全集装箱船和散杂货船的两面夹击下，稳住自己主要的货源，在二者的空白地带甚至渗透他们之中求的生存。大型多用途船具有较大的集装箱接受能力和较大的包装容积，能够装载大宗货物和工程上所需的笨重货物，起货机容量甚至高达80t，航速也不慢，对于类似载箱量的全集装箱船，其造价也较低，特别是一些工程货物运输需求的市场，多用途船具有无法替代的优势。势，在船舶尺寸，适应货物的多样性，经营灵活性和装卸能力强等方面的特点，使其仍可以在全集装箱船和散杂货船的两面夹击下，稳住自己主要的货源，在二者的空白地带甚至渗透他们之中求的生存。大型多用途船具有较大的集装箱接受能力和较大的包装容积，能够装载大宗货物和工程上所需的笨重货物，起货机容量甚至高达80t，航速也不慢，对于类似载箱量的全集装箱船，其造价也较低，特别是一些工程货物运输需求的市场，多用途船具有无法替代的优势。

1.2 研究主要内容

1.船舶主要要素的确定。

分析限制条件以及相关规定对船船舶尺度的影响，结合船型尺度特征，确定符合技术性能要求、经济性较优的船舶主要要素。

2.型线设计及静水力计算：

（1）按型船改造，图谱或自行设计等方法,进行型线设计,绘制型线图。

（2）采用COMPASS软件进行静水力计算，绘制静水力曲线图及邦金曲线。

3.总布置设计

参考母型船，根据集装箱船舶的布置特点进行船舶的舱室划分、上层建筑设计、甲板设计和布置舱室设计等。

1. 性能校核

（1）快速性校核：采用MAU型图谱设计，进行螺旋桨的设计，并根据法规进行快速的校核。

（2）完整稳性校核：根据现行法规对船舶四种载况状态下时进行稳性校核。

5.干舷计算

6.舾装数计算

1.3研究的主要方法

本文在进行10000DWT近海多用途货船方案设计时考虑了最佳经济效益、安全性能、外观舒适等因素，根据现行法规的规定进行了严谨的设计与计算。在设计的过程中参考母型船并考虑集装箱船的布置特点进行设计船的主尺度确定、型线设计和总布置设计；利用COMPASS计算软件进行静水力计算和舱容计算；采用MAU型图谱设计进行螺旋桨设计；根据现行法规进行四种状态的完整稳性校核。

1. 船体说明

2.1总体性能

2.1.1船型

本船为钢质全电焊船。单甲板，双底，双舷侧，带有顶、底边舱的船型：方尾带球尾、前首柱，带球鼻线形。单机、单桨、单舵柴油机推进尾机型船舶。本船设有尾楼位于尾部的甲板室。

主船体主甲板以下主要舱室的顺序为：首尖舱、第一货舱、第二货舱、第三货舱、机舱、尾尖舱。货舱上并设有起重设备。

2.1.2航区及用途

2.1.2.1航区

近海航区。

2.1.2.2用途

本船航行于中国青岛以南近海各港口之间，主要承担包装粮食、土特产、日用杂货等，并考虑兼装集装箱。

2.1.3船级、规范、规则《船舶与海上设施法定检验规则》（国内航行海船法定检验技术规则）(2011)。本船设计所依据的规范：中国船级社(CCS)《国内航行海船建造规范》(2014)；《钢质海船入级规范》（2012）及2013、2014年修改通告；中华人民共和国海事局(CHINA MSA)以下简称《法规》和《规范》。

2.1.4主尺度及要素

2.1.4.1主尺度

表2.1.1

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