摘 要

随着全球陆地资源日趋紧张,海洋资源成为世界各国新的战略方向。开发海洋资源、发展海洋经济成为沿海国家国民经济的重要支柱。对领海的监督管理显得尤为重要，称为海监行为，而海监船则是执行任务的得力工具。

本文根据任务书要求设计一艘沿海高速双体海监船，用于沿海水域海洋监察执法和接待并承担国家下达的相关任务，本文主要内容包括任务书分析、船舶主尺度要素的确定、重量重心及阻力估算、船体型线设计、螺旋桨和舵的设计、总布置图的绘制、静水力计算、各种载况下的浮态校核及稳性计算、最小干舷计和吨位计算。其中，型线设计采用母型船改造法。螺旋桨设计则采用B型桨图谱设计法分别进行了初步设计、终结设计和空泡校核，最终各项校核和计算满足法规要求。

在保证合理布置的基础上，整个设计以快速性和稳性为主要考虑因素，同时保证设计船可以承担相应的工作，确保设计船满足安全、舒适、经济和美观的要求。

关键词：高速双体船；型线设计；总布置设计；稳性校核

Abstract

With the increasing global terrestrial resources, marine resources have become a new strategic direction for countries in the world. The development of marine resources and the marine economy have become important pillars of the national economy of coastal countries. The supervision and management of the territorial sea is particularly important, and it is called the maritime supervision, while the maritime surveillance ship is a powerful tool for carrying out tasks.

In accordance with the requirements of the mission statement, this paper designs a coastal high-speed dual-body maritime surveillance vessel for coastal supervision and enforcement of marine waters, and undertakes the related tasks assigned by the state. The main contents of this paper include the analysis of the mission statement, the determination of major ship elements, and the center of gravity. And resistance estimation, hull line design, design of propeller and rudder, drawing of general layout, hydrostatic calculation, calculation of floating state and stability under various loading conditions, calculation of minimum freeboard and tonnage. Among them, the profile design adopts the reform method of the mother ship. The propeller design adopts the B-type paddle pattern design method to carry out the preliminary design, the final design, and the vacuole check, respectively, and finally the various check and calculations meet the regulatory requirements.

On the basis of guaranteeing a reasonable arrangement, the entire design takes speed and stability as the main considerations, and at the same time ensures that the design ship can undertake the corresponding work and ensure that the design ship meets the requirements of safety, comfort, economy and aesthetics.

Keywords: High speed catamaran；molded line design；the arrangement of the whole ship；intact stability

目 录

第1章 绪论 1

第2章 设计任务书分析 2

2.1设计基本内容及目标 2

2.1.1航区、船型及用途 2

2.1.2船级和船籍 2

2.1.3航速及续航力 2

2.1.4主机和设备 2

2.2 设计中主要矛盾 2

2.3设计思想 3

第3章 全船说明 4

3.1 概述 4

3.1.1用途与航区 4

3.1.2船型 4

3.1.3船级与规范 4

3.2主尺度及性能 4

3.2.1主尺度 4

3.2.2动力装置 4

3.2.3航速及续航力 5

3.2.6稳性及干舷 5

3.2.5 人员定额 5

3.3舾装设备 5

3.3.1舵设备 5

3.3.2系泊锚泊设备 6

3.3.3救生设备 6

3.3.4消防设备 6

3.3.5 舱室照明系统 6

3.3.6 门、窗、盖、梯 6

3.4航行设备 7

3.4.1航行信号设备 7

3.4.2信号设备 7

第4章 主尺度确定 8

4.1 主尺度确定 8

4.1.1 船长 8

4.1.2船宽、片体宽度及片体中心距K的确定 9

4.1.3吃水的确定 9

4.1.4型深的确定 10

4.1.5方形系数 10

4.1.6排水量的估算 10

4.2船舶重量估算及主机初选 10

4.2.1空船重量的估算 10

4.2.2载重量的估算 11

4.2.2.1人员及行李重量 11

4.2.2.2食品及淡水重量 11

4.2.2.3燃油重量 12

4.2.2.4压载水重量 12

4.2.2.5排水量裕度 12

4.2.2.6备品 12

4.3性能校核 13

4.3.1浮态校核 13

4.3.2稳性校核 14

4.3.2.1船舶重心估算 14

4.3.2.2横摇周期的估算 15

4.3.3快速性校核 16

4.3.3.1湿面积近似计算 16

4.3.3.2估算片体总阻力 16

4.4主尺度优选 19

第5章 片体型线设计 21

5.1 概述 21

5.2型线设计方法： 21

5.3 关于片体的船型特征分析 22

5.4 横剖面面积曲线 23

5.4.1菱形系数和中横剖面系数的选择 23

5.4.2浮心纵向位置选择 23

5.5设计水线 24

5.6 首尾横剖线 24

5.7 母型船建模及仿射变换 24

5.7.1母型船的选择 24

5.7.2建模过程 25

5.8 仿射变换 26

5.9 数据修正 26

5.10生成型线 28

5.11设计船静水力计算 29

第6章 总布置设计 30

6.1概述 30

6.2主船体及舱室划分 30

6.2.1肋骨间距 31

6.2.2水密舱壁 31

6.2.3艏尖舱 31

6.2.4机舱 31

6.2.5其他舱室 31

6.3上层建筑的划分 32

6.4舵设备与布置 32

6.4.1舵面积的选择 33

6.4.2 舵的布置 33

6.5锚泊和系泊设备 33

6.5 航行设备与通讯装置 34

6.5.1 航行设备 34

6.5.2 信号设备 34

6.6 救生设备与消防系统 34

6.6.1 救生设备 34

6.6.2 消防系统 35

6.6.3 报警系统 35

6.7 桅樯设备与窗盖 35

6.7.1 桅樯设备 35

6.7.2 窗、盖 35

第7章 螺旋桨图谱设计 37

7.1概述 37

7.2螺旋桨设计过程 37

7.2.1螺旋桨数目 37

7.2.2 螺旋桨叶数的选择 37

7.2.3设计图谱 37

7.3有效马力曲线的计算 37

7.4初步设计 38

7.4.1初始参数整理 38

7.4.2初步设计 39

7.4.3 齿轮箱选择 39

7.5终结设计 39

7.3空泡校核 43

第8章 浮态调整及完整稳性计算 46

8.1校核任务 46

8.2 各载况下船舶重量重心位置计算 46

8.2.1满载出港 46

8.2.2满载到港 46

8.2.3压载出港 47

8.2.4压载到港 48

8.3自由液面的修正 48

8.4各装载状态下浮态和初稳性 49

8.5各载况下横摇角、横摇周期的计算 49

8.6各载况下稳性衡准 52

8.7风压倾侧力臂计算 54

8.8 乘客集中于一舷时的船舶静倾角 56

第9章 干舷校核 58

9.1计算说明 58

9.2主要数据 58

9.3干舷计算 58

9.3.1 基本干舷 58

9.3.2 计算型深修正 58

9.3.3上层建筑对干舷的修正 58

9.3.4舱口盖修正 59

9.3.5 非标准舷弧对干舷的修正 59

9.3.6夏季干舷 59

9.3.7干舷衡准 59

第10章 吨位计算 60

10.1总吨位 60

10.2净吨位 60

第11章 总结 61

参考文献 62

致谢 63

第1章 绪论

近年来,由于资源日渐稀缺,人们将开发的目光转向了海洋,而海岛领地归属权、海域界限划定等海洋争端问题成为了各国关注的焦点。根据有关法律、法规,中国海事监督小组负责对国家管辖海域(包括沿海地带)进行巡航监视,调查和调查海事权利和侵权行为。非法使用海域,破坏海洋环境和资源。中国海上监视船是中华人民共和国海警局的海事执法船,配备有自卫武器和特种设备,由于其特殊用途,要求更高的总体性能。

由于我国管辖范围辽阔,海上维权执法任务日益增多,新的海上监视船进入还不能满足需要。需要建造更现代化的船舶和更先进的航空器设备,并且团队将以最快的速度扩张。在钓鱼岛列岛的一个很长时期内,我国在改造或重建后,必须将一些退役或即将退役的海军舰艇改建为中国海监执法船。这些海军船只都是退役或即将退役的旧船,已经服役达30年之久。为了让这些老船保持最佳状态,他们需要投资大量的安全基金。因此,新型海上监视船的设计和建造是我国维护其主权的迫切问题。

高速双体船和"动力导航"型高性能船舶,如溜冰艇和水上游艇,并不复杂,施工工艺也简单,使用安全可靠,维修方便,成本低。它是高性能船舶中规模最大、增长最快的类型之一。因此综合考虑,以高速双体船作为海监指挥船既经济又能达到高性能要求。

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