摘 要

近年来由于海南岛与大陆之间的人员和货物往来更加密切，琼州海峡现有的营运船舶已经不能满足现阶段的运输需求。琼州海峡急需更加大型化、规范化的客滚船来满足运输需求。本文设计的40车/450客客滚船能够很好地满足现在及未来一段时间内的运输需要。本文从实际的需求和航行的航道、港口入手，进行了40车/450客客滚船的总体设计，主要完成了该船的主要尺度设计、型线设计、总布置设计，并对船舶的主要性能进行校核，基本满足了设计的要求。

关键词：规范；节能；安全；大型

Abstract

In recent years, due to the closer personnel and cargo exchanges between Hainan island and the mainland, the existing operating ships in the Qiongzhou strait can no longer meet the current transportation needs. The Qiongzhou strait is in urgent need of larger and standardized passenger rollers to meet the transportation requirements .The 40 - car /450 - passenger roll-roll boat designed in this paper can meet the transportation requirements well in recent time and the future. According to the actual design requirements, waterways and ports, this paper has finished the overall design of the 40-car/450-passengers roll-roll ships, and mainly completed the main measure of the ship design, profile design, layout design. Later accomplish the main performance of the ship which basically meet the requirements of the design.

Key words：Standard; energy saving ;safety and large scale

目录

第一章 绪论 1

1.1 全船说明书 1

1.1.1航区及用途 1

1.1.2规范及规则 1

1.1.3 设计要求 1

1.1.4 设备 2

1.1.5 总布置 3

1.2 任务书分析 3

1.3 母型船资料 3

1.4 主要设计思想 4

第二章 主要要素的估算 5

2.1 主要要素的第一次估算 5

2.1.1布置草图绘制 5

2.1.2 船长L 6

2.1.3 型宽B 8

2.1.4 吃水d 8

2.1.5 型深D 8

2.1.6 方形系数 10

2.1.7 主尺度的第一次选择 10

2.2主尺度的校核 11

2.2.1 空船重量的估算 11

2.2.2 载重量估算 12

2.2.3 重力与浮力的平衡 13

2.3主要性能校核 14

2.3.1 快速性估算 14

2.3.2 初稳性估算 14

2.3.3 横摇周期的估算 15

第三章 型线设计 16

3.1 型线设计的主要思想 16

3.2 主要型线要素的确定 17

3.2.1确定设计船的棱型系数 17

3.2.2 确定设计船的浮心纵向位置 18

3.3 型线改造 19

3.3.1 母型船横剖面面积曲线 19

3.3.2 改造 21

3.3.3 改造 21

3.4 改造半宽水线图 22

3.5 改造横剖线图 23

3.6 纵剖线图 25

3.6 三维建模 25

3.6.1 测量型值 26

3.6.2 建立模型 29

3.6.3 静水力曲线 30

3.6.4 邦荣曲线 31

第四章 总布置设计 33

4.1 总布置概括 33

4.2 总布置的步骤 34

4.2.1 主体内船舱的纵向划分 34

4.2.2 主体内船舱的竖向划分 35

4.2.3 舱底的布置 36

4.2.4 驾驶甲板的布置 38

4.2.5 旅客甲板的布置 42

4.2.6 侧视图 44

4.3 浮态调整 45

4.3.1 浮态调整概述 45

4.3.2 浮态调整方法 45

4.3.3 浮态调整 45

第五章 螺旋桨及舵的设计 50

5.1 螺旋桨设计概述 50

5.2 基本参数的选取 50

5.2.1 螺旋桨直径 50

5.2.2 螺旋桨数目 50

5.2.3 螺旋桨叶数 50

5.2.4 推进因子 51

5.3 阻力估算 51

5.3.1 艾亚法的基本思想 51

5.3.2 艾亚法估算阻力的步骤 52

5.4 螺旋桨的初步设计 58

5.5 螺旋桨的终结设计 59

5.6 空泡校核 61

5.7 舵的设计 62

5.7.1 舵的外形 62

5.7.2 舵面积AR 63

5.7.3 舵高h 63

5.7.4 舵宽b 64

5.7.5 展舷比λ 64

5.7.6 舵平衡比e 64

第六章 完整稳性 65

6.1 初稳性 65

6.1.1 初稳性高 65

6.1.2 自由液面修正 65

6.1.3 进水角计算 66

6.1.4 横摇角计算 67

6.2 大倾角稳性 70

6.2.1 静稳性臂计算 70

6.2.2 动稳性臂计算 74

6.2.3 稳性曲线 76

6.2.4 风压倾覆力臂计算 79

6.3 完整稳性校核 81

6.3.1 稳性衡准数K 81

6.3.2 横摇加速度校核 82

第七章 干舷校核及吨位计算 83

7.1 干舷校核 83

7.1.1 最小干舷 83

7.2 吨位丈量 87

7.2.1 总吨位 87

7.2.2 净吨位 89

第八章 舱容要素计算 90

8.1 舱容及其形心位置计算 90

8.1.1 燃油舱舱容 90

8.1.2 前压载水舱舱容 91

8.2 舱容要素曲线计算 91

8.2.1 燃油舱舱容要素曲线 91

8.2.2 前压载水舱舱容要素计算 93

第九章 结论 97

中外文参考文献 98

第一章 绪论

1.1 全船说明书

1.1.1航区及用途

  本船主要航行于广东海安港至海口港航线，航行时间不大于4小时,适用于载运在油箱中备有自用燃油的机动车辆(含车载物) 和载客运输,不适合载运危险品及装载危险品的机动车辆运输。本船按近海航区的要求设计。稳性按无限航区校核。

1.1.2规范及规则

   本船设计应满足《国内航行海船法定检验技术规(2011)》、《钢质海船入级与建造规范（2012）》及最新生效和修改的有关规范、规则和国家颁布的有关法令及技术标准（GB、CB）。

1.1.3 设计要求

1.1.3.1 船型

   本船为钢质单甲板全电焊结构，采用双艉优良节能船型。

1.1.3.2 主尺度

船长L=86m;

水线长=83m；

垂线间长81m;

B=17.7m；

设计吃水设为3.8m;

结构吃水设为4.0m;

型深D=5.8m;

=0.623;

1.1.3.3 航速及续航力

   在主机额定工况下和风力不大于蒲氏三级、海浪不大于二级、海潮平稳、深广水域的条件下，满载状态的试航速度不小于15节。续航力大于等于60小时。

1.1.3.4 载客及装载车辆

装载车辆：  设计状态下运载重卡车40辆，每辆汽车（含车辆自重）重量25t。

  载客：450人

1.1.3.5 主机

  按照设计要求进行选配，选用的主机为左G6300ZC16B 右G6300ZC17B

柴油机外形尺寸：5017×1582×2778

柴油机功率：1471kW （2000 HP）

1.1.3.6 机舱布置

机舱内装有2台主机，主机后上方装有进气滤器，此外还设有机旁仪表盘、控制箱等电子设备，由于采用2个螺旋桨，一台主机带动一个螺旋桨。

1.1.3.7 舱室布置

   本船旅客舱室应布置卧席区；航空椅座区。工作舱室及卫生处所按照法规要求及参考母型船而定。其中船员及旅客舱室应满足法规要求的面积最小值。

1.1.4 设备

锚、系泊、舵、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置。

选取2个首锚，每个锚的重量为2100kg。有档首锚链的总长为440m，直径按CCA AM2的标准选取为40。系船索的数量为4，每根长度为160m，破断载荷为157KN。

每舷配备1艘救助艇，另外每舷配置12个充气式救生筏。

本船的照明、航行信号系统为直流24伏。

设航行信号灯1套，甲板室及活动舱室的照明以荧光灯为主要灯具。

舵面积7.7，舵高3.25m，舵宽2.14m，展弦比1.36，舵平衡比0.351。

1.1.5 总布置

在进行总布置设计时，首先要满足设计要求，再力求造型美观、线条流畅、经济适用。

主船体内设置7道水密舱壁，满足一舱不沉的要求，从船尾道船首依次是：尾尖舱、消防舱室、机舱、液体舱、三个空舱和艏尖舱。

1.2 任务书分析

本船为单体、双桨、双通道车客两用渡船。首、尾均设跳板，可供汽车上下，能适应多种码头型式的靠泊作业，适宜装载各种汽车车辆，包括重型载重车、集装箱车、大客车等。设计状态下载客450人 ，运载重卡车40辆，每辆汽车（含车辆自重）重量25t。按“CCS”有关规范入级、设计和建造。并满足中华人民共和国海事局有关国内航行海船的相关要求。在主机额定工况下和风力不大于蒲氏三级、海浪不大于二级、海潮平稳、深广水域的条件下，满载状态的试航速度不小于15节。续航力大于等于60小时。

1.3 母型船资料

表1.1 母型船资料

1.4 主要设计思想

船舶主要要素是描述船舶几何形状的一些最基本的特征数据，主要包括船舶的排水量、主要尺度(船长、船宽、型深、吃水)以及船型系数(方形系数、棱形系数、水线面系数、中剖面系数)等。这些要素对船舶技术经济性能诸如快速性、稳性、耐波性、重量、强度、容量、总布置及经济性等都有重大的影响对船舶质量起着决定性的作用。合理的选择和确定主尺度是船舶总体设计中最重要最基本的工作之一，因此在新船设计的初始阶段的总体设计方案构思中，主尺度的确定是首要考虑问题。

总体设计的流程图如下：

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