摘 要

本文提出对9500t三峡航运新通道多用途船的设计研究，设计计算了主尺度、型线、总布置、船舶性能和舱容等，并进行静水力曲线及邦戎曲线的绘制，主机功率及螺旋桨的设计计算，各载重状态下的稳性、浮态的计算和校核、风压计算及稳性衡准等。论文通过大量计算数据和图表对上述内容进行计算说明，严格按照《内河船舶法定检验规则（2015）》的相关要求。

关键词：三峡；新通道；９５００t多用途船；型线设计；总布置设计；性能校核。

Abstract

In this paper, the design and research of the multi-purpose vessel of the new channel of the Three Gorges shipping is put forward. The main scale, the profile, the general arrangement, the ship performance and the tank capacity are designed and calculated. The hydrostatic curve and the plot of the Bangong curve, the host power and the propeller The calculation of the load, the stability of the load state, the calculation and verification of the floating state, the wind pressure calculation and stability balance and so on. The paper compiles the above contents through a large number of calculation data and graphs, and strictly follows the relevant requirements of the Inland River Ship Statutory Inspection Rules (2015).

Key word: Sanxia; new channel; 9500t multi-purpose boat; Profile design;

Total layout design; Performance check

目录

摘要 VI

Abstract VII

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2内河多用途船舶的国内外发展概况 1

1.3任务书分析 2

1.3.1基本内容： 2

1.3.1.1航区及用途 2

1.3.1.2 规范及规则 2

1.3.1.3船型、性能及总布置 2

1.3.1.4主机、辅机及燃料 2

1.3.1.5设备 2

1.3.2.要求完成的主要任务： 2

1.3.2.1.进行毕业设计调查。 2

1.3.2.2.根据设计任务书，通过分析，确定船舶主要要素。 2

1.3.2.3.进行型线设计、绘制型线图,计算静水力特性,静水力曲线图及邦金曲线图。 2

1.3.2.4.总布置设计：完成液体舱的舱容要素计算（典型舱〕、纵倾调整，完成设计船总布置图纸。 2

1.3.2.5．性能校核 2

1.3.2.6．其他设备 3

1.3.2.7.撰写文献综述报告 3

1.3.2.8 设计图纸 3

1.3.2.9 阅读与翻译 3

1.3.3技术方案： 3

1.3.3.1调研和收集“9500t三峡航运新通道通航多用途船方案设计”的资料。 3

1.3.3.2做任务分析，找出主要矛盾，确定船型特点及设计思想。 3

1.3.3.3 绘制静水力曲线和绑金曲线或提交计算数据。 3

1.3.3.5.总布置设计 3

第2章 船舶主尺度的确定 4

2.1初步确定主尺度及排水量 4

2.1.1 载重量系数 4

2.1.2.船长L 5

2.1.3.船宽B 5

2.1.4.吃水d 6

2.1.5.型深D 6

2.1.6.方形系数CB 6

2.1.7.棱形系数Cp 6

2.1.8.水线面系数Cw 6

2.2主机选择 6

2.2.1. 海军系数C 6

2.2.2.主机功率Po 7

2.2.3.储备功率P 7

2.3船体重量 7

2.3.1 空船重量LW的估算 7

2.3.1.1船体钢料重量W_H 7

2.3.1.2木作舾装重量Wo 8

2.3.1.3机电设备重量WM 8

2.3.1.4空船重量 8

2.3.2载重量DW的估算 8

2.3.2.1 载货量 8

2.3.2.2 人员与行李 8

2.3.2.3食品与淡水 8

2.3.2.4 备品及供应品 9

2.3.2.5 燃料重量 9

2.3.2.6载重量 9

2.3.3总重力G 9

2.3.4 小结 9

2.4．货舱容积校核 9

2.5主要性能校核 10

2.5.1 稳性校核 10

2.5.1.1空载稳性 10

2.5.1.2满载稳性 10

2.5.2横摇周期校核 10

2.5.3快速性校核 10

2.5.3.1阻力 10

2.5.3.2新主机的选择 11

2.5.4重力浮力校核 12

2.5.4.1船舶的排水量 12

2.5.4.2第二次排水量的计算 12

2.5.4.3误差 12

2.5.4.4修正 12

2.5.5干舷 13

2.6.小结 13

第3章 型线 14

3.1主要型线要素的选择 14

3.1.1菱形系数Cp的选择 14

3.1.2 浮心纵向位置 14

3.1.3水线面系数Cwp 14

3.1.4横剖面面积曲线 14

3.1.5型线 17

3.1.6 螺旋桨和舵的设计 19

3.1.7 中纵剖面图 20

3.2静水力计算 20

第4章 总布置设计 21

4.1 综述 21

4.2 基本要素确定 21

4.2.1 肋骨间距 21

4.2.2 水密舱壁 21

4.2.3 双层底 22

4.2.4主船体舱内的划分 22

4.2.4.1 尾尖舱 22

4.2.4.2机舱部位及长度 22

4.2.4.3 货舱 23

4.2.4.4 首尖舱 23

4.2.4.5 液舱 23

4.2.4.6 燃油舱 23

4.2.4.7 滑油舱和隔离空舱 23

4.2.4.8 压载水舱 23

4.2.5 上层建筑的舱室和通道布置 24

4.2.5.1 船员舱室 24

4.2.5.2 公共舱室及工作舱室 26

4.2.5.3 通道、梯道及出入口的布置 27

4.3 锚泊和系泊设备 27

4.3.1 舾装数计算 27

4.3.2 锚泊及系泊设备配置 29

4.3.2.1 锚 29

4.3.2.2 锚链 29

4.3.2.3 系船索 29

4.3.2.4 锚链舱的要求 29

4.3.2.5 系泊设备布置 30

4.3.3 救生设备 30

4.3.4 消防设备 31

4.3.5 信号设备 31

4.3.6 舵设备 31

第5章 螺旋桨设计 43

5.1 概述 43

5.1.1 螺旋桨的数目 43

5.1.2 螺旋桨的叶数 43

5.1.3 设计图谱的选择 44

5.1.4 已知条件 44

5.1.4.1 船型参数 44

5.1.4.2 主机参数 44

5.1.4.3 推进因子 44

5.2 爱尔法计算有效功率曲线 45

5.3 MAU图谱设计 46

5.3.1 初步设计 46

5.3.2 终结设计 50

5.4 空泡校核 52

第6章 稳性计算书 55

6.1 概述 55

6.2 舱容要素曲线 55

6.2.1 规则液体舱的计算 55

6.2.2 不规则液体舱的计算 57

6.3 浮态调整 58

6.3.1 满载出港 58

6.3.2 满载到港 59

6.3.3 空载出港 59

6.3.4 空载到港 60

6.4 初稳性计算 60

6.4.1 静水力曲线 60

6.4.2 各载况初稳性计算 60

6.4.3 自由液面对初稳性的修正 61

6.5 大倾角稳性 62

6.5.1 稳性插值曲线 62

6.5.2 横摇角计算 63

6.5.3 进水角和极限静倾角 63

6.6 静稳性计算 65

6.6.1 自由液面横倾力矩 65

6.6.2 静稳性臂计算 65

6.7 动稳性计算 67

6.8 最小倾覆力臂 69

6.9 风压倾侧力臂 69

6.10 全速回航倾侧力臂 69

6.11 稳性校核 70

第7章 吨位丈量估算书 71

7.1 主要参数 71

7.2 总吨位 71

7.2.1 主甲板以下所有围蔽处所的型容积V1 71

7.2.2 主甲板以上所有围蔽处所的型容积 V2 72

7.2.3 主甲板以上应计入的固定载客的开敞处所的容积V3 72

7.2.4 主甲板以上应计入的固定载货的开敞处所容积V4 72

7.3 总吨位计算 73

7.4 净吨位 73

第8章 干舷计算书 73

8.1 主要参数 73

8.2 干舷计算 74

8.2.1 基本干舷 74

8.2.2 型深对干舷的修正 74

8.2.3 舷弧对干舷的修正 74

8.2.4 舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正 75

8.2.5法规要求最小干舷 76

8.2.6 干舷衡准 76

结束语 77

参考文献 78

第1章 绪论

本文按照《内河船舶法定检验技术规则（2015）》、《钢制内河船舶建造规范（2016）》等规范进行大量的数据和计算，对9500DWT三峡航运新通道多用途船的方案设计进行整体设计。

1.1目的及意义

三峡大坝工程蓄水后，极大改善了长江三峡航段的航行通航条件。然而，近年来三峡船闸却成为制约长江航运的瓶颈。随着近年我国经济的飞速发展，我国中西部地区的货运需求大幅度增长，长江船舶货运量也随之迅速增长。三峡船闸通航形势日益紧迫，大量船舶长时间等待过坝，通航能力严重不足。航运量在不断增长，三峡船闸的额定年通过量已经提前达到，三峡通航正面临严峻的考验。

三峡新通道可提升长江干线整体通过能力；促进港口转型升级；促进船舶向标准化、大型化、专业化发展，实施三峡过闸新通道建设工程，有利于促进船舶向标准化、大型化、专业化发展，有利于推广运用新船型，提高现有船闸通行能力，加快船舶运力结构调整，促进“江海直达”等新船型的研发；推动绿色低碳航运发展。

船型是确定船闸尺度的关键要素，是船闸通过能力的重要影响因素,合理的船型不仅能减少能耗，降低运输成本，还有利于节约资源、能源，减少环境污染。三峡成库后，库区航道条件得到根本性改善，过闸船舶数量不断增多，货船平均载重量吨位不断提高，船舶大型化已成为长江航运的主潮流。因此本文提出对9500t多用途船的设计研究。

1.2内河多用途船舶的国内外发展概况

当前三峡船舶船型标准化建设面临瓶颈，制约了船舶运输效率的提升。三峡大坝建成时，其管理公司基于过坝效率最大化原则，制定了若干的船舶标准，新的船舶标准提升了船闸对干散货船的通过能力，但是对重心高的船舶，如滚装船、集装箱船，既没有提高船闸的通过能力，又降低了船舶有效载货量，导致船舶过坝效率并不高。开展三峡新通道与三峡船舶新规范研究，有助于推动 “一带一路”和“长江经济带”两大国家战略，更好地发挥连结点的枢纽作用。国家“十三五”规划中正式提出了“推进三峡枢纽水运新通道建设，完善三峡综合交通运输体系。”新通道将改善船闸通过量不足的问题，提升三峡航段的货运量，有力推动交通物流业发展。

近目前长江干线的主力船型为散货船、液货船、集装箱船、商品车船。经过分析三峡新航道的货运种类及其货运量，发现散货占大多数，同时随着经济结构的转型，可预期集装箱船将会有较大发展，因此决定多用途船以散货为主，兼运集装箱以获得更大的经济效益。

1.3任务书分析

1.3.1基本内容：

1.3.1.1航区及用途

本船主要航行于长江干线重庆以下航域，并适合于规划中的三峡新通道的多用途船型，航线和设计航区经调研后确定。

1.3.1.2 规范及规则

本船按“ccs”有关规范入级、设计和建造。

1.3.1.3船型、性能及总布置

1） 船型、载货量与积载因数

本船为钢质、单甲板、双机、双桨、柴油机驱动的多用途船，要求设计载货量 95000t。

2）航速：本船在静深水中、风力不超过蒲氏3级时的满载试航速度不低于18km/h,续航力不小于3000 km，或经调查后自行确定。

3）船员编制及配置：船员人数按需要及调查后自定，室内设施按舱室设备规范配置。

1.3.1.4主机、辅机及燃料

主机、辅机型号与功率有设计者按设计要求自行选定。

1.3.1.5设备

锚、系泊、舵、起货、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。

1.3.2.要求完成的主要任务：

1.3.2.1.进行毕业设计调查。

1.3.2.2.根据设计任务书，通过分析，确定船舶主要要素。

1.3.2.3.进行型线设计、绘制型线图,计算静水力特性,静水力曲线图及邦金曲线图。

1.3.2.4.总布置设计：完成液体舱的舱容要素计算（典型舱〕、纵倾调整，完成设计船总布置图纸。

1.3.2.5．性能校核

1）稳性计算：按法规要求进行完整稳性计算

2）快速性计算：功率，螺旋桨计算书及预报航速

3）最小干舷和吨位计算

1.3.2.6．其他设备

完成舾装数计算；锚、系泊、舵、起货、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；确定舵的尺度要素。

1.3.2.7.撰写文献综述报告

编写设计报告，字数要求不低于1万字；所涉及参考文献不低于10篇，其中外文文献不少于5篇。报告格式应符合“武汉理工大学本科生毕业设计（论文）撰写规范（理工类）”的要求。

1.3.2.8 设计图纸

1.3.2.9 阅读与翻译

1） 阅读有关文献。

2） 翻译与设计任务有关的文章，字符达2-3万。

1.3.3技术方案：

1.3.3.1调研和收集“9500t三峡航运新通道通航多用途船方案设计”的资料。

1.3.3.2做任务分析，找出主要矛盾，确定船型特点及设计思想。

1.3.3.3 绘制静水力曲线和绑金曲线或提交计算数据。

按型船改造，图谱或者自行设计等方法，进行型线设计（利用CAD制图，必要时可采用3D建模），利用stab软件进行静水力计算，绘制静水力曲线和邦容曲线或提交计算数据。

1.3.3.5.总布置设计

完成液体舱的舱容要素计算、纵倾调整，完成设计船总布置图纸。
1.3.3.6.性能校核

1）稳性计算，按法规要求进行各种状态的完整稳性计算。

2）快速性计算：功率、螺旋桨计算书及预报航速。

3）最小干舷和吨位的计算。

1.3.3.7.其他设备

完成舾装数计算;锚、系泊、舵、起货、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需求配置；确定舵的尺度要素。

第2章 船舶主尺度的确定

2.1初步确定主尺度及排水量

2.1.1 载重量系数

表2.1 型船载重量系数

满载排水量△	空船排水量LW	载重量系数eta;
7592.66	1489.35	0.803843
6837.43	998.98	0.853895
6528.7	1053.7	0.838605
5920.55	1356.4	0.7709