33的1000吨级江海直达货船设计

目录

一、船舶设计任务书及其分析„„„„„„„„„„„„ （1）

1、1000吨级江海直达货船设计技术任务书„„„„„„„„ （2） 2、任务书分析与方案构思„„„„„„„„„„„„„„„ （2）

二、主尺度论证„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ （3）

1、母型船资料 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ （3） 2、主尺度初选„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ （4） 3、性能校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ （5） 4、主尺度论证小结„„„„„„„„„„„„„„„„„„ （8）

三、总布置设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ （8）

1、总布置设计原则与步骤„„„„„„„„„„„„„„ （8） 2、总体布局区划„„„„„„„„„„„„„„„„„ （9）

3、重量重心估算与纵倾调整„„„„„„„„„„„ （12） 4、总布置草图设计绘制过程与方法„„„„„„„„ （13）

四、课程设计小结„„„„„„„„„„„„„„„ （14）

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一、船舶设计任务书及其分析

1、1000吨级江海直达货船设计技术任务书

（1）航区、航线: 本船航行于长江中下游至我国东南沿海各中小港口，稳性满足Ⅱ类航区要求；

（2）用途: 主要运输钢材、煤炭、建材、黄砂、矿石等散、杂货，也可装载20英尺集装箱；

（3）船型与船级:本船为钢质单甲板、方尾、单桨、柴油机动力尾机型货船；按ZC《钢质海船入级和建造规范》设计，本船船体结构、性能、舾装设备等均应满足ZC有关规范对江海航区船舶的要求。 （4）主尺度: 设计吃水T ≯3.6m；

（5）装载要求: 货舱舱容Vc≮1500 m3 ，设计吃水(T)时的载货量≮1000t； （6）主机、航速与续航力:

本船主机为6300ZCD,发出额定功率600马力、400 r/min时的新船满载试航速度≮10 Kn，本船续航力≮2000n mile，自持力为15d ； （7） 船员定额及舱室要求:

船员20人，其中，单人间不少于4间，其余为双人间，舱室设备配备符合相关规范要求。

2、任务书分析与方案构思

根据船舶设计任务书，本船应为散、杂、集装箱多用途，着力提高经济性；并保证船舶的装载量和航速要求。

本船为江海直达船，航行于我国沿海及长江中下游各港口，要满足《钢质海船入级和建造规范》的要求，需要协调许多矛盾：

（1）协调内河与海洋的吃水变化；

（2）协调内河船舶回转性与海船直稳性之间的矛盾； （3）协调船舶稳性与横摇之间的矛盾； （4）协调船舶强度与经济性之间的矛盾等等。 船型方案的初步构思： （1）船型

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本船可采用前倾首（或球首），尾部采用方尾和球尾。 （2）主尺度

采用变吃水以提高经济性，船长和方型系数满足快速性、经济性要求，

船宽满足总布置、稳性和横摇要求，型深满足舱容和干舷要求。（3）总布置

参考母型船进行纵向、竖向区划，保证货舱舱容、集装箱装载、船舶

性能以及结构工艺性。（4）结构形式

采用双层底、首尾部横骨架式，货舱区域纵骨架式；L/D≯15,B/D≯2.5以保证结构强度；全船采用统一肋距S=600mm 。 （5）舾装

锚泊设备、救生设备、消防设备、信号设备等按有关规范规定配置。

二、 主尺度论证

1、母型船资料

708所1200吨级江海直达货船： 总长 LOA 62.85m 设计水线长 LWL 60.22m 垂线间长 LBP 58.00m 型宽 BM 11.60m 型深 D 5.00m 设计吃水 T 3.60m 载重量 DW（T/TS） 1180/1500 t

设计排水量 △ 1812t

方形系数 Cb 0.744 浮心纵坐标 Xb 1.015m 首舷弧 0.25m

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尾舷弧 0.60m 梁拱 0.25m 肋距 0.60m 上甲板距艇甲板 2.40m 艇甲板距驾驶甲板 2.30m 驾驶甲板距罗经平台 2.20m 船员定额 24人

主机：6300ZCD, MCR--- 600ps×400rpm 齿轮箱速比 i = 2.0 满载试航速 9.8 Kn 空船重量 662 t 空船重心XGL －4.98m

2、主尺度初选

排水量估算

由母型船资料计算ηdwo = DWo/△=1180/1812=0.65 则 △=1000/0.65=1538t

（1）船长L；

母型船资料: L0=58m, VK0=10kn, 0=1812t

1由诺吉德公式计算母型系数K= ○

L058==2.223 1/31/31/31/3VK009.818121/3 L=K×VK×1/3=2.223×101/3×15381/3=55.28m

2由巴士裘宁公式L=7.2×(○

VK21/3102)15381/3=57.7m )=7.2×(102VK2 考虑船舶经济性实取LBP=56m 则LWL=1.03LBP=58m （2）方形系数Cb Fr=

0.5144VKgLWL=

0.5144109.8158=0.22

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Cb=1.08-1.68Fr=1.08-1.68×0.22=0.7104 （3）吃水T

根据设计任务书取T＝3.6 （4）船宽B

B=△/ρKLTCb,附体系数K=1.006

代入可得B=△/ρKLTCb=1538/(1.006×56×3.6×0.7104)=10.7m （5）型深D

按规范,双层底中桁材的高度在任何情况下不得小于0.7m,且不得小于按

下式计算所得之值:

hd=(25B+42T+300)mm=(25×10.7+42×3.6+300)mm=718.7mm 设计船考虑施工方便,以及压载水舱容积的要求,取hd=800mm D=(O.8+5-1)=4.8

并且L/D=56/4.8=11.67＜15 B/D=10.7/4.8=2.23＜2.5 满足强度要求

3、性能校核

（1）重量校核

根据华中科技大学1200/1500吨江海直达货船的资料取 钢料重量系数Ch=0.23 舾装重量系数Cf=0.23 机电重量系数Cm=0.23t/KW

①钢料重量

Wh=Ch×ρKLBPBTCb=0.23×1×1.006×56×10.7×3.6×0.7104=3t ②舾装重量

Wf=Cf×ρKLBPBTCb=0.045×1×1.006×56×10.7×3.6×0.7104=69t ③机电重量

Wm=CmP=0.218×0.7355×600=96t

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④空船重量

LW=1.03(Wh+Wf+Wm)= 1.03(3+69+96)=535t ⑤载重量DW=1079.33t

⑥排水量△＝LW+DW=535+1000=1535t与1538t相差不大,故不需要进行调整。

（2）DW分项计算

W人员,行李=0.12×20=2.4t

W粮食,淡水 =0.135×15×20=31.05t

W燃油 =0.001×g0PSR/VS=0.001×(1.15g0)PSR/VS

=0.001×1.15×0.238×600×0.9×2000×1.2/9=39.4t 实取W燃油 =40t

W滑油 =4%W燃油=1.6t

W供应品=0.8%LW=0.8%535t=4.28

载重量常数∑DWC =2.4+31.05+40+1.6+4.28=79.33t

货物重量Wc=1000t

载重量DW=Wc+∑DWC=1000+79.33=1079.33t （3）初稳性和横摇周期校核

GM=Zb+r-Zg=a1T+a2B2/T-ξD

Cw=0.408+0.577Cb=0.408+0.577×0.7104=0.818 a1=(2.5-Cb/Cw)/3=(2.5-0.7104/0.818)/3=0.38

2a2=11.4×C2w /Cb=11.4×0.818/0.7104=0.0826

ξ由母型船资料得ξ=0.7

则GM=a1T+a2B2/T-ξD=0.38×3.6+0.082610.72/3.6-0.7×4.8=1.21m

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T =0.58（4）航速校核

2B24ZgGM10.7243.362=0.58=6.9s

1.21 ①海军系数法:

32/3320/3VK18129.80 海军系数C由母型船资料得C===233.15

600P02/3VKPC600233.15 由P=→VK=32/3=3=10.1kn＞10kn

C15382/3②瓦特生法: 由P=

30.7722/3VK[403L400(K1)212Cb]61 150001.81NL 式中K=Cb+1.68Fr=0.7104+1.68×0.22=1.08

30.77215382/3VK[40则0.7355×600=

56400(1.081)2120.7104]61

150001.8140056既441.3=0.3555Vk3,可得Vk=3航速满足要求。

（5）舱容校核

441.3=10.75kn＞10kn

0.3555仓容VC=KclCB(D-hd)=Kc[LBP-(lf+la+lm)]B(D-hd) 由规范知0.05L＜lf＜0.08L即2.8m＜lf＜4.48m 0.05L＜la＜0.07L即2.8m＜la＜3.92m

lm参考母型船取lm=9m

则取仓容系数Kc＝0.55, lm=9m, lf=3.5m, la=3.9m, hd=0.8m VC=KclCB(D-hd)=Kc[LBP-(lf+la+lm)]B(D-hd)

=0.55×[56-(3.5+3.9+9)] ×10.7×(4.8-0.8)≈1518m3＞1500m3 则仓容满足要求。 （6）浮心纵坐标

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xb=bL=

xb01.01556=0.98m L=58L0（7）空船重心xgl=gL=

xgl0L0L=4.9856=-4.81m 584、主尺度论证小结

设计水线长 LWL 58.00m 垂线间长 LBP 56.00m 型宽 BM 10.70m 型深 D 4.80m 设计吃水 T 3.60m 载重量 DW 1079t

设计排水量 △ 1538t

方形系数 Cb 0.7104 浮心纵坐标 Xb 0.98m

主机：6300ZCD, MCR--- 600ps×400rpm 齿轮箱速比 i = 2.0 满载试航速度 10.1Kn 空船重量 535t 空船重心 XGL －4.81m

二、 总布置设计

1、总布置设计原则与步骤

所谓总布置设计，是以满足船东提出的使用要求和航行性能为前提，合理经济的确定新船政体布置的工作，具体的说，就是要完成新传总布置图的设计与绘制。船舶总布置图一般包括侧面图、各层甲板、舱底平面图及平台平面图。

总布置设计时船舶设计中极为重要的一环。总布置设计的好坏对船舶的使用效能与经济性、航行性能与安全性以及结构工艺性都有直接的影响；同时，总布置设计与型线设计一样，会影响全局，是后续设计绘图与计算工作的主要

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依据。

在总布置设计中，除了注意各类船舶布置上的特殊要求外，一般都应遵循下述基本原则：

1最大限度的提高船舶的使用效能； ○

2保证船舶的航行性能； ○

3满足各有关规范、规则及公约的要求； ○

4便于建造、检查、维修及设备的更换，船上各处所应有良好的可达性。 ○

5舱室布置时，要努力改善船员与旅客的工作和生活条件。 ○

6在经济使用的前提下，注意外部造型与内部装潢，给人以“美”感。 ○

总布置设计一般分为两步进行：第一步，在调查研究和分析母型船资料的基础上，根据新船的使用特点和技术任务的要求，确定船舶主尺度并进行总布置草图设计；第二步，根据方案审查的意见，修改总布置并进行草图的深化细化工作。

总布置设计的工作内容主要包括： （1）主船体与上层建筑的总体区划； （2）纵倾调整；

（3）梯口与通道的规划、舱室布置； （4）舾装设备的选型与布置。

2、总体布局区划

[1]、船主体与上层建筑的区划

（1）尺度：本船上层建筑分三层，分别是上甲板、救生艇甲板、驾驶甲板，其中艇甲板和起居甲板是相连的。

各甲板间高度分别为:上甲板至救生艇甲板2.40m 救生艇甲板至驾驶甲板2.35m 驾驶甲板至罗经甲板2.20m 各甲板室长度分别为：上甲板室17.81m

起居甲板室6.49m 驾驶甲板室6.60m

（2）首楼：作为单甲板船，为防止甲板上浪和储备浮力的增加，设计了首楼，首楼高度依据公式：

hs=56L(1561.36L1.36) =5656(1mm=2723.88mm )5000.680.71045000.68Cb华中科技大学文华学院 07船舶2班 易杉 070305021125 - 9 -

本船取2.8m

（3）首尾悬弧高：首悬弧高取0.25m，尾悬弧高取0.6m。

（4）通道与楼梯布置：依据相关的规范进行布置，同时考虑到方便、安全的原则。

在主甲板上，将通道和楼梯布置在船的两侧，这样，一方面选取了最近的路线，另一方面，在发生危险时便于立即逃生。

在艇甲板上，起居室出来有两条通道，便于人员的出入，而从楼梯下来又刚好走到两艘机动型救生艇，便于海难时及时行动。另外，艇甲板与主甲板之间也有一条通道。

起居甲板与主甲板之间有一条通道，同时与驾驶甲板间也有一条，方便人员的出入。驾驶甲板两侧也设置了楼梯，便于工作人员登上罗经甲板进行工作。 首楼甲板的两侧也布置了同向主甲板的楼梯。考虑到人员的安全，将所有的楼梯都设计了扶手。 （5）、机舱棚

为了减小主机噪音，为船员创造更为舒适的生活环境，特别设计这样的设施来减少噪音和通风散热。

[2]、舱室的分类与布置

1、总体布局的规划 （1）、水密舱壁

参考母型船情况，从主尺度论证的数据出发，设计出五个水密舱壁，自尾至首分别是舵机舱、艉尖舱、机舱、第二货舱、第一货舱、艏尖舱。五道舱壁都设置在肋骨上。 （2）、主船体划分

舵机舱 3.2m 尾-3# 艉尖舱 2.4m 2#-6# 机舱 9.0m 6#-21# 第二货舱19.8m 21#-# 第一货舱19.8m #-84# 艏尖舱 3.5 84#-首 （3）、双层底

依据《海规》

hd=(25B+42T+300)mm=(25×10.7+42×3.6+300)mm=718.7mm 设计船考虑施工方便,以及压载水舱容积的要求,取hd=800mm （4）、油水舱分布

在双层底中设置燃油舱、滑油舱、淡水舱各一个，尺寸如下： 滑油舱 3.6m 9#-12# 燃油舱 4.8m 21#-29# 淡水舱 4.8m #-62# 2、舱室布置 （1）、居住舱室

设有单人间10间，双人间5间

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生活舱室的尺寸要依据相关规定确定。一方面，作为货船，对船员的生活条件要求相对较低；另一方面，还要尽量考虑到船员工作和生活的环境的经济性和舒适性。 （2）、公共处所

设有餐厅、厨房各一间。 （3）、卫生设备

设有厕所两间，浴室一间。 （4）、各舱室的具体布置情况

⑴、主甲板：设5间双人间，可供10人居住，浴厕、餐厅、厨房各一间。○

居室都设有单人床、桌子、衣柜和洗脸池。

2、救生艇甲板：设有五个单人间，可供5人居住，并设有厕所，靠近两○

舷处设有13人机动救生艇各一个。

3、驾驶甲板：设有驾驶室、海图室、蓄电池室、变流机室、报务员室、○

报务室，房间内设有桌椅和各种相关设施。

4、首楼甲板下：设有贮物舱室、油漆灯间、锚机控制室、锚链仓、木工○

工作室，充分利用空间。 3、货舱开口 （1）、货舱口

设计货舱口的时候，要考虑到结构强度的因素，在《海规》中对此也有详尽的规定，要求：b/B<0.6,L/Lc<0.7

B为船宽，b为开口宽，L为开口长，Lc为货舱长

设计货舱开口尺寸为：10.8×5.8（m） （2）、舱口盖

主要依据集装箱的尺寸来确定（6.058×2.438×2.438m），尽量为其整数倍。 舱口盖尺寸为：11.4×6.4（m），舱口盖高0.35m。 （3）舱口围板高度

对于中小型海船来说，舱口围板高度一般取在0.6～0.9m之间，本船实取0.8m 4、舷墙高度

舷墙高度一般不小于1.0m，本船实取1.0m。 5、其他

船上的部分细节，如桅杆、锚机、导航设备的具体设施仅供参考。

[3]、总布置小结

首舷弧 0.25m 尾舷弧 0.60m 梁拱 0.25m

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肋距 0.60m 上甲板距艇甲板 2.13m 艇甲板距驾驶甲板 2.35m 驾驶甲板距罗经平台 2.20m 船员定额 20人

3、重量重心估算与纵倾调整

船舶在各种装载状态下的浮态（指首、尾吃水与纵倾）对船舶快速性与安全性有较大影响。一般在完成了总体布局区划后即要对船的浮态进行计算，根据计算结果调整总布置，直到浮态满足要求为止。 （1）空船重量重心的估算

由于设计船与母型船沿船长方向的重量分布相似，机舱部位相近，故可以直接用母型船的系数换算。

母型船要素如下：

LBPL=58m,B=11.6m,T=3.6m,D=5.0m,LW=612t, XGL=-4.98, ZGL=3.36 故空船重心xgl=gL=

xgl0L0L=4.9856=-4.81m 58而空船重量为：LW=1.03(Wh+Wf+Wm)= 1.03(3+69+96)=535t （2）全船重量重心估算

按总布置图分项估算：

①空船 m1=535t X1=-4.81m Z1=3.36m ②船员行李 m2=2.4t X2=-16.9335m Z2=6.557m ③燃油 m3=40t X3=-14.2m Z3=0.4m ④滑油 m4=1.6t X4=-22.9m Z4=2.1m ⑤粮食 m5=1.05t X5=-25m Z5=4.34m

6淡水 m=30t X=7.1m Z=0.4m ○6667备供品 m=4.28t X=25.4m Z=6.06m ○777华中科技大学文华学院 07船舶2班 易杉 070305021125 - 12 -

8货物 m=1000t X=4.7m Z=2.8m ○888汇总如下表： 项目 Wi Xi Zi WiXi WiZi 535 空船 -4.81 3.36 -2573.35 1797.6 燃油 40 -14.2 0.4 -568 16 滑油 1.6 -22.9 2.1 -36. 3.36 船员行李 2.4 -16.9335 6.557 -40.04 15.7368 粮食 1.05 -25 4.34 -26.25 4.557 淡水 30 7.1 0.4 213 12 供应品 4.28 25.4 6.06 108.712 25.9368 货物 1000 4.7 2.8 4700 2800 求和 1614.33 1.101 2.6 1777.4316 4675.1906 通过上述表格计算得重心在中前1.101ｍ，即1.967％L

|Xg- Xb|=1.101-0.98=0.121=0.216%L＜1%L,故不需要进行纵倾调整。

4、总布置草图设计绘制过程与方法

（1）选比例、定图幅与布局

在本船总布置绘制过程中取比例为1：100

布置时，侧视图由基线、各层甲板线、中心线及设计水线定位；0#定在舵杆中心线钱0.3m处,肋位号自尾向首排列；先画边框线和标题栏，再布图。 （2）侧视图

1绘制船底线及首尾轮廓线 ○

2绘制主甲板边线 ○

3绘制舱壁线 ○

4绘制主甲板上层建筑 ○

5绘制驾驶甲板 ○

6参照母型船绘制主要舾装构件 ○

（3）参考侧视图绘制驾驶甲板、救生艇甲板及主甲板 （4）加注必要的文字标注

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（5）标明船舶的主要要素和总布置图的标题栏

四、课程设计小结

本船参照母型船设计,在设计过程中充分利用母型船资料,利用母型船资料计算出对应的系数,从而算出设计船的尺寸与数据。

在绘制总布置图时，母型船的船宽比设计船的船宽要宽,且母型船的船员定额为24人,而设计船的船员定额为20人,所以在船员房间布置时在母型船的房间布置的基础上做了一定的修改。

在设计过程中，对主尺度的选取方法与计算过程更加熟练，并且对很多公式的用法掌握的更加牢靠。在绘制总布置图时，熟悉船舶布置的基本原则、步骤及布置内容；掌握了课堂学习中不熟悉的地方，如：舱壁的布置，上层建筑尺寸的确定，梯道的布置规则；并且对船舶CAD制图的操作更加熟练。最后，在做纵倾调整时，利用表格计算重量重心，并分析设计船舶是否需要进行纵倾调整。

在设计过程中遇到的困难与出现的错误都在老师细心的指导下完成并改正，对《船舶设计原理》全书的理解更加系统化，更加深入完善，加深了对基本理论知识的理解与应用,培养了自己发现问题与解决问题的能力,并对船舶专业更加有兴趣。

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