1、I20M双体搜救船总体方案设计及快速性计算摘要本课题为设计一艘20M双体搜救船,设计主要内容为主尺度论证、总布置设计、三维建模、型线设计、稳性校核、快速性计算及螺旋桨设计。确定双体搜救船的航区,航速等之后,进行双体搜救船的主尺度论证，根据主尺度进行双体搜救船的总布置设计，在总布置设计中参照母型船进行设计改造。接着使用MAXSURF的MAXSURFPRO模块进行三维建模、光顺模型，然后导出型线,进行型线的完善。之后通过MAXSURF的HYDROMAXPRO模块进行静水力的计算以及大倾角稳性的校核。最后利用MAXSURF的HULLSPEED模块进行快速性计算，进而进行螺旋桨的设计。关键词双体搜救船
2、，总布置，三维模型,型线，静水力，螺旋桨IITHEDESIGNOF20MCATAMARANRESCUEVESSELSANDFASTCALCULATIONABSTRACTTHETOPICFORTHEDESIGNOFA20MCATAMARANRESCUEVESSELS,THEDESIGNOFTHEMAINCONTENTSOFTHEMAINSCALEDEMONSTRATION,THEOVERALLLAYOUTDESIGN,THREEDIMENSIONALMODELING,MODELDESIGN,CALIBRATIONSTABILITY,QUICKCALCULATIONANDPROPELLERDESI
3、GNTWINHULLVESSELTODETERMINETHEAIRCRAFTSEARCHANDRESCUEAREA,AFTERTHESPEED,ETCTOCARRYOUTSEARCHANDRESCUEBOATCATAMARANSCALEDEMONSTRATIONOFTHELORD,ACCORDINGTOTHEMAINSCALESEARCHANDRESCUEBOATCATAMARANTOTHEOVERALLLAYOUTOFTHEDESIGN,LAYOUTDESIGNINTHELIGHTOFTHEOVERALLHOMEBASEDTRANSFORMATIONOFSHIPDESIGNTHENUSETH
4、EMAXSURFPROMODULEMAXSURFTHREEDIMENSIONALMODELING,SMOOTHINGMODEL,ANDTHENEXPORTTHEPROFILETOCARRYOUTTHEPERFECTLINESAFTERTHEADOPTIONOFTHEMAXSURFHYDROSTATICHYDROMAXPROMODULESASWELLASTHECALCULATIONOFLARGEANGLESTABILITYCHECKFINALLY,THEMAXSURFRAPIDHULLSPEEDCALCULATIONMODULE,WHICHCARRIEDOUTTHEDESIGNOFTHEPROP
5、ELLERKEYWORDSCATAMARANRESCUEVESSELSGENERALARRANGEMENTTHREEDIMENSIONALMODELLINESHYDROSTATICPROPELLERIII目录一选题背景111太湖环境介绍112船型选择213存在的技术问题214国内外的研究情况及双体船的发展前景3二主尺度论证421设计任务书的分析422根据母型船估算排水量、主尺度、空船重量5221主尺度初选5222船型系数的初选6三双体搜救船总布置设计1031概述1032总体区划10四双体搜救船三维建模及型线1341基于MAXSURF建模及改造13411MAXSURF简介13412使用MAXSU
6、RFPRO模块，对数据预处理、建立TXT标记点文件1342使用MAXSURF改造设计1943型线完善23五螺旋桨设计及性能计算245120M双体搜救船螺旋桨设计书2452性能计算30521概述30522静水力计算30523大倾角稳性的计算33六船体说明书39七总结42致谢43附录44参考文献451一选题背景1太湖环境介绍太湖是我国著名的五大淡水湖之一，岸总长405公里，湖泊面积24278KM2,湖区有52个岛屿，是典型的浅水型湖泊。苏州市管辖的湖泊面积1600平方公里，约为太湖总面积的三分之二。太湖沿岸入湖口众多，可供船舶航行的航线包括太湖航线、芜申线、苏西线等在内多达15条，航程200余公里
7、。随着环太湖特别是苏州市经济的高速发展，湖上航行船舶和货运量呈现快速增长的势头，湖区船舶日流量逾千艘，货物流通增速强劲，太湖成为流域地区重要的水上交通走廊，这对区域的经济发展和城市建设、对沿岸旅游资源的开发、环太湖和苏州区域经济的发展都起到了积极的作用。从古至今，太湖的水上养殖、捕捞、航运及水上旅游观光事业十分发达。但由于其自然环境十分复杂，在恶劣的气候条件下，特别是大风季节，湖面上波浪滔天，浪高可达到1米以上。而且由于太湖水浅，平均水深仅12M，在大风季节容易形成“浅水波”。浅水波的特点是浪高且陡，俗称“浪硬”，这种波浪对在湖面上航行和作业的船只极具伤害性。因此，太湖也是水上事故高发地区，轻
8、则人身和船只遭受伤害，重则船毁人亡，严重地影响到了一方人民的安全，也会给建设和谐社会画上不协调的音符。因此提高太湖搜救能力，确保太湖水域航行安全已引起各级政府部门的高度重视，太湖搜救中心已获省市人民政府批准建设。目前，规划定点选址工作已完成，初步方案设计正在进行之中。另有西太湖二处避风港建设已进入方案设计阶段，期盼几十年的现代化多功能的太湖搜救中心不久将成为现实。苏州市城区地方海事处作为处理辖区水上事故的职能部门，深感肩上责任重大，但面对目前较低的太湖搜救能力却感到十分无奈。其中主要原因是现有的搜救船只老化，性能落后，很难满足搜救工作的需要，现有的搜救船航速低，仅为15公里/小时左右，稳性差，
9、抗风浪能力低，吃水偏深且船载设备陈旧简陋。在实施搜救时，由于搜救船吃水深，不能接近事故船，往往搜寻到正在下沉的船舶，遇险船员在棚顶呼救而搜救人员无法靠近沉船，有时只能采取冒险行动；二是由于搜救艇航速低，不能在最短的时间内到达事故现场，错失救助良机，特别时大风严冬季节，遇险船员浸泡在水中几个小时，往往被冻死而非被淹死；三是由于现有搜救船适航性差，遇上恶劣的气候，非但不能有效地完成搜救任务，连自身脱险安全回航都得不到保证。因此，开发研制新型的太湖搜救船型已迫在眉睫。新型太湖搜救艇采用双体船型，由两细长片体和连接桥架构成，该船型具有稳性好，吃水浅，航速快，抗风浪能力强及操纵灵活方便，且甲板面积大等特
10、点，其优良的快速性、耐波性和操纵性能在确保安全的情况下大大增强其机动性，可克服太湖恶劣环境，在第一时间内到达事故现场。新型搜救船2拟配置GPS卫星导航测速定位系统、大功率远光搜索灯、摄像远程传输系统等先进装备，必将大大提高太湖搜救工作的能力和效率。该新船型不但可作为太湖搜救艇的更新换代产品，也为“现代海事”、“数字海事”的建设打下坚实的基础。2船型选择本文选择双体搜救船，它有以下优点1高速性瘦削船型对高速时的阻力和耐波形的改进都很有利，特别是深V船型，但单体快速船长宽比过大和过于瘦削的船型会引起横稳性下降、操纵性变坏、波浪上纵向弯矩增加以及对舱容和布置有碍等一系列问题，双体船很好的解结了这些问
11、题，并且在速度上获得了保障。2稳性好双体船有两个分得较开的片体，使水线面的横向惯性矩大大增加，所以复原力矩很大，稳性好，抗风力强。大风时期可较其它船种更易维持正常交通和工作。对搜救工作非常有利，同时对于被搜救人员也有很好的保护。3甲板面积大同等的排水量下其甲板面积和上层建筑使用面积比单体船约大2040。4操纵性好在满足同样使用要求下，双体船船长较单体船短，水下侧面积小，加上两桨距、舵间距较大，使船能获得很好的操纵性能。实船证明双体船还具有良好的航向稳定性。5推进效率高由于双体船桨叶往往置于有利的尾部伴流中，附体阻力较一般双桨单体船低1520。两桨间的相互干扰由于船体间距的拉开而有所减少。双体船
12、的每个片体可视作单桨船，可以获得较高的推进率。3存在的技术问题1载重系数低双体船的自重较大，其载重系数较单体船低。2结构复杂双体船的二个片体靠连接桥连接，连接桥的受力情况较复杂，为保证连接桥有足够的强度，船体与它连接部位的结构须加强，计算也较复杂。33横摇加速度较大双体船的横摇周期短，一般在46秒。在横摇时舷边将产生较大的横摇加速度，可达025G。这样大的舷边加速度对旅客是不舒适的，对舷边作业也带来不便。4由于双体船总长和总宽相差不大，使得双体船的纵摇与横摇周期比较接近，当船受到横浪作用时，将会产生纵横摇的复合摇摆运动，因而有较大的线加速度，使船抵挡横浪影响的能力较差1。5采用螺旋桨推进方式的
13、高速双体船，尾部兴波较大，主机轴线与船体基线形成相当大的夹角，造成较大的尾浪。6连接桥底部离开水面高度不大，在内河浅水航道吸底严重。4国内外的研究情况及双体船的发展前景近年来，高速双体船在我国得到了迅猛发展。我国也有很多部门正在进行高速双体船的设计与研制，多半用于短途客运。由于其高速、经济、舒适的特点，很受航运部门欢迎，特别是能用于其他运输工具（如飞机）不易达到的航线，但须改善风浪中的耐波性，如扭摇现象等。现在国内外都在利用各种高性能船舶的特殊技术进行杂交，从而派生出各种新型高性能船舶，使小水线面水翼船、双体水翼船、双体穿浪船、双体气垫船、气垫水翼双体船等相继问世。可以预言，在未来高性能船的发
14、展中，双体船技术将越来越扮演重要的角色。4二主尺度论证1设计任务书的分析1任务与航区本船为航行于太湖湖区的国内双体搜救船，航区为内河B级。2船型采用钢质双体船型，双机双桨。3船级满足中国船级社颁发的有关规范要求如钢质内河船舶建造规范,内河高速船入级与建造规范等4主机型号自选5主尺度范围及技术任务指标船长20M平均吃水T12M乘员10人船员及服务员4人续航力8小时航速静水中蒲氏风级不超过3级时,试航速度FN不小于07。6设备采用悬吊式流线型平衡舵装置，设燃油辅锅炉提供全船热水及冬季暖气锚泊,消防,照明,通讯与导航设备按有关规范和需要配齐。根据设计任务书选择高速双体母型船如下双体高速母型船主尺度及
15、船型系数如下总长LOA（M）2035设计水线长LWL（M）184型宽B（M）60片体宽B（M）18片体水线宽BW（M）16片体中心距2CO（M）42型深H（M）155吃水T（M）096型排水量（M3）2436空船重量（T）1817方形系数CB0437舯剖面系数CM0656棱形系数CP06665浮心纵向位置XCB（L）381航速35KM/H主机功率转速205KW2100RPM2根据母型船估算排水量、主尺度、空船重量1主尺度初选1）船长L任务为20M双体船的设计，故船长定为20M，水线长初步定为19M。2）片体宽B本船属于高速双体船，取FN075，适当加大片体宽度和减小吃水及船长，以争取较小湿表面
16、积和降低空船重量是恰当的，一般取L/B812，用排水体积长度系数310L反映高速双体船阻力性能要比L/B更确切，因为它既考虑船长因素，又体的瘦削程度。取L/B102，则B186（M）3）型宽BK/B对干扰阻力的影响随航速的增大而逐渐减弱，干扰阻力在总阻力中仅占58。在顾及阻力与连接桥重量下，取K/B222，BKB6（M）4）吃水T双体船的B/T对阻力的影响主要表现在片体摩擦阻力上，减少片体宽度和增大吃水对减小摩擦阻力是有利的。但要求尾部具有一定升力的高速双体船，B/T稍偏大，是双体船具有较佳的航行纵倾角，对减少兴波阻力是有利的。内河船舶吃水T的选取受航道和港口水深的限制，为避免船舶搁浅，船底与
17、河床之间应留有一定的间隙，称为富裕水深。富裕水深的大小一般为0205M，鉴于湖区泊位水深很小，故取吃水为095M。5）连接桥和型深D双体船片体瘦削，升沉和纵摇均比单体船大，为防止和减缓波浪对连接桥的砰击，必须提高连接桥距水面高度，并将连接桥首部端向后移，或者在连接桥首端做成具有120150倾角，桥的首部横剖面为单三角形或双三角形。按船舶设计实用手册的要求，如图21所示，可取连接桥距水面的高度为18M。6图01连接桥距水面高度1最小许可值2希望值3目前实船统计值（35）L增加型深能提高船舶的抗沉性，对于对安全要求较高的船增大型深是有利的，另外对浅吃水的内河船舶型深大对机舱的布置与操作也十分有利，
18、据此取型深D为2M。2船型系数的初选1）棱形系数CP是影响双体船片体兴波阻力和干扰阻力的主要参数。在FN03时，由于沿船长几乎全部产生兴波作用，需要排水体积沿船长均匀分布。因此，棱形系数对片体阻力的影响符合单体船的规律，航速大者，棱形系数宜取大。参考圆舭快艇高速区CP参考图，如图22所示，取CP065。图02圆舭快艇高速区CP参考图2）水线面系数双体船的水线面系数对形状稳性力臂的影响已微不足道，但对提供尾部升力的影响将随船速提高而明显。尾板水线面宽度极为重要，这个影响具有与高速单体船同样的性质。对于中速以上船舶尤其是高速船舶，因310L对阻力影响十分显著，一般减小CB于阻力有利。当FN030时
19、，CB、CP与FN有最佳配合关系表。如表21所示。7表01CB、CP与FN有最佳配合关系表FNCB可用CP剩余阻力最佳的CP030055005700580062005000520032051005600570061005000520034050005500580060005200530036049005400560058005400560038053005600580056005800400520059006100590061004205100600062006000620大于04405000630065006300650按照配合表，暂时取方形系数CB为05003）浮心纵向位置浮心位置对双体船
20、阻力影响与单体船相似，随航速的增加，XCB应向舯后移动。由于双体船的机舱一般都在舯偏后，甚至是尾机布置，尤其高速双体船是这样。因此，从阻力角度选择最佳浮心位置时，还要顾及总布置的要求，防止尾机型双体船的过大尾纵倾，在双体船有利的速度范围内，一般XCB取在舯后1L5L3。图03最佳浮心位置参考图按照最佳浮心位置参考图，如图23所示，取XCB在肿后136L。84）空船重量对于船长60M以下的双体客船，空船重量可用空船重量系数OW来初步估算HBLGWOAO0式中OAL总长M，B型宽M，H型深M，OG空船重量T由母型船资料得OW1817/2035601550096故设计船的空船重量LW00962062
21、2304T5载重量人员及行李、淡水、食品船员及服务人员4人、成员10人计算，则人员重量为1460840KG084T行李重量为4451015330KG0330T淡水主要是饮水,按总量为1T计算食品按每人3KG计算,则食品重量为31442KG0042T燃油、滑油及炉水鉴于这些重量分项计算误差较大，故取其总重量为15T所以载重量为DW08403310042153712T综上可得船舶的满载排水量为LWDW2304371226752T6主机的选择主机的功率由海军系数法有2/33332/32/32/3320526752368243635PPPVV母母母可以算出P2542（KW）式中，设计船的设计航速由VF
22、NGL计算，并取设计航速V368KM/H。内河船一般用柴油机做主机，网上查知型号WD61561C01柴油机，标定功率130KW，标定转速1600R/MIN。该主机性能优良，工作稳定且体积小，重量轻，油耗较小，减速比I20。93性能校核方形系数校核B267520396KB21100419186095LTC,开始选取的CB0500，相差有点大，取CB0432。稳性校核由于母型船的重心位置没有给出，故本船的初稳心很难估算。但一般来说，由于双体船的型宽很大，其初稳性能满足要求，故该部分可以在总布置确定之后再校核。4主尺度方案的确定总长20M设计水线长19M型宽6M吃水0950M片体宽186M型深2M棱
23、形系数0650方形系数043210三双体搜救船总布置设计1概述船舶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的，合理经济地确定新船整体布置的工作，具体说就是要完成新船总布置图的设计和绘制。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，有的还要绘制横剖面图和阴影图。总布置设计是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性能与经济性、航行性能与安全性及结构公艺性都有直接的影响，是后续设计绘图与计算工作的主要依据。总布置应完成以下工作主船体与上层建筑的总体区划、纵倾调整、梯口与通道的规划及舱室布置、舾装设备的选型与布置4。2总体区划总体区划是指根据船的技术特点及
24、使用要求，参考有关船型资料，对全船空间进行合理的区划。本船总长为20M，两柱间长为19M，型宽为6M，吃水095M片体宽186M，型深2M，菱形系数0650，方形系数0432。其总布置主要包括以下几个方面（1）纵向区划1）肋骨间距一般内河船的肋骨间距取S0506M，本船船长较小，故肋骨间距取为05M，且全船统一。2）水密舱壁的数目根据内河客船的破舱稳性及双体船的破舱要求，取横壁为6道，且均通到舱壁甲板。3）首尖舱长与尾尖舱长规范对内河船规定首防撞舱壁至首垂线的距离即首尖舱长应不小于005L且不大于005L3M。具体到本船就是应在1M到4M之间，故本船首尖舱取为33M。尾尖舱长取决于布置尾轴管所
25、需的长度及尾尖舱舱容要求，本船船长较小，取尾尖舱为2M。4机舱位置尾机型船舶可以有效的满足舱容的要求，且可以减少传动轴的长度，提高轴系效率，减少建造成本，本船属于高速船，需要较高的传动效率，故本船采用尾机型布11置。5）本船船首至32为艏尖舱，内设锚链舱，3224，2418为空舱，1816为燃油舱，169为机舱，94为空舱，舱内不设污水柜，40为尾尖舱和舵机舱，压载水舱待定。2竖向区划本船只设连续的主甲板，在甲板上布置有载客舱、配电室、杂物间、驾驶室与厕所，载客舱的高度按内河船舶设计手册取为21M。本船的上层建筑采用甲板室的形式,，即上层建筑的两侧壁不延伸到船两舷，留有外走道。这种形式有利于人
26、员在甲板上的通行。主甲板的布置主甲板从31至11肋位，舱室宽度为27M，其中3123为驾驶室，驾驶室空间宽敞、视野开阔，方便船员驾驶与停靠码头，2315为载客舱，1511左舷为卫生间和杂物间，右舷为配电间。主甲板露天部分的布置914设机舱盖，机舱盖长2160MM，宽765MM，高330MM，其前部设机舱通风管（鹅胫）高740MM，管径200MM，各底舱均开有600400MM的进出口。3定员全船共设船员4人，其他乘员10人，乘员舱内共设14个航空椅，两边对称排列，中间走道宽677MM。4舾装设备的布置1、锚泊设备的布置按照内河高速船入级与建造规范船舶舾装数N按下式计算52/32/10NHBAK式
27、中船舶满载排水量，3MB船宽，M；D吃水，M；B上层建筑及甲板室围壁的最大宽度，M；H船舶在静水中从满载水线到宽度大于B/4的最高一层围蔽建筑顶点的高度，M；A在满载水线以上的船体和各层上层建筑及甲板室宽度大于B/4的甲板室围壁的侧投影面积，2M；K航区系数，B级航区取K08；对于本船经计算N1535，经查表需125KG大力抓锚。12本船设75KG重海军锚二只，配有512MM无档锚链共100M，在船首尾两侧分别布置双柱系缆桩。本船锚重较小，为了降低空船重量，省略了锚链筒、起锚机、锚链管等设备，采用人工抛锚的方式系泊。2门与窗驾驶室两侧的门宽750MM，采用风雨封密型钢质门，与钢质舱壁牢固绞接，
28、门上设有风雨密橡胶填料及关门夹具，其余通道及舱室门为非金属门，纵向通道门宽为4925MM，其余为420MM，风雨密型钢制门安装完毕后应进行冲水试验。舱室窗为铝质矩形方窗，宽900MM，高600MM，驾驶室前端两侧应根据舱壁形状设置弧形窗，中间一扇装扫雪器，窗是否开启或固定是需要定的。3救生设备船舶常用的救生设备有救生艇、救生筏、救生浮、救生圈和救生衣等，本船属于小型船舶，前三种救生设备布置上空间不足，故本船只布置救生圈和救生衣。按规范我们可以布置14套救生衣和6个救生圈。4消防设备内河高速船舶入级与建造规范规定对于船长不大于20M的船舶，应设置手提式灭火器4具，气体灭火器2具，消防水桶2只，沙
29、箱2个及太平斧一把。5信号设备本船在驾驶甲板的顶部设有舷灯，舷灯左红右绿，设在27号肋位附近。在驾驶甲板顶部还设有尾灯，尾灯在13号肋位附近。为了便于通信，本船在24号肋位附近设有桅杆，桅杆上布置有无线电天线等设备。3双体搜救船总布置图见附录一13四双体搜救船三维建模及型线1基于MAXSURF建模及改造1MAXSURF简介MAXSRUF是用于船舶设计的强有力的三维曲面建模体系,它提供了清晰而亲切的用户环境,并能作系统实验和快速最优化设计。MAXSURF有许多模块组成，MAXSURF模块（动态三维船体模型生成模块）、HULLSPEED模块（船舶阻力及有效马力计算模块）、HYDROMAX模块（船舶
30、水动力性能计算分析模块）、WORKSHOP模块（船体结构生产放样及CAD图形生成模块）、SEAKEEPER模块（船舶耐波性能分析模块）、PREFIT模块（空间实体自动拟合模块）、SPAN模块（帆船性能分析模块）、HYDROLINK模块（数据转换模块）等等。MAXSURF的多曲面特性允许在任何给定的设计里随意进行曲面建模，并能创诸多的船体形式。辅以流体静力学计算，则能进行船形分析和确定船形参数。以船体型线的形式给出高精度的输出，能转换成其他标准格式文件及完整的船体型值表。MAXSURF设计所产生的数据文件可直接传递到MAXSURF系列的其它程序中，这能有效缓解设计完成后数据重新装入的压力,并可避
31、免在使用不完整的船体型值表时可能造成的精度误差。通过支持一定范围的工业标准的绘图仪语言的驱动器，打印机和绘图仪能直接输出MAXSURF产生的图形和数据文件。通过一个B样条曲线的数学方程来创建曲线，曲线草图由端点位置、控制点的位置和数量以及样条的韧性决定。当控制点移动时，样条的韧性和弹簧的弹性共同作用，使曲线变得光滑。MAXSURFPRO中的一个设计可用到若干个相互独立的曲面，它们各自有自己的控制点网，一个控制点网仅影响到它所在的那个曲面，当两个曲面相交于一条曲线时，这条曲线上的控制点将同时影响到两个曲面。2使用MAXSURFPRO模块，对数据预处理、建立TXT标记点文件1）根据母型形线图，由于
32、对称性只读取各站位半边的型值点建立标记文件标记文件格式为第一列是与标记关联的站号，用“当前位置”的“标记显示”命令控制标记的显示和隐藏；第二列是相对于零点的纵向位置；第三列为相对于中心线的半宽值；第四列为相对于零点的高度值。如下092000292508500NONE14092000215008500NONE092000255008500NONE092000295009500NONE0920003000012750NONE173500295009500NONE1735003000012750NONE173500290006500NONE173500252506400NONE17350021500
33、6250NONE特别注意以下2点1第一列“站号”不是型线图中的站号，数据相同表示在PERFIT中处理作为一个横截面，“站号”不要取小数，为小数时系统会采用舍去小数部分将点归之相邻的整数“站号”中；2同一“站号”内的标记点不能取高度值特相近的点，尽量取横截面内离的远一些的点。2）打开MAXSURFPRO模块导入标记点文件在MAXSURFPRO模块中先加入一个曲面，然后点击MAKERS目录添加一定的MAKERS数目，在MAKERS数据窗口中复制标记点TXT文件，导入了标记点，生成船体片体半边的三维曲面，此时各站之间无空间关联，用鼠标移动控制点，使曲线尽可能多的通过型值点。控制点越多，生成的二维曲线
34、越精确，同时修改也就越复杂，再通过控制点工具框增加控制点行和控制点列对取进行修改精确，如图41所示。图01控制点工具框3）增加控制点在MAXSURFPRO中，曲面的形状由空间控制点决定，应增加控制点的行数和列数以增加控制网的密度。在横剖面窗口中添加控制行，在水线面图窗口或纵剖面图窗口添加控制列，分别如图42，图43，图44所示。15图02纵剖面中移动控制点图03水线面中移动控制点图04横剖面中移动各站的控制点4）添加栅格线添加栅格线，使用DATA中的GRIDSPACING，如图45。16图05栅格工具框5）选择船体类型在DATA目录下打开VESSELTYPE对话框，选择CATAMARAN并输入
35、片体中心距。如图46图06VESSELTYPE对话框176）修改半边片体的控制点空间位置，使曲面尽可能光滑和客观将SURFACE中的PRECISION调成HIGHEST，让曲面看着更光滑。控制点的修改尽可能满足以下原则控制点的纵向位置尽可能在站上，控制点列只能影响附近的曲面形状，在站上控制型值较容易，有些控制点最好与标记点重合，如图47所示。图07纵剖面图形状复杂的艏部和尾部需要加密控制，中部可以取较少的控制列；如图48所示。图08船艏控制点是影响附近的区域，所以调节控制点是一个反复重复的过程，要不断修改以求合适。修改控制点后，生成横剖面面积曲线图，看是否符合客观，用横剖面面积曲线检验，继续修
36、改。当半边片体修改光顺后，复制其控制点坐标，并修改每一个控制点的半宽值，让新的控制点与原来的控制点对称于片体中心线，最终得到光顺的单个片体。最终修改的单个片体三维图如图49和图410图09全船图18图010穿浪艏7）建造连接桥在MAXSURFPRO模块SURFACE目录下点击ADDSURFACE，通过调节控制点的位置关系，将两个片体用连接桥连接起来，并加上尾封板。船首也加上甲板，形成比较客观的三维船模。最终三维船模如下图411图011三维效果图193使用MAXSURF改造设计（1）在MAXSURFPRO中参数化变换，母型改造生成新模型1）船的尺寸放大，使用SURFACE中的SURFACESIZ
37、E,修改参数如下图412图012SIZESURFACE对话框2）重新设置零点，选择基准打开DATA中的ZEROPOINT，设置零点，如下图413图013ZEROPOINT对话框设置吃水，打开DATA菜单下的FRAMEOFREFERENCE对话框，设置如下图41420图014FRAMEOFREFERENCE对话框3）修改参数，设计新船MAXSURFPRO能根据主尺度变形母型船，得出所需要的新船。型线设计是必须注意以下几点1保证新船具有良好的快速性；2满足总布置的要求；3考虑船体结构的合理性和施工、维修的方便。在参数化设计中填入所得参数，如下图41521图015设置变形系数工具框4）修改栅格，修改
38、站线、增加水线和纵剖线，如下图416、图417、图418所示图016修改站线图22图017修改纵剖线图图018修改水线图5）修改控制点，使船体光顺经过反复修改和重复参数化变形，使得船体表面光滑并符合客观，并且根据横剖面曲线来检验，调整后横剖面面积曲线大致符合要求的图形。经过反复调整后的三维模型如图419、图420图019三维效果图23图020光顺的船艏经优化的横剖面面积曲线如下图421图021横剖面面积曲线2型线完善由于对MAXSURF只是初步了解，建模比较粗糙，型线生成也存在问题，所以需要对其进行修整，修改后的型线图另附图二。24五螺旋桨设计及性能计算120M双体搜救船螺旋桨设计1双体船片体
39、的伴流系数比双桨的单体船大，推力减额相同。但由于伴流系数大使螺旋桨相对进速减少，在给定情况下，螺旋桨淌水效率要降低，因此反映螺旋桨总推进效率上与单体船是相同的。在双体船螺旋桨设计上，其参数应按单桨单体船的螺旋桨选取。船型双桨，双舵，穿浪艏，方尾，柴油机驱动，尾机型内河双体搜救船。双体搜救船参数如下表51表01双体搜救船主尺度设计水线长LWL1900M垂线间长LPP186M型宽B60M型深D20M设计吃水TD095M方型系数CB0432排水量267T棱型系数CP0650纵向浮心位置XC136（船后）由MAXSURF软件的HULLSPEED模块计算有效马力结果如表52表02有效马力速度速度VKN1
40、92021RKN2152292431P（KW）210132357262682主机参数（两台）型号WD61561C01标定功率NE130KW标定转速1600R/MIN减速比I203推进因子的确定1伴流分数本船按单桨内河船计算，故使用巴浦米尔公式估算1/31/20165/XBWCDW式中排水体积（3M）D螺旋桨直径（M），按船尾高度限制选取。X1，适用于中线处的螺旋桨当NF02时，W01（NF02）W016504321/3/0726701（07502）0112推力减额分数T使用桑海公式25T070060701100601313相对旋转效率近似地取为R104船身效率H1T/110131/101109
41、764桨叶数Z的选取由于本船为双体搜救船，基于高速及提高船舶的推进效率和提升船舶的机动性的要求，选取5叶螺旋桨。5AE/A0的估算按公式AE/A01303ZT/P0PVD2K进行估算，其中TPE/1TV（231248/2）/（101311983051441304KN水温15时汽化压力PV174KGF/M217498N/M21705KN/M2静压力P0PAHS10330100006598N/M21076KN/M2桨轴深沉HSTDZP09503065MK取02D允许07MAE/A01303ZT/P0PVD2K（13035）1304/1076170507070209046桨型的选取说明本船为双体搜救
42、船，工况基本上是轻载状态，考虑到MA型在设计状态效率较高，故选用适于状态可控船型的MA型5叶螺旋桨。7根据估算的AE/A0选取23张图谱根据AE/A00904选取MA5090,MA5105两张图谱。8列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计，得到2组螺旋桨的要素及VSMAX功率储备取10，轴系效率S098，齿轮箱效率G096螺旋桨敞水收到功率PDOPS09098SG2312480909809809619188KW2572HPENGLISH由图谱可查得26表03PTE、P/D及0对V的关系表单位KN190002000021000KN1691017800186900619057705396700
43、06800069000P/D1120116011800084008800920PTEPD00HRHP210863220904230945650006550066500P/D1140117012000085008800920PTEPD00HRHP213373220904230945数量项目假定航速VMA5105VAVS1KT/J4（T/）N/VA2MA5090据上表结果可绘制PTE、P/D及0对V的曲线，如图51所示图01PTE、P/D及0对V的曲线从PTEFV曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D、D及0如下表54所列。27表04最佳要素P/D、
44、D及0MAVMAXKNP/DD/M0509019191124566410796084951051926711463650707840855（D已经超过允许直径，故采用允许直径D允许）9空泡校核，由图解法求出不产生空泡的（AE/A0）MIN及相应的VSMAX、P/D、0、D按高恩空泡限界线，计算不发生空泡之最小展开面积比。桨轴沉深HS由船体型线图取065MP0PVPAHSPV103301000065174KGF/M210806KGF/M2计算温度T15,PV174KGF/M2,PDO19188KW2572HPENGLISH,10194KGFS2/M4。表05最佳螺旋桨要素表MA5090MA510
45、51AE/A00901052VMAXKN191919273VA05144VMAX1M/S87858821407ND/602M/S254476528455V07R2VA24M/S262194606261/2V07R231700309016P0PV/1/2V07R2034103507C查图620）017001808推力T75PD0/VAKGF186418709需要投射面积APT/C1/2V07R2M20346033610需要展开面积AEAP/10670229P/DM20427041811A0D2/4M20498048312需要的AE/A008590866序号项目单位数值据上述结果作图52，可求得不
46、发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素。AE/A0103，P/D11456，D0775MD允许07M，取D允许，00853，VMAX19263KN。28图02空泡校核计算结果10桨叶强度校核1）按内河高速船舶入级与建造规范2002年版校核025R切面处的桨叶厚度，应不小于按下式计算所的之值7式中D螺旋桨直径（M），P0707R剖面处的螺距（M），P025025R剖面出的螺距（M），NE主机的额定功率（KW）；Z桨叶叶数；B025R剖面处的桨叶宽度（MM）；NE螺旋桨在主机额定功率时的转速（R/MIN）桨叶后倾角（。）；K材料系数，由表454确定；2）对钢制、铜质螺旋桨的叶梢厚度T10应
47、不小于下式计算所得之值T10C0D（MM）；对于普通螺旋桨，C03；导流管平头螺旋桨，C05293）其他半径处的叶切面厚度按直线或等强度厚度分布规律决定；D07M，P025P07P/D11456,NE130KW，Z5,NEN1600，K1锰黄铜，8，B066R0226DAE/A0/01Z,B025R07212B066R。将各值代入上式T1726MM，MA5103螺旋桨在025R处的厚度为20MM。11桨叶轮廓及各半径切面的型值计算实际桨叶厚度及MA型5叶螺旋桨尺度列表计算如下表56（单位MM）表06MA5103螺旋桨几何要素及截面坐标R/R030405070809C26322906431643
48、3768347233628728S2312009170814071106798497080855826139284181503024332027930278325109725869897640541506522894217316611729210135135110896886595662189441364430403819532120176946150273212348849666097166885218923295113019219217860011497916121142793346467510842145640225225195274816550521359162106176767676
49、477617502312009170814071106798497602217619306491641388135072106176767676477617701942711693587143984411861019334646751084214568014876412958051103368910329716688521892329511908500874132163196524811413644304038195321100027720281260273280281402433202793027832078309574574363804154775468932792511058960140710237931064770119562002772MA5103螺旋桨几何要素及截面坐标C为截面的弦长,S为最大叶截面厚度,X为截面的切面至截面最右端的距离,单位MMX/C吸力面坐标值X/C压力面坐标值302性能计算1概述在完成船舶的型线设计后，我们应进行静水力计算以检验船舶的性能。静水力计算一般都是用软件完成的。由于
