1、 本科毕业论文 （ 20 届） 7.2 米拖网渔船设计 所在学院 专业班级 船舶与海洋工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科毕业论文 目录 I 目录 摘要 . II Abstract .III 1 前言 . 1 2 总体设计 . 3 2.1 母型船资料分析与任务书 . 3 2.2 设计船排水量及主要尺度确定 . 4 2.3 舾装数与锚泊设备计算 . 6 2.4 设计船舶重量与重心计算 . 7 2.5 总体布置说明书 . 9 2.6 型线设计 .11 3 船舶性能计算 . 13 3.1 静水力计算 . 13 3.2 绘制静水力曲线图 . 20 3.3 浮态与初稳性 计算 .
2、 21 3.4 大倾角稳性计算 . 23 3.5 船舶阻力及有效功率估算 . 43 4 螺旋桨设计 . 45 4.1 已知船体的主要参数 . 45 4.2 主机与螺旋桨参数 . 45 4.3 设计工况 . 45 4.4 推进因子的决定 . 46 4.5 可以达到最大航速的计算 . 46 4.6 空泡校核 . 48 4.7 强度校核 . 49 4.8 螺距修正 . 50 4.9 重量及惯性矩计算 . 51 4.10 敞水性征曲线之确定 . 52 4.11 系柱特性计算 . 53 4.12 航行特性计算 . 53 4.13 螺旋桨计算总结 . 55 4.14 绘制螺旋桨图 . 56 5 设计总结
3、. 59 致谢词 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 60 本科毕业论文 摘要 II 摘要 拖网渔船作为沿海渔民捕捞的主要工具，因此对拖网渔船的改进有着更现实的意义。拖网渔船的总体性能不仅会影响船上人员的生活和工作，而且严重影响船舶的安全航行、经济性以及捕渔能力。通过对拖网渔船总体性能的研究，可以保障人们的作业安全，达到最大的经济效益，因此拖网渔船的总体性能的研究具有重要的理论意义和实用价值。 论文主要围绕船体的性能方面进行研究和设计，研究内容包括船舶重量估算、船舶的型线设计、总布置设计、初稳性计算、大倾角 稳性计算、船舶阻力以及螺旋桨计算等。论文研究结果对于拖网渔船性能的设计具有重要的指
4、导意义。 关键词 拖网渔船；性能计算；螺旋桨设计；大倾角稳性本科毕业论文 摘要 III 7.2m drag fishing vessel design Abstract Trawlers are the main tools for coastal fishermen, so it has a more realistic significance to improve the fishing boats. The overall performance of fishing vessels will not only affect the life and work of those sta
5、ffs on board, but also affect the safety of the sailing , economy and fishing ability seriously. Based on research of the overall performance of the fishing trawlers, peoples work safety can be guranteed, maximum economic benefits can also be achieved, so the research of overall performance of the f
6、ishing trawlers has important theoretical significance and practical value. The paper is mainly designed to research on hull performance, and my research includes shipping weight estimation, the design of the type line of ship , layout design, stability calculation, ship resistance and propellers ca
7、lculations, stability at large angle calculation, etc. The research results has important guiding significance for the design of trawlers performance. Key words trawler; calculation of performance; propeller design; stability at large angle 本科毕业论文 正文 1 1 前言 拖网渔船作为渔船中最为普遍的一种船型，它的捕捞原理是通过渔船拖曳囊袋形网具，迫使捕捞
8、对象进入网内的捕捞作业方式。它的特点是能够灵活、主动地拖捕鱼群，这使得拖网捕捞成为近现代最重要的捕捞方式 之一。 长久以来 ,我国海洋捕鱼业主要集中在沿海与近海一些传统的渔场作业，这就使得建造的渔船绝大多数为单一的底拖网渔船。由于长时间的单一捕捞 , 底拖资源已面临十分匮乏的局面， 加上目前中韩、中日、中越渔业协定的签订 , 对我国海洋渔业形成严重的冲击 , 使得每年近海的捕捞量下降一半多。因此，需要我国以大洋渔业为主、过洋性渔业为辅来发展远洋渔业。 我国海洋渔业所面临的严峨局面，需要我们向海外开拓新的捕捞“亮点”。有资料显示，至 2005 年，我国远洋渔业船只数量不到 200 艘，而且吨位较
9、小、船龄老旧，大多数是外国营运 20 年以上的二手船为主；海产品的加工率低，只有 40%左右，这都与我们远洋渔业的目标是不相符的。因此随着渔船结构的调整，我国渔船的发展后劲还是非常大的。 在对世界和我国海洋渔船的发展现状进行研究之后，我们可以看到我国海洋渔船的正向着远洋型、经济节能型、环保型、安全型、科技型等方面转变。同时随着与新的作业方式的结合，传统的粗放型渔船作业将被新型的作业方式替代。 渔船的设计过程中，需要考虑很多方面的因素，因为其性能的优劣将直接影响捕鱼能力和生产成本。拖网渔船的设计，首先要考虑渔场和作业对象，不同的渔场需采取不同的捕捞作业形式；其次是考虑渔船的鱼舱大小、航行时间、冷
10、冻方式；此外，还需要考虑船员作业环境的安全性以及舒适性。新型的拖网渔船应满足以下几个特点： (1) 具有良好的船型性能 考虑到新型拖网渔船的作业航程远、航行时间长的特点，对于稳性的要求也不同于一般渔船，它要求任何装载状况的初稳性高最好不低于 0.5m，同时还应具有较好的耐波性。在遇到恶劣的海况时，减少风浪中的失速以及上浪。 (2) 需要有较大的自持力 从经济性角度考虑，适当的增加拖网渔船的自持力是非常有必要的，减少船舶靠岸停泊的次数，可以降低各种名目繁多的费用支 出，减少经济上方的损失。此外，在海上经常让补给船加油加水也是非常麻烦的事。 (3) 设备可靠性的要求 渔船设备的可靠性有着极为重要的
11、意义，它会影响整个渔船的安全性与经济性。如果渔船在航行中或作业时推进动力系统发生故障，尤其是在恶劣海况下，则危险性极大。保鲜设备的可靠性则会直接影响渔获物的质量，进而影响经济效益。为保证渔船设备的可靠性，可引进先进设备。 (4) 船员生活设施的要求 在舱室布置时，考虑到拖网渔船船型尺度小、生活区不大、海上作业时间长的特点，则应尽量提高舱室的舒适性，以避免因生活设施不好 ，而影响船员的工作效率。舱室尽可能设置有冷热水淋浴设备、空调系统，并有相应的文化娱乐设施等。 (5) 对鱼类的保鲜要求 本科毕业论文 正文 2 拖网渔船的航次时间长达 1560 天，大型拖网加工渔船的航次时达数月。因此要求根据渔
12、获物在船上保存时间的长短，采取不同的保鲜措施。 冰鲜、盘管保冷冰鲜和冻结冷藏是我国拖网渔船主要采用的三种保鲜方式。冰鲜有着投资小、保鲜量大、操作简便的特点，不足之处是保鲜时间有限，仅可以保鲜 1020 天；盘管保冷冰鲜则是在冰鲜的基础上加装冷却盘管以保冷，从而延长保鲜时间；冻结冷藏保鲜系采用平板冻结机将装盘 的色货表面相中心的温度冻至 -10以下，然后至仓温 -18 -25的冷藏仓冷藏，其保鲜时间可达 56 个月。 本次设计参照母型船资料，结合本人在大学四年学习和实践过程中所得按设计任务书及有关法规和规范的要求进行设计的。本文主要从总体设计、性能计算和螺旋桨设计这三部分着手，综合应用船舶静力学
13、、船舶设计原理、建造工艺学等方面的专业基础知识，并运用这些知识来分析和解决船舶技术设计中出现的各种问题。同时，在安全、适用、经济、美观与舒适的要求下对母型进行合理改进。 本设计在王化明、王伟等老师的指导下进行 ，并对本次设计提出了许多宝贵的意见和建议和具体的修改意见。在此表示衷心感谢。本科毕业论文 正文 3 2 总体设计 2.1 母型船资料分析与任务书 2.1.1 任务书 船名： 7.2m 型宽拖网渔船 航区： 近海航区 船型特征： 本船为钢质、单甲板、单底、单舵尾机型以柴油机动力为推进系统的近海 航区单拖船，有艉楼，设有艏升高甲板。 用途： 用于近海的捕鱼 主尺度： 垂线间长 LPP 33.
14、00m 型 宽 B 7.20m 型 深 D 3.3m 船员定额 10 人 航速 11.0 节 总布置要求：本船主船体内设置淡水舱，燃油舱，鱼舱，机舱，舵舱等。艉楼甲板上设有船员室，驾驶室等等。 2.1.2 母型船主要尺度及参数 总体设计部分是新船设计过程中的一个重要环节，是一项基础性的工作。它对设计工作顺利进行和保证新船设计质量有重要意义，对满足设计和使用要求具有决定性的作用。 此次我所要设计的船是航行于类航区的 7.2m 拖网渔船，该船是单底单甲板，单机单桨，单舵的尾机型海洋渔船。 在船舶设计中我采用的是母型改造法，所以首先要了解母型船的各个参数： 母型船主尺度为 : 总长 LOA： 33.
15、00m 设计水线长 Lwl 28.58m 垂线间长 Lpp： 27.30m 型宽 B： 6.0m 型深 D： 2.75m 设计吃水 d: 2.10m 满载排水量 ： 201.0t 方形系数 Cb 0.566 棱形系数 Cp 0.643 水线面系数 Cw 0.809 中横剖面系数 Cm 0.879 肋距 0.5m 梁拱 0.12m 本科毕业论文 正文 4 2.2 设计船排水量及主要尺度确定 排水量是船舶技术性能的重要参数之一，是船舶设计中各项性能计算的重要依据。船舶的排水量即为组成船舶的各项重量之和。船舶的重心位置 关系到浮态和稳性。因此，船舶设计和建造中必须尽量准确地计算并控制船舶的重量与重心
16、位置，这是保证船舶各项性能的基本条件。船舶的重量可分为空船重量和载重量两大部分。空船重量是船舶的一项重要指标，载重量反映了船舶的装载能力。 2.2.1 空船重量估算 LW 此次所要设计的拖网渔船船属于民用船舶，我们将其空船重量分成船体钢料重量 WH、舾装重量 WO、机电设备重量 WM 查船舶设计原理表 3.2.1 可得： 取 0.68LW 则 2 0 1 . 0 0 . 6 8 1 3 6 . 6 8LW 查船舶设计原理表 3.2.3 可得 425.0OHOLWW ， 415.0OooLWW 则 00 . 4 2 5 0 . 4 2 5 1 3 6 . 6 8 5 8 . 0 9HOW L W
17、 t 0 00 . 4 1 5 0 . 4 1 5 1 3 6 . 6 8 5 6 . 7 2oW L W t 0 1 3 6 . 6 8 5 8 . 0 9 5 6 . 7 2 2 1 . 8 8MWt 由船舶设计原理的公式（ 3.2.3）可得： 1 5 8 .0 9 0 .2 4 3 2( ) 2 7 .3 ( 6 .0 2 .7 5 )HOH O O OWC L B D 由船舶设计原理的公式（ 3.2.20）可得： 2 5 6 .7 2 0 .2 3 7 4( ) 2 7 .3 ( 6 .0 2 .7 5 )OOO O O OWC L B D 由船舶设计原理的公式（ 3.2.26）可得：
18、 0 . 50 . 52 1 . 8 8 1 . 3 2 0202()() 0 . 7 3 5 50 . 7 3 5 5MOMODWC P 所以 ( ) 0 . 2 4 3 2 3 2 . 7 6 (7 . 2 3 . 3 ) 8 3 . 6 6H H IW C L B D t 2 ( ) 0 . 2 3 7 4 3 2 . 7 6 (7 . 2 3 . 3 ) 8 1 . 7 2OOW C L B D t 0 .5( ) 3 0 . 1 00 . 7 3 5 5DM M O PW C t 因此空船重量 8 3 .6 6 8 1 .7 2 3 0 .1 01 9 5 .4 8H O MLW W
19、 W Wt 本科毕业论文 正文 5 2.2.2 载重量估算 载重量包括了货物、人员及行李、食品、淡水、燃油、滑油、炉水以及备品和供应品的重量，有时也包括压载水的重量。 新船船员定额为 10 人，续航力和自 持力分别为不小于 3200 海里和 20 昼夜 （ 1） 船员及行李： 10 65+10 45 = 1.1 t （ 2） 食品 : 3.5 10 20 = 0.7 t (出港捕鱼 ) 0.7 70% = 0.49 t (捕鱼中 ) 0.7 30% = 0.21 t (满载离渔场 ) 0.7 10% = 0.07 t (捕鱼 到港 ) （ 3） 淡水 : 120 10 20 = 24 t (出
20、港捕鱼 ) 24 70% = 16.8 t (捕鱼中 ) 24 30% = 7.2 t (满载离渔场 ) 24 10% = 2.4 t (捕鱼到港 ) （ 4） 燃油 : 3013103 2 0 0 1 1 . 0 0 . 2 2 1 . 1 5 4 4 1 1 . 1 1 03 5 . 7 0FW t g P kt (出港捕鱼 ) 35.70 70%=24.99t (捕鱼中 ) 35.70 30%=10.71t (满载离渔场 ) 35.70 10%=3.57t (捕鱼到港 ) 式中： t-航行时间； g0-一切燃油装置耗油率，可近似去主机耗油率的 1.15-1.20； P1-主机常用额定功率
21、； g1-主机耗油率； k-考虑风浪影响的系数，取 k=1.1 （ 5） 载货： 90.00t(参考母船 ) 总和以上各重量可得新船排水量 =LW+DW=195.48+90+35.70+24+1.1+0.7=346.98 t (重力角度 ) 主尺度所提供的 = 347.0 t （浮力角度） 2.2.3 新船主尺度的确定 由于选择主尺度要涉及新船设计的各个方面，在初始阶段这些工作尚未展开，许多因素还不能确定，所以方案构思时对主尺度只能先进行一些基本的考虑和初步 的选择。 从重量估算中得到设计船重量为 347.0 t。在任务书已知总长 LOA 为 33.00m，型宽 B 为7.20m。所以新船主尺
22、度确定为： 总长 LOA 39.6 m 设计水线长 LWL 34.76 m 垂线间长 LPP 32.76 m 本科毕业论文 正文 6 型宽 B 7.20 m 型深 D 3.30 m 设计吃水 d 2.64 m 排水量 347.0 t 2.3 舾装数与锚泊设备计算 2.3.1 概述 舾装设备有外舾装和内舾装之分，此次设计我主要针对外舾装来工作。 本船为尾机舱、单底、单甲板、单机单桨单舵、横骨架式焊接结构的渔船，作业与类航区，舾装书计算依据中华人民共和国农业部渔船检 验局钢质海洋渔船建造规范（ 1998）第一篇第三章第 2 节的要求。 2.3.2 主要计算尺度 总长 LOA 39.6 m 设计水线
23、长 LWL 34.76 m 垂线间长 LPP 32.76 m 型宽 B 7.20 m 型深 D 3.30 m 设计吃水 d 2.64 m 排水量 347.0 t 2.3.3 舾装数 N 按下列各式计算 : N Bh A 2 3 2 10/ 式中 最大吃水线下的型排水量， t； H 从最大吃水线到最上层甲板室顶部的有效高度， m； h a hi 其中 a 船中最大吃水线至工作甲板的距离， m； hi 各层宽度大于 B/4 的舱室，在其中心线处计量的高度。其最低 hi 要从工作甲板中心线量起，若工作甲板不连续时，应由工作甲板最低处平行于升高部分的延长线量起。 A 在船长 L 范围内最大吃水线以上的船体部分和上层建筑及各层宽度大于 B/4 的甲板室 = 347.0 t a = 0.78m h1 = 2.30m ， h2 = 2.2m； h = a+ ih = 5.28m； A = 106.86m2 舾装数 23 2 1 3 610AN B h
