1、本科毕业论文（20 届）大型江海联运船型方案设计所在学院 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 .III1.绪论 .11.1 本课题研究的背景及意义 .11.2 国内外研究发展 .21.3 船舶性能介绍 .31.3.1 浮性 .41.3.2 稳性 .41.3.3 抗沉性 .41.3.4 快速性 .41.3.5 耐波性 .41.3.6 操纵性 .51.4 本论文主要的工作 .52.部分性能设计 .52.1 设计船型线图绘制 .52.2 静水力计算 .62.3 静水力曲线图 .72.4 计船船体阻力与有效功率计算 .102.5
2、螺旋桨水力性能计算与螺旋桨图 .143.结构部分 .233.1 设计船结构要求 .233.1.1 船体基本结构 .233.1.2 规范与要求 .233.1.3 主尺度 .233.2 主要构件尺寸 .243.3 主要构件汇总 .444.总布置设计 .464.1 总布置特点 .464.2 船型及用途 .474.3 总布置概况 .48本科毕业论文 目录II4.3.1 区划船舶主船体和设置上层建筑 .484.3.2 船体结构 .494.3.3 舱室具体划分及通道布置： .494.3.4 舾装设备 .504.3.5 救生设备 .524.3.6 消防设备 .524.3.7 航行信号设备 .525.总结 .
3、53致谢 .54参考文献 .55附外文翻译 .56附表一 .79本科毕业论文 摘要III摘 要本文主要参照 15000T 超浅吃水江海联运母型船对大型江海联运浅吃水船型进行方案设计。内容主要包括性能计算、结构部分和总布置设计。其中性能计算部分，主要参照船舶设计原理和船舶快速性 ，通过对母型船型线的修改、静水力计算、船体阻力和有效功率计算和螺旋桨水力性能计算，完成型线图、静水力曲线图、螺旋桨图的绘制；结构部分主要根据“钢质海船入级与建造规范” （2006）的有关要求对各主要构件进行强度校核并确定主要构件尺寸，列表汇总；总布置设计主要是根据船舶设计原理相关内容，在以上性能计算、图谱绘制及结构部分计
4、算的基础上，在满足营运要求和保证船的航行性能和安全型的前提下，对船舶的整体进行合理的布置，并最终完成总布置图的绘制。通过本文的计算研究，初步确定了该大型江海联运船的型线图、主要构件、总布置图等内容，最终完成该船型的方案设计。关键词 江海联运；超浅吃水船；性能计算；总布置图；方案设计本科毕业论文 摘要IVProject Design on Large River-Sea ShipsAbstractIn the paper, the author will conduct a project design on large river-sea shallow-draft ships with th
5、e reference to the 15000T super-shallow-draft parent ship which is employed in river-sea shipping. This paper consists of performance calculation, structure division and general layout design. In the part of performance calculation, referring to the Principles of Ship Designing and Ship Resistance a
6、nd Performance, the author completes the design of molded lines, hydrostatic curves and propeller figure by means of modifying the hull line of parent ship, hydraulic computation, hull resistance and effective power calculation as well as calculation of hydraulic performance. In accordance with the
7、Rules and Regulations for the Construction and Classification of Sea Going Steel Ships(2006), the section of structure devision includes the check on primary members of parent ship in the purpose of determining the main scantling and the results are summarized in sheets. On the basis of the above ca
8、lculations and graph drawing as well as in light of the related parts in the Principles of Ship Designing, meeting the operation requirements and guaranteeing the shipping performance and safety, the author makes logical settings on the general layout of the ship and finally accomplishes the general
9、 layout. In this paper, through the calculation study, the author makes a preliminary conclusion of the molded lines, primary members and general layout, thus contributing to a complete project design on large river-sea shallow-draft ships.Key Words river-sea shipping; super-shallow-draft ships;perf
10、ormance calculation; general layout; project design本科毕业论文 正文11.绪论1.1 本 课 题 研 究 的 背 景 及 意 义所谓船舶的江海联运，是指把沿海港口的进口货物，经长江水系等内河水系，直接运达内河中下游沿岸的企业码头。经营该航线的船舶，既需要符合我国船舶与海上设施法定检验规则要求，又要考虑内河水文、过江大桥高度等因素对船舶的限制，同时要追求船舶航运经济效益。因此，江海联运船舶与普通客货船存在一定的差异，它们受到更多的客观条件限制。近年来，随着货主对货物运输快速化和物流化服务的要求日益明显，江海联运作为一种经济有效的直达运输模式也受
11、到更多重视。传统的多程运输，海船因为受到船舶吃水和内河桥梁高度的限制不能开到内河的纵深港口去，而江船由于船舶性能和设备配置等原因不能出海运营，因此要求货物必须通过港口换船才能运达。这不仅增加了装卸费用和运输成本，而且降低了运输效率。江海联运船的共同特点：1）吃水浅、装载量大、船舶平面尺度大由于受到江段航道水深的限制，江海联运船吃水比同样吨级的海船小，而船长、船宽均比海船大，即平面尺度较大。江海联运船在同样装载量下，其吃水较海船浅。同样吃水下，常规海船载重量为 3000 吨级，江海船的载重量可达 5000 吨级。2）需同时满足江、海段的航行要求一般江船在江段航道运营，吃水较浅，有良好回转性，操纵
12、灵活；海船适宜海上航行条件，结构较强，适航性要求高，具有良好的航向稳定性和较高的稳性要求，横摇周期较长。而江海船要能同时满足江段和海段的运营要求。江海船与海船比要改善江段航行的操纵性和小舵角应舵性，与江船比要改善海中航行的适航性，耐波性，抗风稳性及航向稳定性。例如使江海船具有良好的操纵性减少小舵角应舵时间，舵机转舵时间从一舷 35o 至另一舷 35o 不大于 20 秒。3）属浅吃水肥大船型多数江海船由于受到江段航道的限制、经济性的要求，佛氏数低，方形系数大，船舶主尺度比和船型均匀属浅吃水肥大船型。4）江海船与海船的比较分析以千吨江海船与千吨级常规定型海船比较，主要分析比较如下：（1）江海船选取
13、主尺度一般采用缩短船长增大船宽的方法以满足排水量的要求，同时本科毕业论文 正文2对减轻船体钢料、降低造价也较为有利。（2）江海船的 L/B 较小，B/T 较大，方型系数较大，在同样的吃水条件下比常规海船有更大的载重量。（3）设计江海船时应设法减小机舱的长度，增加货舱长度，增大货舱容积，提高舱容利用率，以满足装运杂货、散货、集装箱等多用途的需要。（4）江海船的主机功率较小、航速较低，每载重吨对应的功率较小。（5）由于在江段航行要有较好的操纵性，江海船的舵面积系数比同吨级的常规海船大（约大 30%45%） 。吃水越小舵面积越大。 2由于航道水深、桥梁等因素限制，我国江海联运船型多集中于对于浅吃水船
14、及超浅吃水船型研究。从 20 世纪 60 年代开始，以油轮为先导，船舶出现大型化的发展趋势。船舶大型化主要从两方面考虑：第一，船舶几何尺度大为增加；第二，船舶的方型系数 Cb 达到 0.8 以上，形成肥大型船。船舶大型化后，装载量大幅度提高，取得了可观的经济效益。接着，散货船、多用途船也迅速出现大型化趋势。由于受江段航道水深的制约，大型化船舶的吃水不可能无限制的增加，于是出现了浅吃水肥大船。浅吃水肥大船的船型特征是：长宽比L/B2.8，方型系数 Cb=0.800.835 。到 80 年代，在浅吃水肥大船的基础上,发展了超浅吃水船(USDV) ，这时 B/T 可达到 6.4，一些特种船舶，如模块
15、运输船，其B/T 甚至更大。到了 90 年代，浅吃水船、超浅吃水船的相关技术得到进一步完善；我国相继有浅吃水肥大船成功地投入营运，高技术难度的超浅吃水船也开始出现。常规船、浅吃水肥大船、超浅吃水船的区分，关键在 B/T 的取值。一般认为， B/T4 则为超浅吃水船。至 21 世纪之初，回顾世界船舶技术的发展历程，集装箱船获得了长足的进展，已经出现可装载 6000 TEU 以上的第六代超巴拿马型的集装箱船；并据资料，有 70%的货物可用集装箱船装运。但在物流中，仍有大量的矿砂、煤炭、散装化肥以及原油仍须由散货船或液货船装运。浅吃水船、超浅吃水船仍然可在散、液货运送中发挥着不可或缺的作用，表现出久
16、远的生命力。所以，浅吃水船、超浅吃水船的江海联运船型的节能、高效、低成本始终是摆在船舶研究者面前的研究课题，并且这些研究完全符合我国沿海港口航道水深较浅的国情。1.2 国内外研究发展江海联运因减少了中间环节、消除了货物损耗，大幅降低了运输成本而深受船东和货主的欢迎。江海联运在操作过程中不仅可以降低运输费用，减少损耗，而且可以扩张运营范围，吸引众多货源，推进现代物流业发展，因此在国内外得到了快速发展。早在上世纪20年代，本科毕业论文 正文3欧洲的封闭水域与内河之间便出现了江海联运的雏形，当时所使用的船型主要是性能较好的内河船或小型海船。上世纪50年代前苏联就开始组织江海联运，上世纪70年代后进入
17、大力发展时期。同时，德国和美国等西方国家的江海联运也得到了迅猛发展。上世纪 50 年代，我国有关专家对江海联运的合理性进行了论证和探讨；上世纪 70 年代初期，5000 吨级油船曾航行于湖南长岭至大连及日本航线；70 年代中期，交通部组织上海海运局 5000 吨级海船自秦皇岛直达武汉的煤炭运输获得较大成功；此外， “浙海 117”万吨级浅吃水货船也曾到达长江中下游港口运营使用。此后，湖北、江西、江苏和广东等省相继建造了一批中小型的江海联运船航行于长江、珠江至沿海及近海航线上。从第七个五年计划开始，国家对长江干线的江海联运予以高度重视，在“七五”期间，组织实施了江海联运5000 吨级运粮船、40
18、00 吨级化学品船和 4000 吨级(268TEU)集装箱船等一批重点攻关项目。“九五”期间，宁波北仑港至武汉的矿石江海联运也取得重大突破。进入 21 世纪后船东为了降低航运的成本，追求更多的经济效益，开始建造 5000 载货吨江海联运货船。这类船舶在设计时充分考虑了长江航行的各项水文条件，使用船舶球鼻首、双尾机新技术，解决了船舶在长江顶水航行的难题，改善了船舶在长江航行时的操纵灵活性；改进了螺旋桨的推进效率，提高了船舶的航速。为了解决长江冬季枯水期对船舶的吃水限制，综合该航线的其它限制条件，它们普遍采用不同于常规海船的肥大型浅吃水船型。这种船型可以解决长江航道的水深限制和船舶载货吨尽可能大的
19、矛盾。长江航运集团改造 3000 吨内河货驳和 1942 千瓦内河推轮，组成江海联运顶推船队，也较为成功。2005 年 9 月，长江船舶设计院为长航集团设计的江海联运货船“长跃海”号和“长飞海”号投入营运。 1浙江省位于长三角南翼、长江和沿海的 T 形交叉口，既有宁波舟山、温州、海门、乍浦等众多沿海港口，又有钱塘江、甬江等七大水系及京杭运河、长湖申线、杭申线等主干航道，航道畅通，运输条件便利。然而，江海联运在浙江还处于起步阶段。因此，有必要明确江海联运在浙江水运发展中的定位，提高江海联运技术攻关，设计新型江海联运船型，以便充分发挥浙江省通江达海的水运优势。 31.3 船舶性能介绍一艘新船的质量
20、好坏与它的技术性能直接相关。船舶的技术性能包括很多方面，其中主要有：浮性、快速性、完整稳性、耐波性、操纵性以及船体的强度很振动等。船舶的技术性能关系到船舶的使用性、安全性、经济性。考虑船舶的技术性能，设计者必须针对新船的特点，清楚的了解：哪些性能是需要保证的，哪些是要力求提高的，哪些是要兼顾：这些性能与船舶要素之间有何联系和规律，为了达到预期的设计效果，设计中应采取哪些技术措施。本科毕业论文 正文4船舶的技术性能大多与船的主尺度、船型系数、型线、总体布置等有密切的关系，因此在设计的初级阶段，在总体设计方案构思和主尺度选择时，就必须针对主要的技术性能进行认真的分析和必要的估算。1.3.1 浮性船
21、舶浮性（buoyancy）是指船舶在一定装载情况下的漂浮能力。船舶是浮体，决定船舶沉浮的力主要是重力和浮力。其漂浮条件是：重力和浮力大小相等方向相反，而且两力应作用在同一铅垂线上。船舶浮态可分为四种：1正浮状态，是船舶漂浮与静水面，船体中纵剖面和中横剖面都垂直于水面的一种浮态。2纵倾状态，船舶自正浮位置向船尾方向或船首方向倾斜的一种浮态。3、横倾状态，船舶自正浮位置向右舷方向倾斜的一种浮态。4、任意状态，是指既有横倾又有纵横倾的状态。1.3.2 稳性船舶稳性（stability）是指船舶在外力矩（如风、浪等）的作用下发生倾斜，当外力矩消除后能自行恢复到原来平衡位置的能力。船舶稳性，按倾斜方向可
22、分为横稳性和纵稳性；按倾斜角度大小可分为初稳性（倾角 100以下）和大倾角稳性；按外力矩性质可分为静稳性和动稳性。对于船舶来说，发生首尾方向倾覆的可能性极小，所以一般都着重讨论横稳性。1.3.3 抗沉性船舶抗沉性（insubmersibility）是指船舶在一个舱或几个舱进水的情况下，仍能保持不致于沉没和倾覆的能力。为了保证抗沉性，船舶除了具备足够的储备浮力外，一般有效的措施是设置双层底和一定数量的水密舱壁。一旦发生碰撞或搁浅等致使某一舱进水而失去其浮力时，水密舱壁可将进水尽量限制在较小的范围内，阻止进水向其他舱室漫延，而不致使浮力损失过多。这样，就能以储备浮力来补偿进水所失去的浮力，保证了船
23、舶的不沉，也为堵漏施救创造了有利条件。对于不同用途、不同大小和不同航区的船舶，抗沉性的要求不同。1.3.4 快速性船舶快速性（speed ability）是指船舶在主机输出功率一定的条件下，尽量提高船速的能力。快速性包含节能和速度两层意义，所以提高船舶快速性也应从这两方面入手，即尽量提高推进器的推力和减小船舶航行的阻力。1.3.5 耐波性本科毕业论文 正文5船舶耐波性（ ship seaworthness ）是研究船舶在波浪中的运动规律的一门学科。在波浪中航行的船舶，由于受到波浪的扰动，船体会发生摇荡的运动。船舶的摇荡运动包括横摇、纵摇、首尾摇、垂荡（又称升沉）及其耦合运动，其中以横摇影响最大
24、。延长摇荡周期和减小摇荡幅度有四种方法：选择适当的船舶主尺度和船体线型；安装减摇装置，如舭龙骨、减摇鳍、减摇水舱、陀螺仪等设备；合理配载船上货物，重心不要太低；航行中随时调整航速、航向。1.3.6 操纵性船舶操纵性（manouverability）是指船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变其航速、航向和位置的性能。所谓运动状态指航向和航速，所以操纵性应包括船舶能迅速改变航向的旋回性和保持指定航向的稳定性，也包括船舶改变航速和保持航速以及船舶停车和倒车时的惯性等性能。1.4 本论文主要的工作1) 根据母型船型值表画出船舶的型线图2) 根据型值表和型线图计算静水力并画出静水力曲线图3) 设计船船体阻力与有效功率计算4）螺旋桨水力性能计算与螺旋桨图5）设计船结构要求6）总布置图设计
