摘 要

本文初步介绍了配置双燃料发动机718TEU江海直达集装箱船及其设计特点，对这种新型运输方式绿色节能船进行了总体设计。主要包括设计船主要要素的确定、船体型线设计、静水力计算、阻力计算、螺旋桨设计、总布置设计、完整稳性校核、干舷计算、吨位计算和相关图纸绘制及英文翻译等内容。本船设计目标是通过对船舶型线及总布置等的综合考虑，均衡协调各方面要求，统筹优化，设计出一艘安全可靠，整体性能优良的718TEU江海直达集装箱。

设计船的主要参数如下：总长L=130.55m，垂线间长L_pp=127m，设计水线长L_wl=129.18m，型宽B=25.6，型深D=10m，设计吃水T=4.5m，排水量△=10966.97t，浮心纵向位置X_b=1.851m（位于船中前），方形系数C_B=0.749，棱形系数C_p=0.759，中横剖面系数C_M=0.987。

该设计船属于布置地位型船，设计工作以总体布置为起点，以稳性计算为重点，确保船舶在各载况的稳性安全。全文用数据和图表对进行设计时所用的方法以及SARC软件进行了具体说明，对配置双燃料发动机的718TEU江海直达集装箱船的总体设计做了全面阐释。

关键词：集装箱船；型线设计；总布置设计；稳性校核；江海直达

Abstract

The 718TEU river-sea-through container ship with configuration of dual-fuel engine and its design features are introduced.Giving the overall design of the new type of transport green energy-saving ship .This paper includes the determination of main dimensions of the ship ,the general arrangement , the design of the molded lines, the calculation of intact stability, ship hydrostatic calculations,the calculation of minimum freeboard, tonnage calculation, the design of the propeller ,related drawings and translation. The aim of the paper is to design a safe and reliable river-sea-through container ship with configuration of dual-fuel engine.

The main characters of the final design:length overall L=130.55m, length between perpendiculars L_pp=127m, length of the waterline L_wl=129.177m,breath B=25.6m, depth D=10m, draft T=4.5m, the design placement in sea water is △=10966.97t, the longitudinal center of buoyance is 1.851m away before of mid-ship, block coefficient C_B=0.749, prismatic coefficient C_p=0.759, mid-ship coefficient C_M=0.987.

The whole process of the design is on the consideration of the general arrangement. The design starts with the arrangement of the engine room and gives priority to the calculation of intact stability to ensure the safety of various load-conditions. This paper gives detailed description about the methods and SARC used in ship designing with data and charts, gives a comprehension exposition to 718TEU container ship.

Key Words: container ship; molded lines design; the general arrangement ;

intact stability;river-sea-through

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 1

第1章 绪论 1

1.1.江海直达集装箱船概述 1

1.1.1.设计背景 1

1.1.2.国内外发展现状 2

1.1.3.江海直达集装箱船研究意义 2

1.1.4.课题研究概述 2

1.2.任务书分析 3

1.2.1.设计对象 3

1.2.2.航区及用途 3

1.2.3.设计依据的规范及规则 3

1.2.4.设计要求 3

1.3.设计思想 6

1.3.1.拟采用的设计方法 6

1.3.2.设计中应考虑的问题 7

第2章 全船设计说明书 12

2.1.船型 12

2.2.航区及用途 12

2.3.船级、规范、规则 12

2.4.主尺度及要素 12

2.4.1.主要尺度 12

2.4.2甲板间高 13

2.4.3全船肋距 13

2.4.4.双层底高度 13

2.4.5.梁拱 13

2.5.定员、航速和续航力 13

2.6.吨位 13

2.7.动力装置 13

2.7.1.主机 13

2.7.2.螺旋桨 14

2.8.干舷及稳性 14

2.9.总布置概况（详见总布置图） 14

2.10.舾装设备 15

2.10.1.锚泊设备 15

2.10.2.系泊设备 15

2.10.3.航行信号设备 15

2.10.4.消防设备 15

2.10.5.救生设备 15

2.10.6.其它 16

第3章 主尺度的确定 17

3.1.主尺度初选思路 17

3.2载箱量布置及货舱布置 17

3.3.主尺度初步确定 17

3.3.1.船长L_pp确定 17

3.3.2.船宽B的确定 17

3.3.3.型深D的确定 18

3.3.4.吃水d的确定 19

3.3.5.方形系数C_B的确定 19

3.4.浮性校核 19

3.4.1.船舶排水量 19

3.4.2.估算空船重量LW 19

3.2稳性校核 21

3.2.1初稳性高 22

3.2.2 橫摇周期 22

3.3.快速性校核 22

第4章 型线设计 24

4.1.型线设计概述 24

4.2.横剖面面积曲线 25

4.2.1.棱型系数C_P和中剖面系数C_M的选择 25

4.2.2.浮心纵向位置X_B的选择 27

4.3.设计水线及横剖线形状特征和参数的选择 27

4.3.1.水线面系数C_W 27

4.3.2.设计水线首端形状 27

4.3.3.设计水线尾段形状 28

4.3.4.首部横剖线形状 28

4.3.5.尾部横剖线的形状 28

4.3.6.垂直艏的应用 28

4.4.型线设计方法及型线设计结果 29

4.4.1型线设计方法 29

4.4.2.母型船模型 29

4.4.3.设计船模型 31

4.5.型线设计结果 33

第5章 静水力计算 36

5.1.静水力曲线 36

5.2.邦戎曲线 38

5.3.稳性横截曲线 39

第6章 阻力计算 40

6.1.阻力计算概述 40

6.2.阻力计算过程 40

第7章 螺旋桨设计 44

7.1.螺旋桨设计概述 44

7.1.1.船型参数 44

7.1.2.主机参数 44

7.1.3.推进因子及效率 45

7.2.螺旋桨叶数的选择 45

7.3.推进因子的确定 45

7.3.1.估算伴流分数 45

7.3.2.估算推力减额分数 46

7.4.螺旋桨初步设计 46

7.5.终结设计 51

7.6.空泡校核 56

7.6.1.已知条件 56

第8章 舵的主要要素设计 59

8.1.舵的外形 59

8.2.舵面积 59

8.3.舵高h 59

8.4.平均舷长 60

8.5.展舷比λ 60

8.6.舵平衡比e 60

8.7.桨舵和尾型间的配合间隙 60

8.8舵厚度比 60

第9章 总布置设计 61

9.1.总布置设计概述 61

9.2.总体布局的区划 61

9.2.1. 纵向区划 61

9.2.2.横向区划 62

9.2.3.垂向区划 63

9.2.3.1.双层底 63

9.3.上层建筑 63

9.3.1.层数与层高 63

9.3.2.船员卧室 64

9.3.3. 餐厅厨房 64

9.3.4.卫生设备 64

9.3.5.扶梯 64

9.3.6.通道的布置 65

9.3.7.上层建筑内部划分 66

9.4.综合 70

9.4.1.舷墙 70

9.4.2.栏杆 70

9.4.3.舾装数与锚泊设备 70

9.4.4.系泊设备 70

9.4.5.救生设备 70

9.4.6.燃油柜、滑油柜及LNG储罐 71

9.4.7.货舱 71

9.4.8.淡水柜 71

9.4.9机舱 71

9.5航行信号设备 71

第10章 稳性计算 73

10.1.主要内容 73

10.2.舱容计算 73

10.2.1.燃油柜舱容计算 73

10.2.2.首尖舱舱容计算 75

10.3.浮态调整 78

10.4.船舶典型载况计算 78

10.4.1.典型载况重量重心计算 78

10.5.大倾角稳性 82

10.5.1.橫摇角 82

10.5.2.进水角 83

10.6.稳性衡准数K计算 85

10.6.1.受风面积及形心计算 85

10.6.2.计算风压力臂l_f 85

10.6.3.最小倾覆力臂l_q 86

第11章 干舷校核 92

11.1.干舷基本概述 92

11.2.基本干舷f₀ 92

11.3.干舷修正 92

11.3.1.干舷修正值f₁ 92

11.3.2.方形系数干舷修正值f₂ 92

11.3.3. 型深对干舷的修正值f₃ 92

11.3.4.有效上层建筑和凸型甲板对基本干舷的修正值f₄ 92

11.3.5.舷弧对干舷的修正值f₅ 93

11.4.夏季最小干舷F_min计算 93

第12章 吨位计算 94

12.1 概述 94

12.2总吨位计算 94

12.2.1. 主船体容积V₁ 94

12.2.2.上甲板以上所有围壁处所的型容积V₂ 94

12.2.3.总吨位 95

12.2.4净吨位计算 95

第13章 总结 96

致谢 97

参考文献 98

附录A 100

附录B 103

附录C 109

第1章 绪论

1.1.江海直达集装箱船概述

1.1.1.设计背景

武汉港位于长江中游，是交通部定点的水铁联运主枢纽港，在国家中部崛起战略、长江黄金水道和武汉航运中心建设中地位极为重要。

上海港地处长江三角洲前缘，居中国18000公里大陆海岸线的中部、扼长江入海口，地处长江东西运输通道与海上南北运输通道的交汇点，是中国沿海的主要枢纽港，中国对外开放，参与国际经济大循环的重要口岸。上海市外贸物资中99%经由上海港进出，每年完成的外贸吞吐量占全国沿海主要港口的20%左右。作为世界著名港口，2013年上海港集装箱吞吐量位居世界第一，货物吞吐量位居世界第二，仅次于宁波-舟山港。2015年前11个月集装箱吞吐量升3.33%至3347万箱。

如今，武汉港已开通拼箱报关业务，武汉港务集团与上海拼装企业合作，开始承接拼箱业务。货物运到武汉港阳逻二期码头后直接拼装并报关，随后直接运往上海。在上海港口海关监管仓库内，海关人员将监督开箱，把不同目的地货物再次拼装到不同集装箱内。这样一来，集装箱运转量大大增加。

武汉新港“江海直达”航线作为长江中上游地区首条通江达海航线，已实现武汉至上海洋山港72小时点对点直航。武汉、上海作为长江流域的两大航运枢纽共同合作，武汉发挥内河航运优势，上海发挥外港优势，实现上海国际航运中心与武汉长江中游的航运物流中心的联动发展。实施长江黄金水道和江海联运发展，推进长江流域航运港口体系、集疏运体系和航运服务业体系建设。