摘 要

本文主要阐述了7000吨江海直达散货船的方案设计。主要内容包括任务书分析，船型和主要要素的确定，船体型线设计，船舶性能计算，总布置设计，浮态调整，舱容和各种载况下的稳性计算，阻力计算，螺旋桨设计。整个设计过程以货舱舱容、稳性设计为中心。确保设计的船具有足够的舱容，能够安全高效的运输，实现良好的经济效益。

船舶设计遵从设计任务书的要求，从载重型船舶的基本原理出发，注重舱容和运输能力的提高，所以本船的设计尽可能的降低了造价，降低消耗，从而最大化的提高运输能力和获得利润。

关键词：船舶方案设计，螺旋桨设计，浮力及稳性校核

Abstract

This paper mainly describes the scheme design of 7000 tons of direct bulk carrier. Main contents include brief analysis of ship type and the determination of the main elements of hull lines design, performance calculation, layout design, the float state of structure adjustment, capacity and stability calculation under various load conditions, resistance calculation, propeller design. The whole design process is centered on hold and stability design. Ensure that the design of the ship has enough room capacity, can safely and efficiently transport, and achieve good economic performance.

Ship design comply with the requirement of the design specification, starting from the basic principle of ship, pay attention to the capacity and improvement of transport capacity, so the design of this vessel as much as possible to reduce the cost, reduce consumption, to improve the transport ability and profit maximization.

Key Words：Ship design, propeller design, buoyancy and stability check

目录

绪 论 1

1调查报告 1

1.1江海直达船的共同特点 1

1.2江海直达船与海船和内河船的差异 2

1.3江海直达船在船型上的特点 2

1.4江海直达船在总布置上的特点 2

1.5航道情况 2

1.6货源情况 3

1.7型船资料整理 3

2任务书分析 4

2.1船型和吃水要求 4

2.2船舶入级 4

2.3装置及设备 4

3全船说明书 5

3.1船型、航区及主要用途 5

3.2船舶入级 5

3.3主要尺度及性能 5

3.3.1主尺度和船型系数 5

3.3.2航速和续航力 6

3.3.3船员配置 6

3.3.4稳性及干舷 6

3.4总布置 6

3.5船体结构 7

3.6舾装设备 7

3.6.1锚泊设备 7

3.6.2货仓盖 7

3.6.4救生设备 7

3.7动力装置和推进装置 7

3.8其他要求 8

4船舶主要要素的确定 8

4.1初估排水量 8

4.1.1确定载重量系数 8

4.1.2估算载重量 8

4.3主尺度及船型要素的确定 9

4.4性能校核 10

4.4.1浮性校核 10

4.4.2舱容校核 11

4.4.3快速性校核 12

4.4.4初稳性校核 12

5型线设计 12

5.1型线设计时必须考虑的三个方面 12

5.2型线设计步骤 13

5.3主要型线要素的确定 13

5.4首部轮廓 13

5.5尾部轮廓 14

5.6船底 14

5.7型线图绘制步骤（型船改造法）： 14

6静水力计算 15

7总布置设计 16

7.1基本规范和原则 16

7.2主水密舱壁的划分 17

7.3机舱 17

7.4双层底 17

7.5货舱 17

7.6尾楼和甲板室 18

7.7各种舱室的布置 18

7.7.1工作舱室 18

7.7.2居住舱室 18

7.7.3公共场所 18

7.8通道及楼梯口的布置 19

7.9船舶设备 19

7.10纵倾调整 20

8螺旋桨图谱设计 20

8.1艾亚法 20

8.2初步设计和终结设计 21

8.3 空泡校核 23

9 干舷计算 24

10舱容校核与计算 25

10.1舱容计算 25

10.2绘制舱容要素曲线 25

11各种载况下的稳性和浮态计算 25

11.1典型载况计算 26

11.1.1满载出港 26

11.1.2压载到港 27

11.2各种载况下浮态、初稳性高、横摇周期、横摇角及加速度的计算 29

12吨位丈量 31

12.1总吨位 31

12.2净吨位 31

参考文献 31

结束语 32

绪 论

本文为江海直达船舶方案设计，主要内容包括了任务书分析、型线设计、静水力计算、总布置设计、舱容校核、浮性和稳性校核等。整个设计过程以载重型船舶为核心，追求船舶的载重和运输能力优秀，确保船舶的具有足够的载货量，改善设计船的稳性，同时具备良好的经济性。

设计船主要参数如下：总长Loa=114.38m，垂线间长Lpp=106m，设计水线长Lw=m， 型宽B=17.7m，型深D=7.7m，设计吃水T=5.9m，排水量Δ=t， 浮心纵向位置 Xb=1.056m(舯后)，方形系数 Cb=0.85，棱形系数 Cp=0.86，中横剖面系数 Cm=0.95，能达到的最大航速为 17.6km/h。 全文共分为13个部分，对7000t江海直达散货船设计做了全面的阐述。

1调查报告

在进行毕业设计之前，需要进行一段时间的毕业设计调查，即根据老师提出的调查提纲，有目的有针对性的收集资料。然后对这些资料进行整合整理，了解到了我所要设计的7000t江海直达运矿船，其中包括了设计船的作业要求、作业环境、货源分布等，以及在设计时的各种参数的选择应取的大致范围和此类船舶与其它的船舶的不同的地方都有了一定的了解，并且收集了一些与之类似的船舶的资料以供我在设计时参考。

1.1江海直达船的共同特点

江海直达运输由于减少了中间环节，消除了货物损耗，大幅降低运输成本而深受船东和货主的青睐。江海直达船在最近几年的发展中正逐渐完善，成为一种节省经济的有效途径。江海直达船舶作为一种新型船舶，它与其它船型相比有如下特点：（1）吃水浅、装载量大、船舶平面尺度大。由于它受到江段航道的限制，吃水浅，从而长和宽都应相应增大，形成平面尺度大的特点。（2）要适应江、海段的航行要求。一般江船为适应江段的航道的要求，吃水较浅，操纵灵活，具有良好的回转性；海船则要求结构较强，适航性要求高，具有良好的航向稳定性和足够的稳性，横摇周期长。所以在设计中应兼顾两者的特点，尽可能的让两者能和谐统一。（3）江海船属于浅吃水肥大型船。江海船由于受到航道的限制、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属浅吃水肥大船型。（4）江海船多采用适宜的齿轮箱减速比加大螺旋桨的直径以提高推进效率；或尾部加装节能装置，改善螺旋桨进流，回收尾部能量，达到节能效果。（5）江海船一般采用缩短船长、增大船宽的方法以满足排水量的要求。（6）江海船的主机功率较小、航速成本较低，每载重吨对应的功率较小。（7）江海船的舵面积也较大。

1.2江海直达船与海船和内河船的差异

与一般的千吨级海船和内河船舶相比，江海直达船既要考虑海上航行风浪的影响，又要结合内河航道对其的限制，所以其一般方形系数较大，L/B较小，B/T较大，有利于在同样的吃水条件下较海船有更大的载重量。而且江海直达船多为双机双桨，导致其主机功率较小、航速较低，每载重吨对应的功率较小。与一般的内河货船相比，江海直达船能够从内河直接航行至近海，在强度上需拥有海船的水平，能够抵抗海上的风浪。

1.3江海直达船在船型上的特点

在主尺度选择与船型设计上，海船主要考虑在海上航行时对抗风性、耐波性以及航向稳定性的要求；内河船则要具备在内河航区航行时良好的回转性与较高的操纵性。江海直达船由于航行区域的特殊性，需要用时满足在内河、沿海两种环境的性能要求。所以在船型设计上必须要综合考虑两种航区的特点，合理选择船型参数。具体如下：

（1）船型为钢质、单（双）层甲板、双机、双桨、双舵、尾机型、浅吃水，有的首部带球鼻首，尾部型线有巡洋舰尾、（不对称）双尾、双尾鳍、蜗尾等，由于机舱位于尾部，货舱置于机舱前面，通常设一或二个货舱,并设有双层底，一般首部设首楼，尾部有尾楼及甲板室。 （2）舱容系数为1.2～1.9m³/t,平均值为1.5m³/t左右，设计吃水较小的江海船，其舱容系数较小。（3）加大货舱开口，目的在于装载大件货物和提高装卸效率，对于吃水浅，型深较小的江海船也有采用甲板上载货的形式。（4）低航速。江海船的佛氏数在0.175～0.215之间，航速一般为8.5～13.8kn，其中1000～5000吨级的航速为9.5～12.0kn。（5）变吃水、肥大型。由于江海船吃水浅，对经济性不利，通常将其设计为变吃水船，以提高其载重量系数。变吃水的范围一般为0.2～0.6m，个别的可达1.0m。一般取结构设计吃水为1.1倍的设计吃水。多数江海船B/Tgt;3.0，且方形系数C_bgt;0.7。

1.4江海直达船在总布置上的特点

（1）舷边顶舱装压载水和采用高位油舱和高位水舱都有利于船舶耐波性。（2）甲板载货形式，甲板上设围堰。（3）控制船的总吨位，提高经济性。（4）考虑过桥限制，设置倒桅或升降驾驶台。（5）尾楼及甲板室有利于船舶满载时的纵倾调整，有利于尾机舱、尾尖舱上宽敞主甲板面积的充分利用，也有利于船员居住、生活和操作。（6）上层建筑的高度应适应过大桥的要求，其结构设计应考虑避免尾部振动，如尽量使上层建筑的前端壁和机舱前端对齐，或让上层建筑能较多的得到机舱结构的支持，以降低振动。

1.5航道情况

本船主要航行于武汉港至长江下游航道，根据2015年10月份长江航道局公布的数据，长江中下游各航段的维护水深：汉口至安庆维护5.0m，安庆至南京维护7~9m，其余下游航道都维护10m以上。均满足本船的吃水要求。

1.6货源情况

本船的运输任务是以装运铁矿石及钢材为主兼顾其它散货。经过调查得知，武钢集团公司每年需要从澳大利亚进口一千万吨铁矿石，而运输路线一般是先由远洋运输船舶将矿石运至北仑港，然后再由江海直达船舶从北仑港运至武汉工业港，而且带有大量的橡胶、纯碱、食糖、海产品以及进口的电子、化工、机械产品等需要运进武汉，所以本船从北仑港到武汉工业港的货源是比较充足的；又湖北省出江的有水泥、钢材、粮食、黄麻、煤炭、棉花、石膏等，外贸出口的有水泥、重晶石、轻工纺织品等，所以本船从武汉工业港到北仑港的货源也是比较充足的；并且上述所运的货物大部分为重货物，若用其它的运输工具运输，运输成本必然会增加。综上所述，本船在营运时的货源是比较充足的。

1.7型船资料整理

1.8设计思路