1、华中科技大学文华学院毕业设计（论文）0华中科技大学文华学院毕业设计（论文）题目：太湖双体搜救船（19.5m）设计学 生 姓 名： 学号： 090305031127 学 部 （系）： 机械与电气工程 专 业 年 级： 船舶与海洋工程3班 指 导 教 师： 职称或学位： 副教授 2013年05月28日华中科技大学文华学院毕业设计（论文）1太湖双体搜救船（19.5m）设计摘要本课题为设计一艘19.5m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。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
2、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。关键词： 双体搜救船，总布置，三维模型,型线，静水力华中科技大学文华学院毕业设计（论文）2The Design of 19.5m Catamaran Rescue Vessels AbstractThe topic for the design of a 20m catamaran rescue vessels, the design of the main contents of the
3、main-scale demonstration, the overall layout design, three-dimensional modeling, model design, calibration stability, .Twin-hull vessel to determine the aircraft search and rescue area, after the speed, etc. to carry out search and rescue boat catamaran-scale demonstration of the Lord, according to
4、the main-scale search and rescue boat catamaran to the overall layout of the design, layout design in the light of the overall home-based transformation of ship design. Then use the maxsurfpro module maxsurf three-dimensional modeling, smoothing model, and then export the profile to carry out the pe
5、rfect lines. After the adoption of the maxsurf Hydrostatic Hydromaxpro modules as well as the calculation of large angle stability check. Keywords: catamaran rescue vessels General arrangement Three-dimensional model Lines 华中科技大学文华学院毕业设计（论文）3目 录摘 要 .1Abstract .2绪 论 .31.选题背景 .51.1太湖环境介绍 .51.2船型选择 .61
6、.3存在的技术问题 .61.4国内外的研究情况及双体船的发展前景 .72.主尺度论证 .92.1设计任务书的分析 .92.2根据母型船估算排水量、主尺度、空船重量 .102.2.1主尺度初选 .102.2.2船型系数的初选 .113.性能校核 .154.主尺度方案的确定 .153双体搜救船总布置设计 .163.1概述 .163.2总体区划 .16双体搜救船总布置图见附录一 .184.双体搜救船三维建模及型线 .194.1基于Maxsurf建模及改造 .194.1.1maxsurf简介 .194.1.2使用maxsurfpro模块，对数据预处理、 建立TXT标记点文件 .194.2使用maxsu
7、rf改造设计 .254.3型线完善 .295.性能计算 .305.1.2静水力计算 .305.1.3大倾角稳性的计算 .336 .船体说明书 .39概述 .391.主要尺度 .392.主机 .393.航速与螺旋桨 .394.总布置 .39华中科技大学文华学院毕业设计（论文）45.定员 .406.船舶舾装 .407.门与窗 .408.消防与救生 .409.电器、照明、信号 .407.总 结 .42致 谢 .43附 录 .44参考文献 .45华中科技大学文华学院毕业设计（论文）51.选题背景1.1太湖环境介绍太湖是我国著名的五大淡水湖之一，湖岸总长405公里，湖泊面积2427.8Km2,湖区有52
8、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。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
9、米以上。而且由于太湖水浅，平均水深仅1.2m，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
10、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，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
11、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。新型搜救船华中科技大学文华学院毕业设计（论文）6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。 1.2船型选择本文选择
12、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) 适居性较好 双体船单位排水量甲板面积比单体船大50，如加上上层建筑，其比例可达100。因此双体船具有宽敞的上层
13、甲板和多层上层建筑，便于舱室生活设施布置，装饰，可以建筑更多的娱乐场所，使得游客在船上的生活更为丰富，生活得更为舒适，同时可以让游客在船上多方位欣赏湖光山色。(4)操纵性好 双休船两个片体造成两个船桨之间的间距大，具有较好的操纵性；桨正转，一 桨反转，船体能原地回转或作侧内移动。双体船的回转直径比单体船小得多。经测试，单体船的回转直径为1215倍船长，双体船回转直径只有56倍船长。(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。1.3存在的技术问题技术难点：（1）由于双体船总长和总宽相差不大，使得双体
14、船的纵摇与横摇周期比较接近，当船受到横浪作用时，将会产生纵横摇的耦合摇摆运动，因而有较大的线加速度，使船抵挡横浪影响的能力较差。（2）由于船的总宽度较大，阻力大，因而横摇角小，复原反应会引起较大的横摇华中科技大学文华学院毕业设计（论文）7加速，使旅客有不舒适感。（3）采用螺旋桨扣进方式的高速双体船，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。（4）连接桥底部离开水面但高度不大，使得双体船在海中遇浪航行时底部受拍击严重，在进入内河浅水航后吸底严重。（5）船体结构重。高速双体船要比相同排水量的单体船重，这一方面是因为单体分为两个片体，结构增加，另一方面是两个片体间连接桥宽度较
15、大。要承受的弯曲与扭转力矩大。为保证其强度和刚度，必须要有较大的构件。（6）造价较高。双体船的钢材消耗量较同等排水量及用途的单体船多。加上主、辅机分别布置在两个片体内，增加了管系和电缆长度。根据实船建造情况，造价相对提高一些。（7）由于太湖的水浅，易造成潜水效应；船要沿着景点走，离岸近易造成池壁效应；同时湖里水藻就多，对推进系统要求较高。解决方案：（1）为了提高双体船的耐波性，必须减小船的水线面面积，以减少波浪对船体所产生的撞击作用。（2）由于是内湖，对船的安全性能可以降低。可以考虑使用在局部采用玻璃钢，泡沫塑料，铝合金以降低重量、成本及简化工艺。（3）由于是游船，对速度要求不高，可采用U型船
16、体，同时降低对推进系统的功率要求。（4）采用喷水推进系统，可减小尾流，提高推进效率；使得水藻对推进系统的影响减小；不设倒车齿轮箱、桨轴、尾轴套管、船身附加物，舵装置，整套喷水装仪受到船体保扩。1.4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
17、华中科技大学文华学院毕业设计（论文）8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展中，双体船技术将越来越扮演重要的角色。华中科技大学文华学院毕业设计（论文）92.主尺度论证2.1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 T 1.2M乘员 10人 船员及服务员 4人续航力 10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0.7。(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船型系数如下：总 长Loa （m）20.35设计水线长LWL（m） 18.4型 宽B （m）6.0片 体 宽b （m）1.8片体水线宽bw （m） 1.6片体中心距2Co （m） 4.2型 深H （m）1.55吃 水T （m）0.96型排水量 24.36
