船舶主尺度确定
12页1、3 船舶主要要素的确定3.1 船舶主尺度初估3.1.1 船长(Loa&Lpp)船长 L 是表征船舶大小的最主要的因素之一。 浮力 L 的增减,对排水量的影响很大。当船的各部分重量之后大于排水量时,可以通过加大 L 来解决重量与浮力的平衡问题,但影响的面较广。 航速 L 对船舶阻力有较大影响,在不同的傅劳德数 Fn 下,Rt 及 Rr占总阻力的百分数是变化的。在对 Fn0.250.30 的低速船舶,可以考虑不使阻力激烈增加而经济上有利的经济船长 Le 的概念。 总布置 包括舱容和甲板面积两个方面, L 选小了,布置不下;L 选太大了又不紧凑。所以存在一个满足容积及甲板面积要求的适度 L。 操纵性 加大 L 将使船舶全速回转时的直径加大,并使船在曲折和狭窄的航道中航行增加困难,但有利于保持航向稳定性。 经济性 这里主要是指船体重量等变化引起的船造价的增减。增加 L 将导致船体钢料等重量又加大的增加,如要保持船有相同的载重量,则船的排水量将加大,造价及相应的费用增加。同时,L 的大小又将使船的快速性能不同,会影响到船舶的运营成本。另外,船长的大小对耐波性、抗沉性和总纵强度等方面的影响也是比较
2、大的。本船设计过程中,船长的确定主要包括总长度 Loa 和垂线间长 Lpp。我们通过型船的一些统计,得出来总长与垂线间长一般有以下关系图 3-1 Lpp 与 Loa 线性关系y = 0.9795x - 6.5939 R = 0.9957 (3-1)这是一组线性相关度非常高的数据,所以我们可以根据这个线性回归公式,来估算出垂线间长。故在任务书给定总长为 75 米级时,不妨就取 Loa=75m,则可以得到相对应的垂线间长 Lpp=66.87m。3.1.2 型宽 B在满足船宽尺度限制的条件下,选择船宽时首先考虑的基本因素是:浮力,总布置(舱容及布置地位)和初稳性高(上,下限要求)。最小船宽常由稳性下限调节和总布置要求所决定,这对于小型船舶和布置地位型船尤其是这样。a. 从布置地位看,增大船宽可增加舱室宽度,加大甲板面积,对船舶的布置及使用一般是有利的。b 从稳性要求看,船宽增大对提高船舶的稳性有显著的效果,但 B 偏大,Gm 上升有可能不利于倾角较大时的大倾角稳性。近代拖网渔船,包括远洋拖网渔船在内,由于机械化程度日益提高,为了便于布置,同时满足对容积的需求,型宽 B 已较以前有所增加,但
3、L/B 已很少大于 6。经过资料统计 2000 年至今远洋拖网渔船 L/B 集中在 4.66 之间。初估主尺度时,选取 L/B=4.6,则 B=Lpp/(L/B)=14.23m3.1.3 型深 H型深对于布置地位型要求的船舶,它取决于舱内的布置地位。从对稳性的影响来看,增大型深会引起重心高度的增加,加大风压倾侧力矩,但型深加大能使甲板入水角增大,增加稳性复原力臂曲线下的面积和最大复原力臂对应角。因此,增加型深由于重心升高会减小初稳性高,但对大倾角稳性可能有利。从船舶纵总强度方面来看,因为增加型深对提高船体剖面模数十分有效,所以增加型深对纵总强度有利。在远洋拖网渔船中型深 H 主要起到保证容积的需要,但一般对远洋拖网渔船而言,L/H 不会太大。故主尺度初估时取 B/d=2.55,已算得 Lpp=66.87m则 d=5.58m3.1.4 吃水 T设计吃水的选择主要从一下几个方面来考虑:1) 浮力 增加吃水,可减小 Cb 或 B 及 L,对快速性和减轻空船重量等许多方面都是有利的。当然减小 B 和 L 都应该满足稳性和布置地位等有关的要求;2)从提高推进器的性能方面考虑:吃水增加,桨轴沉深就
4、增大,从而空泡数较大,而吃水增加,螺旋桨半径就可以增加,从而提高螺旋桨的效率;3)从稳性方面考虑:吃水 T 增加,会使得 B/T 减小,而 B/T 对稳性的影响较大,而会造成稳性的降低;4)从耐波性的观点来看,L/T 大者,在风浪中纵摇与升沉运动较为缓和,但 T 又不可取的过小,以免引起前踵出水而产生拍击。通常在渔船设计中,T的选取往往根据 B/T 决定。根据统计,远洋渔船的 B/T 通常在 2.52.9 之间。在贾复的渔船设计中,当已知船长 Lpp 时,有以下经验公式:T=d+0.0357Lpp+0.77 (3-2)由 Lpp=66.87m,则可算出吃水 T=5.81m。3.1.5 方形系数 Cb方形系数的选择主要从以下几个方面来考虑:1)对稳性的影响:方型系数 Cb 增加,可是稳性降低;2)对快速性的影响:方型系数 Cb 越大,对摩擦阻力 Rf 影响不大,但对剩余阻力 Rr 影响较大,尤其是高速船,选择方型系数 Cb 时应首先从舱容和布置方面考虑。3)对总布置的影响:方型系数 Cb 越大,对增大舱容有利;4)对于渔船,从耐波性来看,对短的船,在减小失速现象上方形系数有着显著作用,也
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