《船舶设计原理》课程设计本科课程设计说明书船舶设计原理课程设计学院专业班级学号学生姓名指导教师提交日期2014年12月30日课程设计任务书，内容如下：1.课程设计题目：一艘多用途工作船的船型方案主尺度的设计2.应完成的项目：（1）总体设计方案构思（2）船舶主尺度及排水量确定（3）典型横剖面面积的确定（4）编写课程设计说明书3.参考资料以及说明：（1）《船舶设计原理》顾敏童主编，上海交通大学出版社出版，2001（2）《船舶设计实用手册》，中国船舶工业总公司编，中国交通科技出版社，20074.课程设计的基本要求：（1）在对设计技术任务书进行全面分析的基础上，对新船的设计方案必须有一个方案构思，提出设想和对各种可能存在的问题进行分析和思考。
（2）对选用的母型船资料和各种估算方法应分析其合理性和适用性。
（3）在选择新船主要要素过程中，除了考虑技术因素以外，必须考虑到新船的经济性，例如造价、营运成本等因素。
本课程设计中，不要求对新船的经济性指标进行详细的计算和论证，但是在新船的主尺度选择中必须考虑经济性因素，并对此进行必要的分析和讨论。
（4）应勾画总布置草图，区划主船体舱室等，以便能较为准确地校核布置地位和舱容。
（5）空船重量和主要性能的估算或计算要求可靠和准确；初稳性计算至少应包括两种装载情况。
（6）型线设计要求设计横剖面面积曲线、满载设计水线和典型（0、肿、20号站）横剖面型线。
（7）课程设计说明书应能反映设计思想和设计工作的全过程，每一部分都应有必要的说明和小结，应条理清楚，文字通顺，排版工整，要求用计算机打字成文。
5.本课程设计任务书于2014年12月9日发出，应于2014年12月23日前完成。
目录第一章绪论51.1 概述51.2 研究意义 51.3国内外多用途工作船的发展 61.4 课程设计技术任务书 61.5 课程设计的主要工作内容和基本要求 71.6方案构思 81.7 母型船资料 8第二章船舶主尺度及排水量的初步估算102.1确定主尺度应考虑的因素102.2主尺度选择的一般步骤 112.3 主尺度的确定方法 112.3.1根据统计资料和近似计算公式来确定船长范围 112.3.2船宽的初步估算 122.3.3型深D和吃水d的确定 122.3.4方形系数的估算 122.3.5 其它船型系数的确定 122.3.6 船舶重量估算及载重量的估算 132.3.7 船舶重量估算 132.4 小结 13第三章性能平衡及校核143.1 舱容及重力与浮力平衡校核 143.1.1舱容校核 143.1.2重力与浮力平衡校核 153.2 初稳性校核 163.2.1初稳性高度及横摇周期估算163.3自由航速校核 173.3.1计算有效马力曲线 173.3.2总推进系数计算 18 3.4 干舷校核 20 3.5 本章小结 21第四章主尺度方案的确定22第五章船体形状的确定结束语 22 参考文献22第一章绪论1.1 概述本课程设计是与船舶与海洋工程专业主干课程《船舶设计原理》课程配套的实践性课程。
它的任务是通过课程设计来加深对船舶设计原理理论知识的理解，重点是培养学生综合分析问题、解决问题的能力和实践动手能力。
本课程设计要求按照技术任务书，完成一艘多用途工作船的船型方案主尺度的设计。
本课程设计是在船舶设计原理的基础上，结合一学期所学内容，综合分析计算出所要求的船只。
因为知识和时间的限制，本计算是较粗略的，在excel表格中计算只是大体满足了基本的要求。
主尺度计算主要是通过母型船的公式，估算和校核基本依照书本所给的公式。
通过最后调试和校核，最后得到是满足所给主机功率的各项数值。
因为学识所限，感觉纯在着许多漏洞，希望老师在批改的时候能指正。
1.2 研究意义随着海上石油和天然气开发工程的迅速发展，为海上工程提供各种服务的特种工作船舶，已成为海上石油和天然气勘探和开采工程不可缺少的一个组成部分。
其主要用途是：1）作为钻井、采油、修井作业等各类平台或海上其他大型漂浮物远距离拖航的主拖船，执行拖带等作业任务；2）执行钻井、采油、修井等各类平台或海上其他大型构筑物的安全守护、抢险救助任务；3）执行钻井、采油、修井等各类平台供应燃油、淡水、钻井水、钻采器具、液态泥浆、水泥等物资；4）为钻井、采油、修井等各类平台、浮吊进行起抛锚、移位、就位等生产施工作业。
简单的说，就是物资载运、拖带、供油、供水、供水泥、消防等。
这要求船舶有较好的操纵性，能够适合在各种风浪、流条件下靠离平台，适合在复杂海况下拖带平台就位。
该类船上除了具备通用的拖轮设备外，安装的专用设备主要有：导管式或喷水式推进器、全回转螺旋浆、首侧推装置、大功率的消防炮、泡沫消防系统等。
通过以上分析可以看到，多用途工作船具有很多的功能，并要求具有处理海上突发性事故的能力。
1.3 国内外多用途工作船的发展趋势多用途工作船的发展经历了一个由不成熟到逐渐成熟的发展过程。
以胜利石油管理局的多用途工作船为例，船总长 46.23 米，型宽9.80 米，型深3.20 米，总吨 496吨，净吨149 吨，吃水 1.40 米，主机功率 370KW×2，仅具有一定的物资供应能力和小型拖带能力，不具备拖带现有平台的能力。
对钻井平台一口井位的物资供应需要多个航次，且拉运水泥需要装载水泥的专用车辆，不具备对外消防能力；而 10000HP 多用途工作船是胜利油田有限公司“十五”期间海洋石油生产的重要工程之一，它的建造是为提高油田应对海域及周边海区突发性事件的紧急救助能力，减少因恶劣天气和海况对财产和生命安全造成的损失。
该船具有拖力大、功能强、用途多、设备先进的特点，是目前我国自行设计建造的大马力、具有动力定位功能和强大消防功能的多用途工作船。
随着能源产业和海洋工程事业的迅速发展，多用途工作船也根据海上作业需要不断发展，船舶性能逐渐改善，船舶功能逐步完善，能够满足多种海上作业需求，成为真正意义上的多用途工作船。
1.4 课程设计技术任务书1）船型及用途本船为双机、双桨海洋多用途拖轮，主要用于拖带、消防、港口作业等多种用途，航行于近海海域。
2）船级及规范本船入中国船级社，设计建造应满足中国船级社现行规范、规则及有关公约的要求。
3）稳性与干舷本船稳性与干舷应满足中国海事局 2004 年颁布的《船舶与海上设施法定检验技术规则·国内航行海船法定检验技术规则》中对近海航区拖轮的要求。
4）船体结构本船为全焊接钢质拖轮，骨架形式按结构设计要求选用横骨架式，结构构件的尺寸按中国船级社《钢质海船入级与建造规范》（2006）进行设计。
5）船员本船定员为14 人。
6）航速、拖力航速：在风力不超过蒲氏风标 3 级、主机以额定转速运转时，拖轮在满载状态静水中航行时的自由航速大于 13.0 节，拖带航速 6 节。
系柱拖力：～400kN。
7）主机、齿轮箱主机：型号 6320ZCd-6型柴油机（或自选）额定功率 1470kW×2额定转速 525 转/分齿轮箱：型号 GWC45·49转速范围：400～900 转/分减速比：2.4671：18）续航力本船续航力为 3000 浬，能携带燃料油～500 吨，轻柴油～35 吨，滑油～9 吨，淡水～320吨。
9）自持力本船自持力为30 天。
1.5 课程设计的主要工作内容和基本要求1.5.1 课程设计的主要工作内容1）总体设计方案构思；2）船舶主尺度及排水量确定；3）编写课程设计说明书。
1.5.2 课程设计的基本要求1）在对设计技术任务书进行全面分析的基础上，对新船的设计方案必须有一个方案构思，提出设想和对各种可能存在的问题进行分析和思考。
2）对选用的母型船资料和各种估算方法应分析其合理性和适用性。
3）在选择新船主要要素过程中，除了考虑技术因素以外，必须考虑到新船的经济性，例如造价、营运成本等因素。
本课程设计中，不要求对新船的经济性指标进行详细的计算和论证，但是在新船的主尺度选择中必须考虑经济性因素，并对此进行必要的分析和讨论。
4）应勾画总布置草图，区划主船体舱室等，以便能较为准确地校核布置地位和舱容。
5）空船重量和主要性能的估算或计算要求可靠和准确；初稳性计算至少应包括两种装载情况。
6）课程设计说明书应能反映设计思想和设计工作的全过程，每一部分都应有必要的说明和小结，应条理清楚，文字通顺，排版工整，要求用计算机打字成文。
1.6 方案构思按设计任务书要求，本船为海洋多用途拖轮，应具备以下特点：1）较高的自由航速；2）保证优良的操纵性；3）具备较大的系柱拖力；4）足够的稳性和适航性；5）海洋多用途拖轮应有的其他性能和设备。
根据以上的特点，本船设计应做到以下几点：1）本船采用双机双桨，以获得较高的自由航速，快速到达作业海域。
2）为保证本船优良的操纵性，应力求减小船长。
3）为提高本船的推进效率，增加拖力，应加大尾吃水，以增大螺旋桨的直径。
4）在保证足够稳性和适航性的情况下，型深不应过大，以免引起重心升高和受风面积的增大。
5）本船应需配备以下主要设备：大功率的自动拖缆机，相应能力的起吊设备和对外消防设备等。
1.7 母型船资料一、概述本船是航行于沿海航区的2940KW 的海洋多用途拖轮。
钢质结构，单连续甲板，长首楼，双机，双桨，双舵船舶，主要任务是营救遇难船舶，拖带搁浅、触礁以及失去机动能力的船舶返回安全地区。
二、主尺度及主要要素船长LOA57.62m垂线间长LPP49.40m型宽B12.00m型深 D 5.00m设计吃水d 4.20m满载排水量Δ1852.1t方形系数CB0.723棱形系数CP0.794舯剖面系数CM 0.911水线面系数CW0.900浮心纵向位置XB-2.122m自由航速V12kn三、主机型号6320ZCd-6型柴油机额定功率1470kW×2额定转速525 转/分齿轮箱减速比 2.4671：1四、螺旋桨采用四叶外旋定螺距螺旋桨 2 个，材料为镍铝青铜。
第二章船舶主尺度及排水量的初步估算2.1确定主尺度应考虑的因素1、船长对于各类不同用途的拖轮，其船长的选择是不同的，如对于内河浅水拖轮，由于吃水过小，为了得到一定的排水量不得不加大船长，对于港作拖轮则应尽量减小船长以得到港内自身回转的灵活性，而对于长途航行的拖轮及海洋拖轮，要考虑到减小阻力以及对风浪的抵抗能力，则应适当的增加船长。
本船的基本考虑因素有以下几点：(1)满足布置要求。
主甲板以下要布置机舱、淡水舱、重油舱及首尾尖舱等，这些舱室应分布合理，使拖轮在满载和空载情况下尾部吃水变化较小，以保持车叶和舵的良好性能，必要时需考虑设置压载舱，船长应能满足以上布置的要求。
(2)航道限制。
内河拖轮，特别是运河和浅水急流航道的拖轮要考虑航道的最小曲率半径对船长的限制。