第5章 方案構(gòu)思與主尺度選擇

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1、第五章　方案構(gòu)思與主尺度選擇5.1　總體設(shè)計方案構(gòu)思總體設(shè)計方案構(gòu)思是新船設(shè)計過程中的一個重要環(huán)節(jié)，是一項基礎(chǔ)性的工作。它對設(shè)計工作順利進(jìn)行和保證新船設(shè)計質(zhì)量有重要意義。總體設(shè)計方案構(gòu)思的任務(wù)是：①分析各項設(shè)計要求，明確設(shè)計任務(wù)；②分析同類型船的資料，采用適當(dāng)?shù)墓浪惴椒ê透鞣N可用的技術(shù)手段，設(shè)立一個初步的新船總體設(shè)計方案，分析和確定各個設(shè)計參數(shù)可能的選擇范圍，研究新船設(shè)計中可能存在的主要矛盾；③分析新船的主要技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，考慮所要采取的主要措施以及進(jìn)一步開展設(shè)計工作的設(shè)想?？傮w設(shè)計方案構(gòu)思的特點是綜合性強(qiáng)，涉及面廣。該項工作涉及到總體設(shè)計所有方

2、面的內(nèi)容，需要考慮的因素很多，要在各種錯綜復(fù)雜的關(guān)系中理出頭緒，尋找解決問題的辦法。針對具體的設(shè)計任務(wù)，由于設(shè)計技術(shù)任務(wù)書規(guī)定的要求和明確程度不同，方案構(gòu)思工作的難易程度也不同。例如常規(guī)船型的設(shè)計，如果任務(wù)書的要求詳細(xì)又具體，那么方案構(gòu)思相對比較簡單；如果船型較特殊，要求上比較籠統(tǒng)、原則，設(shè)計方案選擇的范圍又廣，那么方案構(gòu)思就比較復(fù)雜。就一般情況而言，船舶總體設(shè)計方案構(gòu)思主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：①船型特征和總布置設(shè)想；②考慮和初步選擇主尺度；③主要技術(shù)性能的估算與分析；④其他重要方面的考慮（如船舶的主要裝備、法規(guī)和規(guī)范的要求等）。以上這些方面的內(nèi)容

3、，在實船設(shè)計工作過程中，不是分割開來單獨逐一進(jìn)行，而必須將有關(guān)內(nèi)容綜合起來統(tǒng)一考慮。下面對方案構(gòu)思中有關(guān)方面的內(nèi)容作一介紹。5.1.1船型特征和總布置設(shè)想156這里所說的船型特征是指某一類型船舶總體的基本特征。根據(jù)設(shè)計技術(shù)任務(wù)書的要求，新船的類型已經(jīng)給定，通常噸位（載重量或總噸位）的大小也有基本要求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行總體設(shè)計方案的構(gòu)思，需要對新船的特征和總布置有一個基本的設(shè)想。通過這項工作，可以對新船的概況有一個明確的概念，對如何滿足新船的各項要求可以進(jìn)行具體的考慮，可以將設(shè)計工作的各個方面直接聯(lián)系起來，也便于暴露存在的主要矛盾。船型特征和總布置設(shè)想的主

4、要內(nèi)容有：主船體特征、機(jī)艙部位、甲板層數(shù)、貨艙形式、上層建筑的大小和位置、船體結(jié)構(gòu)特點等。這些設(shè)想必須從新船的使用要求和客觀情況出發(fā)，參考相近的優(yōu)良實船資料和使用經(jīng)驗才能合理作出。每種類型的船舶，經(jīng)過長期的使用和不斷地改進(jìn)，都已形成了各自的特征和特點。設(shè)計新船時對這些實踐證明合理、有效的特征和特點應(yīng)予以借鑒，并結(jié)合新船的具體要求有所改進(jìn)和創(chuàng)新。船舶的類型很多，就運輸船舶而言，就有散貨船、集裝箱船、多用途船、滾裝船、冷藏船、運木船、油船、化學(xué)品船、液化氣體船、客船、車客渡船等各種船舶，它們有各自的特點。設(shè)計不同類型的船舶，總體方案的構(gòu)思有所不同，對船型的

5、特征和總布置的構(gòu)思差別很大。限于篇幅，本書僅對散貨船、集裝箱船、多用途船這三種船舶的特點作一簡要說明，其他類型船舶的特點可參閱有關(guān)文獻(xiàn)。1.散貨船散貨船以運輸大宗貨物為主，主要有：煤、谷物、礦砂等，也可以裝運木材、鋼材、紙漿、重貨等。設(shè)計時一般以其中的一、二種貨物為主來考慮。散貨船的載重量一般都在萬噸以上，大型散貨船為13萬噸~17萬噸（好望角型），6~8萬噸級為巴拿馬型（型寬限制約為32.2m），4~5萬噸級的稱為靈便型。3.5萬噸級以下的散貨船有不少是吃水受限制的寬淺吃水船。國內(nèi)沿海也有5千噸級左右的小型散貨船。圖5.1.1是一艘載重量為27000

6、t的散貨船。圖5.1.1　DW=27000t散貨船載運大宗貨物的散貨船都是低速船，所以船體都比較豐滿，大多為單槳推進(jìn)，寬淺吃水型船也有采用雙槳?，F(xiàn)代散貨船一般都設(shè)置具有整流作用，并能兼顧壓載航行工況的球首。散貨船的總布置有以下特點：①156現(xiàn)代散貨船都采用尾機(jī)型（機(jī)艙設(shè)在尾部）。這樣中部方整的部位都可以用于貨艙，有利于貨艙口的布置和提高艙容利用率，也有利于結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，提高總縱強(qiáng)度。機(jī)艙的長度在機(jī)艙布置許可的情況下應(yīng)盡量縮短。方案構(gòu)思時可用第四章4.1.3節(jié)介紹的方法估算機(jī)艙長度。首尖艙的長度約0.05~0.07LPP，尾尖艙的長度約0.035~0.0

7、45LPP。①散貨船的貨艙通常設(shè)有頂邊水艙和底邊水艙，如圖5.1.2（a）所示。這種貨艙形狀的好處是：減少了卸貨時的清艙工作量；可以將散貨裝滿，減少平艙工作量；頂邊艙和底邊艙用于裝載壓載水，增加了壓載量，提高了壓載重心，可增加壓載航行的首尾吃水和改善壓載狀態(tài)的橫搖性能。頂邊艙和底邊艙的形狀參數(shù)詳見第七章的圖7.2.2。圖5.1.2（b）的貨艙形狀是在（a）的基礎(chǔ)上增設(shè)了舷側(cè)的內(nèi)側(cè)板，從而形成了一個完整的雙殼體結(jié)構(gòu)，增加了船體的強(qiáng)度和剛度，對破艙穩(wěn)性也有利，但對貨艙艙容有一定的損失，也增加了一些船體鋼料。圖5.1.2（c）是礦砂船的貨艙形狀，因礦砂密度大

8、，所需艙容小，所以雙層底高度和邊艙尺寸都很大，這樣可避免貨物重心過低，初穩(wěn)性過高，橫搖周期過短