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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。

⑴ 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。

⑵ 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Fn﹤0.25～0.30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。

⑶ 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。

⑷ 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。

⑸ 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 R2 = 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4.6~6之间。

初估主尺度时，选取L/B=4.6，则B=Lpp/(L/B)=14.23m

3.1.3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=5.58m

3.1.4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2.5～2.9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，也就是在同等海况下，船长相同，方形系数大者，失速较大，相同的方形系数，船长短的，失速较大。因此从耐波性来看，渔船采用较小的方形系数是比较合理的。

在贾复的《渔船设计》一书中，从实船统计分析来看，渔船的方形系数可用

下列公式表示：

Cb=1.14-0.61V/Lpp^0.5

其中，V=13.5kn，Lpp=66.87×3.82=255.4434英尺，则可得出Cb=0.62。

3.2主机功率及主机型号的选取

3.2.1.拖航功率

（1）网具阻力

网具选用1440型 扩张比0.4。参考《我国竹筴鱼中层拖网网具性能分析》应用网子阻力公式：

R=0.0899(d/a)LCV1.738 （3-14）

式中d/a=0.00149 L=472.25m C=1440m

该式仅适用于拖速1.53~3.06m/s范围内，大型竹荚鱼中层拖网网具阻力计算。 本船拖速5kn,约为2.57m/s.考虑30%风浪储备。 （2）拖网功率

本船拖速5kn,航速13.5kn

拖网功率：P1=610.78*5*0.514KW=1569.71KW （3-16） （3）船身功率

为了简化阻力计算可以由《船舶原理上册》相当平板阻力公式计算船身阻力， 将船简化为相当平板查《船舶原理（上）》可估算船身阻力：

（3-18） 式中相关参数确定如下：

Re= vL/μ(其中μ=1.006×10-6)

由摩擦阻力系数公式Cf= lgRe?2 2,将Re值代入得到Cf

总阻力系数Ct包括摩擦阻力系数Cf和剩余阻力系数（兴波阻力很小，忽略不计），因此取 Ct=（1+20%）Cf

因此由相当平板算的船身总阻力： R2= 1/2 SV2 ρCt （3-19） 由功率与船速算得船身功率 P2=R2×V1 （3-20） 由以上计算求得拖航功率 P=P1+P2 （3-21）

0.075

网具阻力：R1=R*1.3=610.78KN （3-15）

3.3.2 主机功率、主机选型

取推进效率QPC=0.50可得到主机需提供P’=P/QPC的功率用于拖航。 （1）用电功率

①速冷功率：最大网产40t，速冻柜取12个，速冷功率为600KW 冷库功率为每日产量59.5t，取120KW ②RSW舱大小=59.5/1.5=39.666m3 取40 m3 用电功率24KW ③起网功率：

起网时船速0.6m/s，起网速度1m/s, 起网阻力R=206.17KN 起网功率=329.88KW ④其他用电功率100KW

用电功率P3==600+120+24+329.88+100=1173.88KW （2）主机功率

则 所需主机功率=P/QPC+ P3 （3-22） 根据此计算的主机功率选择瓦锡兰中速柴油机机6L32，4640KW

规格如下：

表3-1 主机参数

W?RTSIL? 32

Cylinder bore

Piston stroke Cylinder output

Speed Mean effective pressure Piston speed

320 mm 400 mm

500 kW/cyl, 580 kW/cyl

750 rpm 24.9 bar, 28.9 bar

IMO TIER II

Fuel specification: Fuel oil 700 cSt/50oC

7200 sR1/100oC ISO 8217, category ISO-F-RMK 700 SFOC 185 g/kWh at ISO condition

10.0 m/s

Option: Common rail fuel injection.

表3-5 主机规格

RATED POWER

Engine type 8L32

500 kW/cyl 4 000

580 kW/cyl 4 640

表3-6 主机尺度

DIMENSIONS (MM) AND WEIGHTS (TONNES)

Engine type 8L32

A* 5 960

A 6 245

B* 2 360

B 2 295

C 2 305

D 2 345

F 1 155

Weight 43.4