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1、型線設(shè)計4.1概括主尺度確立以后，型線設(shè)計應(yīng)與總部署設(shè)計相互當合進行。正式的型線圖是后續(xù)的構(gòu)造設(shè)計性能計算的依照。型線設(shè)計的利害直接影響到船舶的快速性、穩(wěn)性、耐波性等性能，同時也會影響到船舶的總部署和建筑工藝。所以，型線設(shè)計主要考慮以下三個方面：（1）保證設(shè)計船擁有優(yōu)秀的航行性能，（2）應(yīng)滿足總部署的要求，（3）保證構(gòu)造合理、簡單，達到施工、維修方便。型線設(shè)計的方法概括起來有三種：自行設(shè)計法、改造型線法、應(yīng)用系列型線。實質(zhì)上，各樣方法不可以截然地分開。自行設(shè)計法也要寬泛利用型船和系列型線資料，改造型船法也要表現(xiàn)設(shè)計者的主觀企圖。聯(lián)合設(shè)計任務(wù)書上的要求，考慮到本船的詳細狀況，本船為一艘小型內(nèi)河散2、貨船，型船資料比較豐富，故在本船的型線設(shè)計中采納型船改造法。4.2型線設(shè)計的主要內(nèi)容型線設(shè)計的結(jié)果是以型線圖來表達船體外形的幾何形狀。控制船體型線的要素主要有橫剖面面積曲線，設(shè)計水線和船面邊線，橫剖線形狀，側(cè)面輪廓線。型線設(shè)計內(nèi)容分為型線特色參數(shù)的采納和型線生成的方法兩大多數(shù)。棱形系數(shù)CpCp的大小反應(yīng)了浮力沿船長的分布狀況。興波主要發(fā)生在首端，首波峰高壓區(qū)主要在首端Cp大，浮力沿船長分布得比較平均；Cp小，浮力相對會集在船中，船的首尾兩頭尖瘦。對中低速船，船的興波阻力在船首周邊。Cp小，滿載水線呈微凹形，這樣不僅可減少首波波高，并且可減少波峰區(qū)的水動壓力在船舶行進方向上的分力，以降低興波阻力3、。關(guān)于中低速船，因為采納Cb湊近經(jīng)濟方形系數(shù)，所以Cp沒法達到最正確值。所以，在較小Fn下，從Cb的經(jīng)濟值及與之適應(yīng)的Cm值出發(fā)選擇Cp較為適合。采納比Cp最正確值大的經(jīng)濟值，有益于在同尺度條件下艙容最大，也有益于尾機型船舶的機艙及軸系部署。因為本船型線設(shè)計采納母型船改造法，加之設(shè)計船與母型船相差較小，故橫剖面系數(shù)參照母型船，取Cw=0.988，則Cp=Cb/Cw=0.7554。浮心縱向地點Xb在必定棱形系數(shù)下，浮心縱向地點Xb表示了船的排水體積在中前和中后的相對大小，即反應(yīng)中前和中后的相對豐滿度。當Xb在中前時，船首豐滿，會使興波阻力增添，船尾瘦削可降低旋渦阻力。當Xb在舯后時，則產(chǎn)生相反的4、成效。依據(jù)選定的Cp=0.7554，在參照文件4（p254）的較佳浮心縱向地點的范圍圖中顯示，Xb取值在0.4%3%Lpp范圍內(nèi)可滿足阻力性能，而最正確浮心地點為1.4%Lpp。本船為雙槳船，實質(zhì)值范圍為上述值減去1%左右，即Xb取值在-0.6%2%。但因為該船部署比較緊張，各分項重心都沒有太大的調(diào)整裕度，浮心取最正確浮心縱向地點會造成船舶重心調(diào)整的困難，故此處直接取Xb=Xg，而不再過多考慮最正確浮心縱向地點曲線。利用主尺度確立過程中對重心的估量值，取值為Xb=Xg=0.632m，即船中偏前1.318%Lpp,在最正確阻力性能范圍內(nèi)。詳細重心地點估量以下：表4.1重量估量重心計算表重量估量重5、量（t）Xg（m）空船重量120.044-4.6貨物3502.75人員行李0.71-19.5食品淡水0.64-21燃油2.835-20滑油0.142-18備品及供應(yīng)品1.195-22總和475.5700.632此中：母型船（1500t級半艙船）：垂線間長Lpp2=70m，空船重心Xg2=-6.7m設(shè)計船空船重心：Xg1=(Lpp1/Lpp2)Xg2=-4.59m貨物重心：Xg2=24-2-38.5/2=2.75m船首形狀本船采納前傾型首輪廓線。設(shè)計水線以上的首柱做成傾斜的,這樣不但能夠使水線以上的面積快速增添，有益于減小迎浪航行中縱搖和升沉運動，并且傾斜首柱使設(shè)計水線以上的水線變得瘦削，可減少6、首端激波。其余，傾斜首柱增添了船面面積，利于首部錨泊設(shè)施的部署，并且使船外形雅觀大方。前傾量從總長，造價，增大噸位，增添泊位，降低進出港時的安全。設(shè)計水線以下的首柱形狀繼續(xù)保持水上的傾斜度，并與船底線圓滑的連結(jié)。前傾角取42度，船首形狀見圖。圖4.1首部形狀船尾形狀本船為雙機雙槳船，船尾輪廓線形狀的選擇參照母型船的部署，采納地道式船尾。初步估量螺旋槳直徑約為0.6D，取1.0m。本船采納懸掛舵，初估舵面積Ar=Ld=1.38m2，本船為雙槳船，取1.8%，舵高1.2m，舵寬1.15m，均衡比為25%。兩槳中心間距4.72m，占船寬59%。地道頂線依據(jù)母型船資料采納，地道長度取船尾到第5站的距離7、。船舶尾部型線的設(shè)計需要滿足以下要求：1）尾封板沉深：為防范空氣進入螺旋槳地區(qū)，需使尾封板沉入水線以下一定深度，本船為小型內(nèi)河散貨船，波濤較小，尾封板沉深取值，本船取0.1m，后傾角取0度。2）螺旋槳空隙：為保證螺旋槳前后水流的暢達，防范螺旋槳與船體等之間產(chǎn)生共振，螺旋槳與船體、螺旋槳與舵、螺旋槳與基線之間均應(yīng)留有必定距離的空隙，采納尺寸以以下圖。（3）其余長度要求：如圖4.2，為防范轉(zhuǎn)舵時，舵葉與船體相撞，間距H2應(yīng)不小于200mm。其余，尾封板下方的船體外板應(yīng)保持必定的傾斜，這有益于改善尾部流場，提升螺旋槳效率。為保證該處外板斜度，可限制H1，使其不小于300400mm。綜上所述，尾部形狀8、確立如圖4.2所示。圖4.2尾部形狀船底船底采納水平龍骨，無舭部高升。船面線設(shè)計船梁拱取值參照母型船，因為船寬和母型船湊近，取值與母型船同樣，為0.1m。首舷弧參照母型船，取值0.574m，折角線200mm（18站到船首），17站值為0.143m。尾舷弧取值0.378m，尾舷墻高度0.62m。尾樓高度的設(shè)置應(yīng)充足考慮到規(guī)范對駕駛視野的要求；船面梁拱取為0.1m，本船為小型貨船，采納圓形分布；首尾舷弧分別取0.574m/0.378m，以拋物線分布，首舷弧起弧點為第十五站處，尾舷弧起弧點為第六站處。首尾舷弧形狀見圖4.3，舷弧高度值見表4.2：表4.2首尾舷弧高度表站號201918171615149、舷弧高度0.5740.4160.2530.0900.04100(mm)站號0123456舷弧高度0.3780.2830.1730.1010.0630.0230(mm)圖4.3首尾舷弧圖4.3型線繪制在本次的設(shè)計中，采納CAD畫圖進行母型船改造。取設(shè)計船與母型船的中橫剖面系數(shù)同樣，型線設(shè)計各參數(shù)見表(3)：表4.3型線圖各項參數(shù)表LppBdCmCpCbXb母型船59m9.2m1.6m0.9730.7640.7850.379m設(shè)計船48m8m1.6m0.9730.7890.7680.632m因為設(shè)計船和母型船的棱形系數(shù)，浮心縱向地點不一樣，本船型線有型船改造法設(shè)計，設(shè)計船的橫剖面面積曲線參照母型船10、。第一繪制母型船的橫剖面面積曲線，再由母型船的橫剖面面積曲線繪制設(shè)計船的橫剖面面積曲線。平行中體與母型船同樣，為912站。詳細過程分為兩步：（1）改正面積曲線的棱形系數(shù)：因為設(shè)計船的棱形系數(shù)大于母型船的棱形系數(shù)，所以將型船的橫剖面積面積曲線變大,改正Cp過程以下：前半體：由xa(1x)；aCPF/(1CPF)得1xx?CPF1CPF后半體：x1x?CPA1CPA此中，x即為橫剖面面積曲線在每一站的縱坐標不變時橫坐標的改變量由此求出每一站面積曲線的改正量。（2）改正面積曲線的浮心縱向坐標:經(jīng)過修正，Cp達到0.78893，滿足要求，此時浮心縱向坐標Xb=0.00790,需修正到Xb=0.013111、67，Yb=0.4390（船長為1）。采納遷徙法對浮心縱向地點進行改正：CxB0.01799yBxCy(x)此中，xB0.00790，x即為橫剖面面積曲線在每一站的縱坐標不變時橫坐標的改變量由此求出每一站面積曲線的改正量。經(jīng)過修正，獲得橫剖面積曲線XB=0.013155（船長為1），CP=0.78893，均處于偏差范圍以內(nèi)。橫剖面面積曲線及其兩次修正的曲線如圖4.4所示：(4) 圖4.4橫剖面積曲線改造圖3）CAD畫圖作圖步驟準備工作要同時繪制母型船與設(shè)計船的橫剖面積曲線，曲線的橫坐標要縮放，最后對應(yīng)母型船的船長。繪制側(cè)面輪廓線，側(cè)面輪廓線的繪制需要滿足船舶總長，水線間長，尾部螺旋槳與舵部署，12、尾封板沉深的要求。繪制折角線、上船面邊線、船面邊線、舷墻頂線,因為這些曲線與船舶性能關(guān)系較小，所以這些線的繪制使用自行設(shè)計的方法，以光順、雅觀、適用、便于建筑為設(shè)計目標，詳細見型線圖。本船繪制400WL、800WL、1200WL、1600WL、2000WL五條水線。相鄰水線距離400mm，劃20站，每站間距2400mm，縱剖線作1000、2000、3000縱剖線。畫半寬水線圖第一在設(shè)計船橫剖面積曲線圖上，找到面積與母型船各個站面積相等的新站號（非整數(shù)站）。再將母型船橫剖線圖縮放，縮放目標為使之船寬與設(shè)計船船寬相等，設(shè)計水線與設(shè)計船設(shè)計水線相等，獲得新橫剖線圖。獲得的新橫剖線圖即為設(shè)計船的各個新13、站號對應(yīng)的橫剖線圖。由新橫剖線圖繪制半寬水線圖，此時用的是新站號，非整數(shù)站，去掉非整數(shù)站站線，劃上平均的120站，即獲得設(shè)計船的半寬水線圖。繪制設(shè)計船橫剖線圖跟據(jù)設(shè)計船半寬水線圖，聯(lián)合先前確立的首尾輪廓和船面線，用平均的整數(shù)站再畫一次橫剖線圖，即可得設(shè)計船的橫剖線圖。繪制縱剖線在繪制完成上述各線后，繪制縱剖線進行廣順性調(diào)整，縱剖線應(yīng)同時經(jīng)過橫剖線與半寬水線的對應(yīng)點，這樣才能檢驗出船舶的光順性。縱剖線不但順處，需要綜合三向視圖進行光順，直至同時三向視圖同時滿足光順性與一致性為止。檢驗、量型值、注明對不但順及投影關(guān)系不正確的地方進行改正，以達到型線圖的要求“關(guān)順性、一致性、協(xié)調(diào)性”。檢驗完成后，在14、圖上讀出型值，并對進行注明。4.4靜水力計算型線繪制完成并光順后，將各站型值量出，填好靜水力性能計算因素表。經(jīng)過靜水計算程序stab計算得出靜水力計算結(jié)果。靜水力計算結(jié)果如表4.4所示。計算結(jié)果偏差如表4.5所示，均在0.5%以內(nèi)，結(jié)果滿足要求。（靜水力計算輸入數(shù)據(jù)表詳見附錄2.1，輸出結(jié)果見附錄2.2）表4.4靜水力計算結(jié)果表TVDZBXBSXFZMZML0.498.25298.8420.2111.654278.1371.11112.701332.7270.8216.226217.5240.4251.254300.6410.7376.807180.951.2340.098342.1390.615、351.048317.0910.445.019130.8691.6475.033477.8830.8520.679360.216-1.7484.509134.942621.703625.4341.0760.127370.763-1.4694.009111.447TCBCWCMCPCHID/CMM/CMDZI/CM0.40.640.7240.9060.7060.8832.7986.847-0.0650.80.7040.7830.9560.7360.8993.0248.181-0.0461.20.7380.8260.9710.760.8943.199.283-0.0291.60.7730.938016、.9780.7910.8243.62413.350.13220.810.9660.9820.8240.8383.7314.3810.114表4.5靜水力結(jié)果偏差計算表項目T(m)V(m3)D(t)ZB(m)XB(m)計算結(jié)果1.6474.285477.1300.8520.633設(shè)計值1.6472.73475.570-0.632偏差（%）-0.330.32-0.158項目T(m)XF(m)CBCMCP計算結(jié)果1.6-1.7700.7720.9780.789設(shè)計值1.6-0.7690.9730.789偏差（%）-0.390.510依據(jù)計算結(jié)果繪制靜水力曲線圖、邦榮曲線圖和穩(wěn)性橫截曲線圖（見附錄圖1.2、1.3、1.4）。