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1、一种沿海高速排水型艇的设计一高l理抛,/一种沿海高速排水型艇的设计-云监巡04李熠印Lf-7云监巡04(图名:连云港16m巡逻艇)是利用日元贷款的国际招标项目,由长江船舶设计院设计,江扬船厂建造,交通部连云港海上安全监督局使用.该艇于1990年初开始设计,当年12月建成,并一次试航成功,各项技术指标均达到或超过标书要求,顺利交付船东.经过一年多的营运,用户对该艇表示满意.实践证明,该艇具有航速高,稳性好,操纵灵活,振动小,噪声低,外型美观等优点,满足连云港港区巡逻护航的要求.该艇是采用先进快艇技术设计成功的实例.投标回顾标书对本艇的主尺度,航速,抗风能力,主机油耗等提出了要求,因此,在满足各项
2、技术指标的前提下,如何以最小主机功率达到航速要求成为关键.在主机选型之前,首先应确定本艇阻力,唯此才能为主机选型提供准确依据.本艇F,=0.6164,L/V.=5.55.6,属于高速排水型艇(即中速艇).高速排水型艇是近年来造船界研究的热门,其中,阻力是较难准确预估的一个难题.在收集了近几年造船刊物上发表的高速排水型艇阻力预报文章及我院设计的20米级巡逻艇,12米监督艇(均做过船模试验)资料后,逐步估算本艇的阻力,反复分析,比较阻力估算结果的准确性.确定了采用宽尾,圆舭,短折角线型.根据标书对主机油耗的要求(155克/马力.,J,时),对现有高速轻型柴油机进行选型,经过车叶计算,确定主机采用德
3、国MWM公司生产的TBD234V8(323kW/2100rpm)柴油机.开标后,其它几家投标单位也都是选用MWM公司的柴油机作主机的,所不同的是机型,功率相异.二,全船综述1.主尺度总长L0A17HI水线长LL16m甲板宽B.3.8m水线宽B3.6m型深D2.0m?5O?设计吃水T排水量没计航速试航航速定员1HI23.9ftf15苛15.6节l0人2.航区,用途,续航力本艇航行在连云港庙岭区域及锚泊地.用于巡逻,帮助船舶进出港口,处理船舶违章事件,维护航行秩序,保证航行安全,防止水域污染,指挥和营救遇难船员.本艇在设计状态下能持续航行3O0湮.3.总布置(见封面)根据本艇的使用要求及特点,在实
4、用的基础上考虑总体设计,外型力求简洁,明快,富有快速感,具有较宽敞的艏,艉甲板,便于执行任务.浮态也是影响航速的重要因素,而调整浮态所需要的压载与减轻重量又相矛盾,权衡利弊,决定不设压载舱,通过合理布置,控制浮态.实艇浮态与设计值很接近,达到了预期目的.4.推进与操纵系统(1)主机:MWMTBD234V8一台323kW/21OOrPIll齿轮箱:WAF240减速比:2.962:1(2)车叶要素:.直径:0.96m叶数:3叶型式:高恩材料:高锰铝青铜(ZQAn2832)(3)舵:设流线型平衡舵一只,0.1tfm手动液压舵机一台.舵要素:舵面积0.34m面积系数2.125%型式NACA00155.
5、稳性本艇稳性满足中国船级社海船稳性规范(1986)对I类海域的要求,抗风能力大于6级.6.船型根据本艇F=o.6164,L/v邝=5.56,采用宽尾,圆舭,.短折角线型,配置以与该艇航速,尺度,流态相适宜的防溅条,尾压浪板.从试航情况看,流态,压浪效果很理想.7.船体结构.在主尺度确定的情况下,影响航速的首要因素是排水量.由于目前国内尚无船长在2O米以下的钢质海船规范,为此,将国外小艇规范与国内海规进行优选比较,确定合宜规范,优化结构型式,以期达到减轻结构重量提高航速的目的.(1)结构型式本艇为单底,甲板,一层甲板室,钢质,全电焊结构船.船底为纵骨架式结构,舷侧,主甲板,甲板室均为横骨架式结构
6、,全船肋距500mm,纵骨间距400mm.(2)规范本艇曾按下列三个船级社的海船规范对结构进行了设计:A.巾国船级社(ZC)钢质海船入级与建造规范(1989年).?5l?船体主妻构件对比麦_规范中国规范英国规范德国规范ACBC序ABC口丐尺寸重量尺寸重量尺寸重量kgkg构件名称(mm)(kg)(ram)(kg)(ram)(kg)1平板龙骨61100848511007O74.5ll00636212712船底板,外板4,5,632314,4.5274742585646162r3主甲板5,615464,4.511954.512652817C4甲板室围壁3.583O4,4.51OO7371111929
7、65甲板室顶蓬3.57394,4.58973,3.5686532116横舱壁4,4.58944,59463,473615821O7中内龙骨T7180194T6215I52r6200123712910120880L6608旁内龙骨T曼璺247,4215218,4200206411866055O55O.6215,62009:实肋板工35947O4448526660660J453O45636510j船底纵骨2831L5636529127045563405L4530411J肋骨174L5636x4206545304166840L50324横舱壁扶强-4530412556365157L453041O21
8、164114材-56364.414O,414013甲板纵桁,上.L491534.312O266225268强横粱,5150614O.L上_14甲板普通横L5636515OL45x3Ox498L4530x49852O_梁l15甲板室扶强L56365271L45304177L3Ox20x3_材,横梁,L45x3O413213945-16顶蓬纵桁,工15931101O7,3x1101O752O强横梁440_171O31896OO83062O121294沿海小型船舶船体建造补充规定(1986)B.英国劳氏船级社(LR)游艇和小艇入级与检验规范(1983年)C.联邦德国劳氏昭级社(GL)(现行)钢质专用
9、船(艇)船体建造规范(1982年1oR版)(限定船体长度L40m者)详见船体主要构件对比表从表中可以看出,按中国规范和英国规范设计的船体结构,其重量分别要比按联邦德国规范设计的结构重2012kgll1294k,其所占比重分别为24.2%和15.6%.经过船检局的认可,本艇按联邦德国劳氏船级社(GL)规范进行结构设计.仅结构重量这一项,为船舶建造过程中材料代用,不可估之重量增加,提供了有效储备.8.减振降嗓高速艇的振动,噪声一般都比较严重,这与艇自身结构薄轻,主机功率大,驾驶室,休息室与机舱毗临,螺旋桨转速高以及波浪冲击等因素有关.本艇除设有一台主机外,另设有两台发电机组.因此,本艇的减振降噪措
10、施应预充分重视.在设计中参照了我院设计的12米监督艇减振降噪措施成功方案,设置了隔声壁结构,并在尾部激振进行结构加强实艇试航证明,上述措施效果理想,船员对此满意.由此可以看出,适当牺牲一些重量,以改善船员工作条件,是值得的.9.合理布置充分发挥主机功率-MwM主机对机舱新风要求很高,而且自身热辐射大,环境温度的高低也直接影响其功率的发挥.本艇除轮机设计中考虑了两台轴流风机外,在棚,窗,门设计上也采取了有效措施.机舱棚顶设有四扇水密天窗,两舷设有四对内开水密舷窗,机舱下舱口设在尾部,以上措施对加速机舱空气流动,降低环境温度及采光均有利.试航表明,机舱通风良好,主,付机运转正常.1O.建造工艺建造质量的好坏,也直接影响船舶的性能.为保证艇体线型光顺及薄板的成型质量,船一采用了CO.气体保护焊工艺及整体反身建造方法,实艇建造质量令人满意.11.改进措施本艇L/V/.值较小,尺度组合不好,在其它尺度不变的情况下,将船长增加2米;那么会是较优秀的船型.1.要求.2.3.4.三,实船试验结果实艇交验复核其稳性,满足中国沿海I类航区要求,抗风能力大于6级,满起标试航速度15.6节,超过标书l5节的要求.系泊,航行试验表明,主机运转良好,主机与车叶匹配,主机选型与车叶设计均成功.操舷灵活,操纵性好.?58,?
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