【《24300DWT散货船的初步结构设计》13000字】

③其他舱室所需容积。其他舱室所需容积约为主船体容积的，这里取为4%，计算得VA=1877.52m3（4）全船容积的校核过程如下。现在全船各部分容积是已知的，因此可以用全船容量方程（1-36）[3]来校核舱容。（1-36）式中：——上甲板以上装货容积。由于该等式需要满足等于或大于，因此可先不计入项。将上述各舱室所需容积带入估算可得，VC+VB+VM+VA+VOW=41627.35VH=46937.95m3，则3）货舱横剖面设计新船平行中体的横剖面圆舭部升起高度时，新船的舭部半径可以按经验公式（1-37）[3]求出。（1-37）计算得：R=1671mm。根据参考文献[6]可知梁拱值可用（1-38）[3]求出。（1-38）图1-1货舱横剖面图用工具可近似估算出货舱横剖面面积≈275.23m3,双层底舱横剖面面积24m3，边舱（左/右侧）横剖面面积≈37.93m首尖舱的舱长一般为,这里取0.07。尾尖舱的舱长一般为,这里取0.05。根据设计横剖面用式（1-39）[3]估算新船所能提供的货舱容积。（1-39）式中：尾尖舱的舱长、首尖舱的舱长和机舱的舱长。--平行中体处货舱横剖面积。--系数，母型资料有限时，可按经验公式(1-40)[3]进行估算。（1-40）计算得：KC=1.002计算得：VTC=31998.20m4）局部容积的校核与调整（1）主船体初步分舱设计如下。为了估算舱室的实际提供容积以便进行局部舱容校核，先绘制主船体初步分舱图如图1-2和图1-3所示。图1-2艏部初步分舱图图1-3艉部初步分舱图（2）货舱容积的校核过程如下。根据初步分舱图1-3，燃油深舱长，则由公式（1-41）[3]计算货舱实际容积。（1-41）经计算得，货舱所需容积,货舱可提供容积，综上可只，故货舱舱容符合设计要求。（3）油水舱容积的校核。各油水舱所需容积如下。。各油水舱容积的校核如下。，可知淡水舱满足要求。，可知炉水舱满足要求。，可知滑油舱满足要求。，可知燃油舱满足要求。经校核油水舱全部满足要求。（4）压载水舱容积的校核。压载水布置在顶边舱和底边舱，可知，，则压载水舱容积符合要求。（5）机舱容积的校核。查的本船主机长度约，扣除燃油柜后机舱长度仍符合要求。（6）其他舱室容积的校核。其他舱室实际提供容积可按式（1-42）[3]估算。（1-42）经计算得，其他舱室所需容积，则，符合要求。4）校核结果校核结果汇总如表1-6所示。表1-6舱容校核结果汇总项目所需容积提供容积校核结果货舱27352.5331799.12符合压载水7776.008163.286符合淡水101.02157.92符合燃油舱1035.761078.65符合炉水97.96100.80符合滑油31.5652.44符合其他舱室1877.522936.20符合1.5重量重心的详细估算1）船舶各项重量的重心高度估算（1）空船的重心高度：。（2）人员、行李及食物的重心高度：。（3）淡水、炉水、滑油的重心高度：，剩余10%时重心高度。（4）燃油的重心高度：，剩余10%时重心高度。（5）货物的重心高度：。（6）备品及供应品的重心高度：。2）四种典型载况重量重心估算结果如表1-7和1-8所示。表1-7压载载况下的重心重量估算项目人员行李2.2015.3033.662.2015.3033.66食物2.3115.3035.340.2315.303.53淡水99.0013.251311.459.9011.72116.00炉水96.0012.221173.129.6010.42100.03燃油850.007.606460.0285.002.11179.31滑油25.5012.22311.612.5510.4226.57备品供应品33.7815.27515.8933.7815.27515.89空船6142.607.7747746.126142.607.7747746.12压载水9203.388.6279317.039203.388.6279317.03货物0.000.000.000.000.000.00总计16454.788.32136904.215489.38.27128038表1-8满载载况下重心高度计算项目人员及行李2.2015.3033.662.2015.3033.66食物2.3115.3035.340.2315.303.53淡水99.0013.251311.459.9011.72116.00炉水96.0012.221173.129.6010.42100.03燃油850.007.606460.0285.002.11179.31滑油25.5012.22311.612.5510.4226.57备品供应品33.7815.27515.8933.7815.27515.89空船6142.607.7747746.126142.607.7747746.12压载水0.000.000.000.000.000.00货物23191.208.17189472.123191.28.17189472.13总计30442.68.12247059.329477.18.08238193.23注：表1-7和表1-8中带下标1的代表到港状态的重量重心，无下标的代表出港状态。1.6初稳性高的校核初稳性高估算公式（1-43）～（1-46）[3]如下所示。（1-43）（1-44）（1-45）（1-46）在已知非满载状态下的排水量时，非满载状态下的，与可用下列公式（1-47）～（1-49）[3]估算。（1-47）（1-48）（1-49）各种载况下初稳性高估算结果如表1-9所示。表1-9初稳性高估算结果载况压载出港5.630.770.830.520.082.56压载到港5.320.760.830.520.082.87满载出港9.940.800.870.520.081.77满载到港9.640.800.870.520.081.78由表1-9可知上述四种载况初稳性高均大于初稳性高下限[2]，满足初稳性高下限的要求。1.7最小干舷校核最小干舷可由以下公式计算。（1-50）—基本干舷，查阅B类船舶基本干舷表得到船长154m时,实际船长为154.48m，近似取。—船长的B型船舶对基本干舷的修正，船长大于时忽略不计。—方形系数对基本干舷的修正，，得。—型深对干舷的修正值，，当时，。计算得。—上层建筑和凸型甲板对干舷的修正值，，当时，可以近似取，在资料有限时取作为上建和凸型甲板的有效长度，根据船舶设计原理[6]。计算得。—舷弧对干舷的修正值，应为并没有上建和艉舷弧的详细质料无法确定的值，但经过定性分析肯定为负值，如果不计入干舷校核就符合规范，那么计入的干舷校核肯定可以满足要求，偏于安全考虑可先略去。计算得：，实际干舷，则干舷符合要求。1.8横摇周期校核散货船的横摇周期按下列公式（1-51）和（1-52）[3]计算求得。（1-51）（1-52）其中，为水线长度，为平均吃水（忽略纵倾取吃水）[6]。横摇周期估算结果如表1-10所示。表1-10横摇周期估算结果载况值压载到港5.63152.220.4112压载出港5.32152.940.4112满载到港9.94160.870.3613满载出港9.64160.910.3613通常对于大型货船横摇周期需要大于[8]，且横摇周期不宜过长也不能过短，由表1-18可知，四种载况横摇周期均满足要求。2型线设计型线图的绘的详细过程如下。1）绘制横剖线图（1）根据主尺度的初步确定值将母型船的横剖面按长宽比例进行拉伸。（2）拉伸完成后要重新划分横剖面图的、、、、、、、、、、、、、。（3）重新绘制横剖面图的剖线、、、、11925BL。2）绘制半宽水线图（1）绘制半宽水线图格子线。（2）将横剖面外轮廓线和水下线与剖线的交点投影到半宽水线图上，将各对应点用的样条曲线连接起来得到半宽水线图。3）绘制纵剖线图（1）采用与拉伸横剖面图相同的方法按比例拉升纵剖线图，然后删除水线剖线，保留外轮廓与站线，重新绘制其水线。（2）将绘制好的半宽水线图中各水线与剖线的交点投影到纵剖面图上。（3）将横线图中站线与水线的交点投影到纵剖面图上。（4）将各剖线投影点用的样条曲线连接起来得到纵剖线。4）型线的校核在绘制半宽水线图的时候由于自己量的是按线性比例缩小的横剖面的半宽值，可能会存在一点误差，因此型线可能不够光顺。但是，由于从船舶设计原理中得知，在一定的CP之下，XB的选取决定了横剖面面积曲线后半体的丰满度。吃水为9.94m时，浮心纵向坐标XC=2.912。经过计算得XC=1.88%LPP，C型线图如图2-1与图2-2所示。型值表见附录A：24300DWT散货船型值表。型线图大图见附录B：24300DWT散货船型线图。图2-124300DWT散货船型线图3静水力计算静水力曲线计算是船舶初步设计中的一个重要环节，它表示的是船舶在某一吃水的情况下，浮性和稳性随吃水的变化情况。浮性和稳性是船舶诸多性能中比较重要的两个，是保持船舶航行的基本浮态的性能。静水力计算需要先计算各水线的水线面面积，水线面积的惯性矩以及水线面的漂心纵向坐标。首尾站之间的水线面面积，可以运用梯形法进行计算。而超出梯形法计算的首位端的修正，可以用三角形修正或者梯形修正，所以需要测量首尾端半宽和高度。3.1静水力计算及静水力曲线图的绘制静水力计算结果汇总见表3-1与3-2。表3-1静水力计算结果汇总表水线号船底线2342.9393.587————24.021000WL2785.6173.8602564.2782628.3853.7350.50028.552000WL2922.0404.0845418.1075553.5603.8621.02729.953000WL2980.6884.0378369.4718578.7083.9321.54630.554000WL3019.4224.07311369.52711653.763.9642.06230.955000WL3047.1204.06114402.79814762.873.9862.57531.236000WL3079.8573.92717466.28617902.943.9873.08831.577000WL3124.7393.29520568.58521082.83.9303.60332.038000WL3179.3762.01123720.64224313.663.7604.12132.599000WL3241.7100.83426931.18527604.473.4804.64333.23续表3-1水线号10000WL3300.606-0.21330202.34430957.402.8195.16933.8311000WL3349.045-1.18133527.16934365.353.5635.69834.3312000WL3383.654-1.18134329.24035187.472.8386.53034.6813000WL3434.800-1.44334884.63835756.752.1347.64835.21表3-2静水力计算结果汇总表———0.603————22.435103.68718.3300.7170.9460.6960.7360.92111.68150.98820.1840.7530.9810.7350.7500.9277.79648.36026.8560.7680.9960.7570.7600.9365.85536.87527.8180.7781.0040.7710.7680.9414.69529.94128.6130.7851.0090.7820.7750.9453.92425.63229.7060.7931.0120.7900.7810.9453.38023.39631.9310.8051.0140.7980.7860.9402.95122.55735.5030.8191.0160.8050.7920.9332.66621.47338.3710.8351.0170.8120.7980.9232.41519.66939.4170.8501.0190.8200.8050.9152.21218.30040.7100.8631.0190.8270.8120.9402.19518.68142.5500.8711.0200.8360.8200.867续表3-22.19818.96343.8920.8851.0210.8410.8240.801本船静水力曲线图如图3-1所示。大图见附录C：24300DWT散货船静水力曲线图。图3-124300DWT静水力曲线图静水力曲线的计算误差及精度分析：误差主要由梯形法列表的计算误差、面积修正误差和形心的计算误差组成。对三角形和梯形区域进行了修正，不可避免地会产生一些误差，在计算浮心的垂向坐标时，水线面积的形心也被认为是水线之间距离的近似中心，造成较大误差，低水线面面积变化大误差。3.2邦戎曲线绘制邦戎曲线表示的是船舶在纵倾状态下排水体积和浮心坐标的变化。由于我所设计的船有不等分间距的水线，需要分别计算它们的面积对基平面的静距，以及它们的面积，每一条水线的面积和面积矩都以上水线自上而下和。邦戎曲线计算结果汇总如表3-3至表3-8所示。表3-3邦戎曲线计算结果汇总

站号面积静矩面积静矩面积静矩艉封板0.000.000.000.000.000.0000.000.000.000.000.000.000.50.000.000.000.000.000.0010.360.001.120.583.183.721.50.960.282.661.576.958.0921.770.504.512.5811.2512.792.52.700.756.593.6915.9117.8233.881.048.994.9120.9823.0646.661.7214.407.5631.6233.5558.872.2718.989.9040.8842.83610.152.5821.0510.7843.8445.04710.792.7422.2511.3545.8246.75810.792.7422.2511.3545.8246.75910.792.7422.2511.3545.8246.751010.792.7422.2511.3545.8246.751110.802.7422.2711.3645.8446.75续表3-3

站号面积静矩面积静矩面积静矩1210.802.7422.2711.3645.8446.751310.802.7422.2711.3645.8446.751410.802.7422.2711.3645.8446.751510.402.6621.8511.2845.6046.91169.022.3319.2710.0540.9242.61176.371.7114.547.8732.7135.29184.041.109.585.2922.8425.3918.52.500.726.633.8616.9119.45191.510.454.232.5111.3413.3519.50.640.202.071.306.267.71200.000.000.260.221.862.71表3-4邦戎曲线计算结果汇总站号面积静矩面积静矩面积静矩艉封板0.000.000.000.000.000.0000.000.000.000.000.000.000.50.000.000.000.000.000.0015.579.717.8617.699.7025.921.511.8220.2916.8037.7021.7560.01续表3-4

站号面积静矩面积静矩面积静矩219.0332.3127.5061.9936.71103.542.526.7845.1138.8787.5152.08147.06334.7657.6549.96110.9366.37184.86450.4780.7870.51150.9991.42245.16563.5099.4386.55180.10109.81284.80667.34103.8491.12187.06114.96294.35769.67106.3793.52189.84117.37297.17869.67106.3793.52189.84117.37297.17969.67106.3793.52189.84117.37297.171069.67106.3793.52189.84117.37297.171169.68106.3593.53189.82117.38297.151269.68106.3593.53189.82117.38297.151369.68106.3593.53189.82117.38297.151469.68106.3593.53189.82117.38297.151569.4472.9593.29156.42117.14263.751663.4198.8786.35179.22109.61283.921752.4184.6273.03156.8794.28252.551838.0563.5454.40120.8371.57198.1518.528.9249.5942.0295.5155.91158.07续表3-4

站号面积静矩面积静矩面积静矩1919.9734.9929.5068.4239.69114.3419.511.6421.2217.7642.7024.4272.69204.088.276.9418.3610.5334.55表3-5邦戎曲线计算结果汇总站号面积静矩面积静矩面积静矩艉封板0.000.000.000.000.000.0000.000.000.000.000.000.000.50.000.000.000.001.9815.19111.4335.4714.6856.8321.06105.341.527.1889.9234.53137.9744.93216.53247.06160.5459.06238.7373.11344.432.566.49226.3982.19328.6099.20456.33383.85281.13102.32401.22121.69546.644112.97363.72135.01507.01157.45675.415133.23413.61156.78566.70180.43744.136138.81425.53162.66580.55186.51759.437141.22428.34165.07583.37188.92762.248141.22428.34165.07583.37188.92762.24续表3-5

站号面积静矩面积静矩面积静矩9141.22428.34165.07583.37188.92762.2410141.22428.34165.07583.37188.92762.2411141.23428.32165.08583.35188.93762.2212141.23428.32165.08583.35188.93762.2213141.23428.32165.08583.35188.93762.2214141.23428.32165.08583.35188.93762.2215140.99394.92164.84549.95188.69728.8216133.08412.99156.67566.30180.33743.7917116.00372.01138.07515.50160.44683.301889.41296.31107.80415.88126.64557.2718.570.45238.0885.54336.24101.11453.051950.43173.4461.63246.2473.19333.0619.531.46111.4738.72158.6946.00213.252014.3355.4418.1580.3021.76107.30表3-6邦戎曲线计算结果汇总站号面积静矩面积静矩面积静矩艉封板0.000.000.916.960.916.9601.098.394.6935.978.4364.61续表3-6站号面积静矩面积静矩面积静矩0.57.4056.7215.47118.6321.13161.98130.60177.9942.60269.4352.26343.131.558.06315.9273.18430.4786.31530.18289.07464.72106.61597.00122.82719.572.5117.44593.47136.82739.28155.40879.443141.89698.36162.81855.61183.231009.294180.21846.17203.191018.69225.961189.715204.16922.09227.941100.44251.651278.366210.36938.30234.211117.18258.061296.057212.77941.12236.621119.99260.471298.878212.77941.12236.621119.99260.471298.879212.77941.12236.621119.99260.471298.8710212.77941.12236.621119.99260.471298.8711212.78941.10236.631119.97260.481298.8512212.78941.10236.631119.97260.481298.8513212.78941.10236.631119.97260.481298.8514212.78941.10236.631119.97260.481298.8515212.54907.70236.391086.57260.241265.4516204.05921.73227.831100.07251.561278.12续表3-6

站号面积静矩面积静矩面积静矩17183.06853.03205.901024.45228.581194.7618145.82701.25165.29847.37184.55992.0918.5117.06572.77133.32694.88149.35815.371985.01421.7496.94511.34108.78600.3219.552.97265.5359.48314.2266.23364.832024.29126.1125.11132.1827.02146.14表3-7邦戎曲线计算结果汇总站号面积静矩面积静矩艉封板4.0030.6410.9583.98016.83129.0227.00207.000.533.30255.3147.02360.51167.69460.9484.37588.291.5104.38667.48123.59813.252142.70869.87163.451026.612.5176.571038.93198.991207.903205.401176.09228.051346.434249.331365.16272.861541.755275.481457.11299.321635.96续表3-7站号面积静矩面积静矩6281.911474.93305.761653.807284.321477.74308.171656.628284.321477.74308.171656.629284.321477.74308.171656.6210284.321477.74308.171656.6211284.331477.72308.181656.6012284.331477.72308.181656.6013284.331477.72308.181656.6014284.331477.72308.181656.6015284.091444.32307.941623.2016275.401456.97299.251635.8717251.801369.02275.141544.2018204.551142.35224.791294.3318.5166.20942.02183.421071.3819121.28694.33134.41792.9619.572.86414.5580.54472.262027.32148.3628.57157.66表3-8邦戎曲线计算结果汇总站号上甲板边线上甲板边线至梁拱面积静矩面积静矩艉封板25.72268.2627.19290.13046.60450.4049.47492.720.570.43649.7474.75713.151110.56899.48116.39984.771.5151.801141.34159.071247.402193.201367.69201.851493.882.5229.471553.33238.121679.243258.471689.10267.501820.554303.721886.93313.082023.115330.331981.83339.812119.666336.761999.51346.242137.347339.172002.32348.652140.158339.172002.32348.652140.159339.172002.32348.652140.1510339.172002.32348.652140.1511339.182002.31348.662140.1412339.182002.31348.662140.1413339.182002.31348.662140.1414339.182002.31348.662140.14续表3-8站号上甲板边线上甲板边线至梁拱面积静矩面积静矩15338.941968.90348.422106.7316330.471984.26339.952122.1717305.871887.95315.052021.4318253.201613.85260.321717.8118.5208.151350.49213.721431.6419161.081102.24165.101162.4119.5103.39744.68105.76781.042040.48303.5041.24315.52本船邦戎曲线图如图3-3所示。大图见附录D：24300DWT散货船邦戎曲线图。图3-324300DWT散货船邦戎曲线图邦戎曲线计算误差及精度分析：对于邦戎曲线水线间面积对基平面的矩臂，与静水力曲线计算相同，不直接用中点高度，均采用梯形法的形心计算公式，对于水线面面积变化较大的部分计算精度提高。当然对于面积的计算仍会存在梯形法计算的误差。

4总布置设计总布置图是表示全船总体布置的图样，它是反映船舶布置地位方面的图样。总布置设计的图可参考母型船的总布置图，这样既能保留母型船中的优良设计，选择择最合理的方案。绘图时参考一些规范要求，如船体制图[9]以及船舶舱室设计[10]。4.1总体布局的区划1）水密舱壁肋骨标准间距可通过下式（4-1）[8]计算：（4-1）式中：LS为结构设计船长，若垂线间长在范围内，则用垂线间长代入计算。计算得：Sb=747mm。规范要求首尾尖舱和机舱肋距不能大于货舱，因此，本船首尾尖舱、机舱肋骨间距设为600mm,货舱肋骨间距为750mm,即：#45往船尾为600mm，#45～#210肋距为750mm，#210往船首为600mm。有关水密舱壁的规定[6]：对于的尾机型船舶，水密横舱壁应设6道以上，本船分别设置在#15、#45、#78、#103、#147、#182、#210这些肋位，共设置7道。2）机舱通过前文可知机舱长度取19.5m，这里考虑肋距19.8m。新船机舱布置是参考母型船机舱的布置进行布置，所幸在降低了服务航速后新船的主机功率比母型船要小一些，主机长度也要小一些，参考母型船进行布置会留有一定裕度不会出现机舱空间不足的情况。3）甲板与平台本船甲板布置主要是参照母型船和一些规范[11]进行布置的结果如表4-1所示。表4-1尾楼各层甲板上各个舱室的具体布置尾楼各层甲板名称甲板上所设置的舱室艉楼甲板普通船员配餐间、厨房、干部船员配餐间、普通船员餐厅、干部船员餐厅、普通船员吸烟室、干部船员吸烟室、风电管道、储藏室、甲板部办公室、轮机部办公室、值班餐厅等舱室船长甲板电机员室、备员室、高级船员洗衣室、三管轮室、二管轮室、三副室、二副室、海关库、报务主任室、轮机长办公室、船长办公室、卧室等舱室起居甲板应急发电机室、油工室、钳工室、机工室、大厨室、水手长室、厨工室、机匠长室、大管轮办公室、卧室、大幅办公室等舱室驾驶甲板里面有驾驶室、航行设备贮藏室、海图室、卫生间、蓄电池室、充放电室、引水员室、无线电室等舱室罗经甲板里面有信号灯桅一根，标准磁罗径一只等4)各种舱室的具体划分先前按照一定的规范要求[12]，以及对新船舱室做了分舱草图，结合之前的分舱草图对舱室舱壁位置进行确定，其确定结果如下表4-2所示。表4-2新船舱室的具体划分新船舱室名舱室所处的位置舵机舱船尾～#12尾尖舱船尾～#12应急消防舱#10～#12炉水舱（左右）#12～#18污水舱#18～#24滑油舱（左右）#30～#36油渣舱（右）#40～#43燃油舱#38～#45NO.5顶边压载水舱（左右）#45～#78续表4-2新船舱室名舱室所处的位置NO.5货舱#45～#78NO.4顶边压载水舱（左右）#78～#113NO.4货舱#78～#113NO.4底边压载水舱（左右）#78～#113NO.3顶边压载水舱（左右）#113～#147NO.3货舱#113～#147NO.3底边压载水舱（左右）#113～#147NO.2顶边压载水舱（左右）#147～#182NO.2货舱#147～#182NO.2底边压载水舱（左右）#147～#182NO.1顶边压载水舱（左右）#182～#210NO.1货舱#182～#210NO.1底边压载水舱（左右）#182～#210锚链舱#210～#213艏尖舱#210～#船首冷却水舱#10～#15机舱#15～#45重新划分舱壁后机舱的长度略有增加，原先可以满足仓容要求，现在肯定也满著故不重新校核，货舱容积的校核过程如下。计算货舱实际容积。经计算得，货舱所需容积,货舱可提供容积，故货舱舱容符合设计要求。4.2总布置图绘制本船参照母型船、按照船舶舱室设计[10]与船舶制图[9]中对于绘制总布置图的规范要求，进行新船总布置图的绘制，具体结果分舱与各层甲板布置如图4-1所示和主船体部分各平台布置如图4-2所示。大图见附录E：24300DWT散货船总布置图（一）与附录F：24300DWT散货船总布置图（二）。图4-124300DWT散货船总布置图（一）图4-224300DWT散货船总布置图（二）5螺旋桨设计5.1船体主要参数船型：单桨、球艏、球艉、流线型半悬舵、尾机型远洋散货船。总长Loa=168.76m设计水线长LWL=162.8m垂线间长LPP=154.48m型宽B=23.85m型深H=14.30m设计吃水T=9.94m设计排水量△=30306.93t型排水体积▽=29567.74m方形系数CB=0.802菱形系数CP=0.805桨轴中心距基线Zp=3.17m由艾亚法[1]有效功率估算得船体有效马力曲线数据如下表：表5-0有效马力估算表航速（节）101112131415满载（hp）1532.252046.802694.563516.64568.035918.645.2主机参数型号S42MC7型柴油机一台最大持续功率7347hp转速136r/min选向右旋5.3推进因子的决定根据泰洛公式选取伴流分数ω=0.5CB−0.05=0.3按经验公式决定推力减额分数t==0.5CP−0.12=0.2取相对旋转效率ηR船身效率ηH=（1−t）/（1−ω）=1.125.4可以达到的最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算取功率储备10%，轴系效率ηS=0.98螺旋桨敞水收到马力:PD=7347*0.9*ηS*ηR=7347*0.9*0.98*1.0=6480.05(hp)根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的图谱列表计算:表5-1按-δ图谱设计的计算表项目单位数值假定航速Vkn10.011.012.013.014.0VA=V(1-ω)kn6.497.147.798.449.09BP=NPD0.5/VA2.586.2767.9854.6944.7737.209.298.257.406.696.10MAU4-40δ84.1277.1874.2771.5868.6P/D0.6090.634000.6470.660.674η00.5250.5510.5640.5760.584PTE=PD*ηH*η0hp37423928402041064163续表5-1项目单位数值MAU4-55δ82.767672.9570.1767.85P/D0.650.680.690.710.72η00.5070.5350.5490.560.574PTE=PD*ηH*η0hp36143814391339924092MAU4-70δ81.7475.267269.1866.6P/D0.660.690.700.720.73η00.4910.5160.5320.5440.551PTE=PD*ηH*η0hp35003678379238783992根据表5-1中的计算结果可绘制PTE、δ、P/D及η0对V的曲线图5-1MAU叶桨图谱设计计算结果从PTE-f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D、D及η0如表5-2所列。表5-2设计计算的最佳要素MAUVmaxP/DδD=δ*VA/Nη04-4013.640.67866.005.080.584-5513.540.73262.004.740.574-7013.420.74160.004.540.555.5空泡校核按伯努利空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开比。桨轴沉深hs=T-ZP=9.94−3.17=6.77；PO−Pv=Pa+γhs−Pv计算温度t=30℃Pv=433kgf/m2；PD=9797.256hp；ρ=104.63kgf∙表5-3空泡校核计算结果序号项目单位数值MAU-40MAU-55MAU-701Vmaxkn13.6413.5413.422VA=0.5144Vmax(1-ω)m/s4.554.524.483(0.7πND/60)2(m/s)2458.56398.75370.994V20.7R=V2A+(3)(m/s)2479.30419.19391.065σ=(P0-PV)/(1/2ρV20.7R)0.6710.7680.8236τC（查柏利尔限界线图)0.22350.23860.25327T=PD*75η0/VAkgf6190261284596638Ap=T/(1/2ρV20.7R*τC)m211.0511.7111.529AE=AP/(1.067-0.229P/D)m212.1213.0212.8410.0AE/A0=AE/（πD2/4)0.600.740.79图5-2空泡校核计算结果根据计算结果作图求得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素。表5-4螺旋桨最佳要素螺旋桨最佳要素AE/Ao0.765752.140.765480724P/D0.7131284.0000.713D/m4.9152064.915η00.5745160.574Vmax13.52813.527884825.6强度校核按2001年《规范》校核t0.25R及t0.5R，见下表，应不小于按下式计算之值：t=(Y/(K-X))^0.5Y=1.36A1Nε/ZbnεX=A2GAdN²D³/1010Zb计算功率Ne=7347*0.98=7200.08hpAd=AE/Ao=0.49=8°G=7.6g/cm³N=ne=b0.66R=0.266DAd/(0.1Z)=0.226*5.8*0.47/0.4=1.5324mb0.25R=0.7212b0.66R=1.1052mb0.6R=0.9911b0.66R=1.51表5-5强度校核计算表项目单位数值0.25R0.6R弦长bm1.5332.1070.7R处D/PD/P0.7634207D/P250151K1（查表7-2）1410635K2（查表7-2）434K3（查表7-2）2370850K4（查表7-2）241866309A1=(D/P)(K1-K2(D/P0.7))+K3(D/P0.7)-K48223Y=1.36A1Ne/(Zbne)3412K5（查表7-2）4165K6（查表7-2）380330K7（查表7-2）1.5332.107续表5-5项目单位数值0.25R0.6RK8（查表7-2）634207A2=(D/P)(K5+K6ε)+K7ε+K8(ε=8)12041017材料系数K（镍铝青铜）1.1791.179X=A2GAdN2D3/1010Zb0.1790.110t=√Y/(K-X)mm155.55076.832MAU标准桨叶厚度t'（表8-4)mm188107校核结果满足要求满足要求实取桨叶厚度mm241.1136.6实际桨叶厚度按t1.0R=0.0035D与t0.25R=241.1mm连直线决定 表5-6桨叶厚度计算表k= -298.5295333t0.2=256.0264767mmt0.3=226.1735233mmt0.4=196.32057mmt0.5=166.4676167mmt0.6=136.6146633mmt0.7=106.76171mmt0.8=76.90875667mmt0.9=47.05580333mm 5.7螺距修正根据尾轴直径大小决定，毂径比dh/D=0.18，此值与MAU桨标准毂径比相同，故对此项螺距无需修正。由于实际桨叶厚度大于MAU桨标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。设计桨(t/b)0.7R=0.05标准桨(t/b)0.7R=0.055（取MAU4-55为基准）s=VA/(NP)=(1-⍵)*V*30.886/(NP)=0.672△(t/b)0.7R=((t/b)0.7设-(t/b)0.7标*0.55/0.47)*0.75=0.008△(P/D)t=-2(P/D)0(1-s)△(t/b)0.7R=-0.0077修正后的螺距比P/D=(P/D)0+△(P/D)t=0.70575.8重量及惯性矩计算根据MAU桨切面的面积数据用公式法计算得：表5-7重量及惯性矩计算表桨叶重Gb=0.169γZb(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kg)11648.15649d0=0.045+0.108(PD/N)(1/3)-KLk/20.399047993桨毂重Gh=(0.88-0.6d0/d)Lkγd24349.983377总重G=Gb+Gh15998.13987总惯性矩I=0.0948γZbmax(0.5t0.2+t0.6)D3192499.53885.9敞水性征曲线之确定由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.64的敞水性征曲线内插得到MAU4-46.8，P/D=0.71的敞水性征曲线的数据表。表5-8设计桨的敞水特性数据表J00.10.20.30.40.50.60.7KT0.2850.2530.2200.1870.1490.1070.0620.033KQ0.2960.2660.2360.2050.1750.1420.1050.057图5-3设计桨的敞水性征曲线5.10系柱特性计算由图得J=0时，KT=0.285，KQ=0.0296计算功率PD=7347*0.98=7200.08hp系柱推力减额分数t0=0.04主机转矩Q=(PD*60*75)/(2ΠN)=67826.50kgf·m系柱推力T=(KT/KQ)*(Q/D)=132622.56kgf螺旋桨转速N=60(T/(ρD4KT))½=165.73r/min5.11航行特性计算取转速为136r/min，131r/min，126r/min进行计算，结果如表所示表5-9航行特性计算表项目单位数值Vkn10.011.012.013.014.0VA=0.5144(1-ω)Vm/s3.343.674.014.344.67N=130J=VA/nD0.320.350.380.410.44KT0.180.170.160.150.14KQ0.020.020.020.020.02PTE=KTρn2D4•(1-t)V/145.6hp33303411351435743626PS=KQ2πnρn2D5/75ηs•ηRhp77757524729071707051N=125J=VA/nD0.330.370.400.430.46KT0.180.160.150.140.13KQ0.020.020.020.020.02PTE=KTρn2D4•(1-t)V/145.6hp30883104313231703199PS=KQ2πnρn2D5/75ηs•ηRhp68916575646863606145续表5-9项目单位数值Vkn10.011.012.013.014.0