第5章 方案构思与主尺度选择

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1、第五章　方案构思与主尺度选择5.1　总体设计方案构思总体设计方案构思是新船设计过程中的一个重要环节，是一项基础性的工作。它对设计工作顺利进行和保证新船设计质量有重要意义。总体设计方案构思的任务是：①分析各项设计要求，明确设计任务；②分析同类型船的资料，采用适当的估算方法和各种可用的技术手段，设立一个初步的新船总体设计方案，分析和确定各个设计参数可能的选择范围，研究新船设计中可能存在的主要矛盾；③分析新船的主要技术性能和经济性指标，考虑所要采取的主要措施以及进一步开展设计工作的设想。总体设计方案构思的特点是综合性强，涉及面广。该项工作涉及到总体设计所有

2、方面的内容，需要考虑的因素很多，要在各种错综复杂的关系中理出头绪，寻找解决问题的办法。针对具体的设计任务，由于设计技术任务书规定的要求和明确程度不同，方案构思工作的难易程度也不同。例如常规船型的设计，如果任务书的要求详细又具体，那么方案构思相对比较简单；如果船型较特殊，要求上比较笼统、原则，设计方案选择的范围又广，那么方案构思就比较复杂。就一般情况而言，船舶总体设计方案构思主要包括以下几个方面的内容：①船型特征和总布置设想；②考虑和初步选择主尺度；③主要技术性能的估算与分析；④其他重要方面的考虑（如船舶的主要装备、法规和规范的要求等）。以上这些方面的

3、内容，在实船设计工作过程中，不是分割开来单独逐一进行，而必须将有关内容综合起来统一考虑。下面对方案构思中有关方面的内容作一介绍。5.1.1船型特征和总布置设想156这里所说的船型特征是指某一类型船舶总体的基本特征。根据设计技术任务书的要求，新船的类型已经给定，通常吨位（载重量或总吨位）的大小也有基本要求，在此基础上进行总体设计方案的构思，需要对新船的特征和总布置有一个基本的设想。通过这项工作，可以对新船的概况有一个明确的概念，对如何满足新船的各项要求可以进行具体的考虑，可以将设计工作的各个方面直接联系起来，也便于暴露存在的主要矛盾。船型特征和总布置设

4、想的主要内容有：主船体特征、机舱部位、甲板层数、货舱形式、上层建筑的大小和位置、船体结构特点等。这些设想必须从新船的使用要求和客观情况出发，参考相近的优良实船资料和使用经验才能合理作出。每种类型的船舶，经过长期的使用和不断地改进，都已形成了各自的特征和特点。设计新船时对这些实践证明合理、有效的特征和特点应予以借鉴，并结合新船的具体要求有所改进和创新。船舶的类型很多，就运输船舶而言，就有散货船、集装箱船、多用途船、滚装船、冷藏船、运木船、油船、化学品船、液化气体船、客船、车客渡船等各种船舶，它们有各自的特点。设计不同类型的船舶，总体方案的构思有所不同，

5、对船型的特征和总布置的构思差别很大。限于篇幅，本书仅对散货船、集装箱船、多用途船这三种船舶的特点作一简要说明，其他类型船舶的特点可参阅有关文献。1.散货船散货船以运输大宗货物为主，主要有：煤、谷物、矿砂等，也可以装运木材、钢材、纸浆、重货等。设计时一般以其中的一、二种货物为主来考虑。散货船的载重量一般都在万吨以上，大型散货船为13万吨~17万吨（好望角型），6~8万吨级为巴拿马型（型宽限制约为32.2m），4~5万吨级的称为灵便型。3.5万吨级以下的散货船有不少是吃水受限制的宽浅吃水船。国内沿海也有5千吨级左右的小型散货船。图5.1.1是一艘载重量为

6、27000t的散货船。图5.1.1　DW=27000t散货船载运大宗货物的散货船都是低速船，所以船体都比较丰满，大多为单桨推进，宽浅吃水型船也有采用双桨。现代散货船一般都设置具有整流作用，并能兼顾压载航行工况的球首。散货船的总布置有以下特点：①156现代散货船都采用尾机型（机舱设在尾部）。这样中部方整的部位都可以用于货舱，有利于货舱口的布置和提高舱容利用率，也有利于结构的连续性，提高总纵强度。机舱的长度在机舱布置许可的情况下应尽量缩短。方案构思时可用第四章4.1.3节介绍的方法估算机舱长度。首尖舱的长度约0.05~0.07LPP，尾尖舱的长度约0.0

7、35~0.045LPP。①散货船的货舱通常设有顶边水舱和底边水舱，如图5.1.2（a）所示。这种货舱形状的好处是：减少了卸货时的清舱工作量；可以将散货装满，减少平舱工作量；顶边舱和底边舱用于装载压载水，增加了压载量，提高了压载重心，可增加压载航行的首尾吃水和改善压载状态的横摇性能。顶边舱和底边舱的形状参数详见第七章的图7.2.2。图5.1.2（b）的货舱形状是在（a）的基础上增设了舷侧的内侧板，从而形成了一个完整的双壳体结构，增加了船体的强度和刚度，对破舱稳性也有利，但对货舱舱容有一定的损失，也增加了一些船体钢料。图5.1.2（c）是矿砂船的货舱形状

8、，因矿砂密度大，所需舱容小，所以双层底高度和边舱尺寸都很大，这样可避免货物重心过低，初稳性过高，横摇周期过短