英尺游艇的初步設(shè)計(jì)[摘要]游艇產(chǎn)業(yè)在當(dāng)今世界游艇市場(chǎng)占有巨大的份額，且發(fā)展迅速，其規(guī)模一般可接近于海運(yùn)商艇的市場(chǎng)。我國(guó)游艇行業(yè)發(fā)展較晚，雖然經(jīng)過(guò)幾代游艇人的不懈努力在某些方面已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，但是我國(guó)游艇產(chǎn)值的占比并不突出，特別是在大型豪華游艇方面的競(jìng)爭(zhēng)力在國(guó)際上偏弱。本文通過(guò)對(duì)190英尺的大型豪華游艇進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，對(duì)該大型游艇的型線，主尺度，總體布置，穩(wěn)性校核等方面進(jìn)行探究。按照母型艇改造法進(jìn)行新艇主尺度論證，利用繪圖軟件CAD畫(huà)出新艇的型線圖，使用玻璃鋼新型材料，按照簡(jiǎn)約大氣的設(shè)計(jì)風(fēng)格對(duì)游艇的總體布置進(jìn)行大膽設(shè)計(jì)，突出中國(guó)特色風(fēng)格。本文的研究可為相近的游艇設(shè)計(jì)提供參考。[關(guān)鍵詞]玻璃鋼材料；母型艇改造法；穩(wěn)性校核；總布置設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\z\u0引言 11全艇說(shuō)明書(shū) 21.1游艇的用途和航區(qū) 21.2游艇類型 21.3結(jié)構(gòu)形式 32游艇主尺度 42.1母型艇數(shù)據(jù) 42.2新艇的主尺度初步估計(jì) 43推進(jìn)系統(tǒng) 83.1游艇的分類和航速估算 83.2主機(jī)選取 83.3螺旋槳 104型線設(shè)計(jì) 124.1型線圖 125靜水力計(jì)算 145.1靜水力性能計(jì)算 145.2靜水力曲線圖 256游艇的布置 276.1干舷甲板下的布置 276.2居住甲板的布置 286.3舾裝設(shè)備 297游艇的重量重心 317.1重量計(jì)算 317.2重心計(jì)算 327.3計(jì)算表格 338穩(wěn)性的校核 35結(jié)論 37參考文獻(xiàn) 39

0引言隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)濱海旅游業(yè)也進(jìn)入發(fā)展的快車(chē)道，對(duì)游艇的需求量也越來(lái)越大，特別是對(duì)大型豪華游艇的呼聲尤為強(qiáng)烈。本文將設(shè)計(jì)一款近海大型豪華游艇，對(duì)游艇的總體布置進(jìn)行大膽探索，翼為我國(guó)游艇事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的微薄之力。1全艇說(shuō)明書(shū)1.1游艇的用途和航區(qū)我國(guó)東南沿海地區(qū)人均生活水平較高，特別是近海區(qū)域旅游資源豐富，對(duì)豪華游艇的需求比較大，所以本設(shè)計(jì)游艇主要航行在南海東海黃海等中國(guó)近海海域，用作旅游觀光的休閑商務(wù)型超大型游艇。1.2游艇類型本艇為玻璃鋼艇，骨架形式為縱骨架式。1）艇用玻璃鋼特性玻璃鋼材料之所以能推動(dòng)世界各國(guó)小型游艇玻璃鋼化的熱潮，歸根結(jié)底得益于其特殊的材料性能。玻璃鋼材料具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，通過(guò)選擇不同的材料成分進(jìn)行組合，就能方便地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件的性能設(shè)計(jì)要求。概括來(lái)說(shuō)，由玻璃鋼材料建成的游艇主要有以下優(yōu)點(diǎn):（1）強(qiáng)度高密度小；（2）耐腐蝕；（3）電絕緣性能好；（4）導(dǎo)熱系數(shù)較低，隔熱性能好；（5）缺口朝性好；（6）抗疲勞性能好；（7）艇體易于著色；（8）隔音、無(wú)磁性，利于艦艇隱身；（9）無(wú)接縫，艇體整體性好；（10）成型工藝簡(jiǎn)便，適宜批量生產(chǎn)；（11）維修和保養(yǎng)方便、維修周期較長(zhǎng)；（12）使用壽命長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)性好等。1.3結(jié)構(gòu)形式干舷甲板下設(shè)有2道縱艙壁，8道水密橫艙壁。總體布置：干舷甲板以下設(shè)：艏尖艙、壓載艙、空艙、燃油艙、淡水艙、灰水艙、機(jī)艙等。居住甲板下設(shè)：客房、公共休息室、服務(wù)間等。居住甲板上設(shè)：會(huì)議室、舞廳、餐廳、廚房等。游步甲板上設(shè)：駕駛室2游艇主尺度本游艇采用母型艇改造法。改造母型法利用與新艇相近的優(yōu)秀母型艇的型線資料，應(yīng)用適當(dāng)?shù)男薷姆椒ǎ瑢⑵涓脑斐煞显O(shè)計(jì)要求的新艇型線。2.1母型艇數(shù)據(jù)表2-1母型艇基本參數(shù)名稱數(shù)值總長(zhǎng)59.9米水線長(zhǎng)51米型寬10.8米型深3米設(shè)計(jì)吃水2.5米梁拱0.1米排水量456.17噸2.2新艇的主尺度初步估計(jì)1）艇長(zhǎng)L艇長(zhǎng)L是表征游艇大小的最主要的因素之一，而且還能影響游艇的浮力、航速、總布置、操縱性、經(jīng)濟(jì)性等很多方面。（1）浮力艇長(zhǎng)L的增減，對(duì)排水量的影響很大。當(dāng)艇的各部分重量之后大于排水量時(shí)，可以通過(guò)加大艇長(zhǎng)L來(lái)解決重量與浮力的平衡問(wèn)題，但影響的面較廣。（2）航速艇長(zhǎng)L對(duì)游艇阻力有較大影響，從而影響游艇的航速。想要游艇保持高速性能就要選擇一個(gè)合適的航速。（3）總布置游艇的長(zhǎng)度是影響游艇總體布置的關(guān)鍵因素，不同的艇長(zhǎng)有不同的艙室劃分方式，決定著游艇的檔次和豪華程度。（4）操縱性游艇的長(zhǎng)度影響著游艇全速回轉(zhuǎn)時(shí)的直徑，艇長(zhǎng)越大回轉(zhuǎn)直徑就越大，游艇在復(fù)雜環(huán)境中航行就越危險(xiǎn)，特別是在曲折和狹窄的航道中航行。但是比較大的艇長(zhǎng)還是有優(yōu)點(diǎn)的，就是有利于保持航向穩(wěn)定性，不容易偏航。（5）經(jīng)濟(jì)性游艇的經(jīng)濟(jì)性主要是指游艇的建造成本、運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)成本的高低，艇長(zhǎng)則會(huì)影響艇的重量，即原材料變化帶來(lái)建造成本的變化。增加艇長(zhǎng)就會(huì)需要更多的艇體鋼料，隨之游艇的空船質(zhì)量也會(huì)增加，如果要保持要保持游艇的載重量不變，則需要增大游艇的排水量，那游艇造價(jià)及相應(yīng)的費(fèi)用就會(huì)隨之增加。同時(shí)，艇長(zhǎng)的大小又會(huì)影響到游艇的快速性能，這也會(huì)一定程度上影響到游艇的運(yùn)營(yíng)成本。另外，艇長(zhǎng)的大小還會(huì)影響到耐波性、抗沉性和其它限制因素。對(duì)于不同類型的游艇，由于其使用任務(wù)及特點(diǎn)的不同，選擇艇長(zhǎng)所應(yīng)考慮的側(cè)重點(diǎn)也有所不同。但是，上述諸因素子中，有些是相互矛盾的，如航速和經(jīng)濟(jì)性，所以須要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面權(quán)衡考慮宜選取合適的艇長(zhǎng)L。除上所述和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中要求，取設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)LWL為50m，又考慮到消防設(shè)施和錨鏈設(shè)備的布置，確定該艇的全長(zhǎng)L為57.2）游艇的寬度B艇寬主要影響游艇的穩(wěn)性。由于游艇是布置型游艇，與其他位置型的游艇相比其艇寬要大很多，所以游艇的穩(wěn)性一般沒(méi)問(wèn)題。可寬度太大的游艇的適航性比較差，中低速的阻力有點(diǎn)大。但在中高速航行時(shí)寬度大阻力反而小，原因是底部展弦比變大，游艇滑行就更加容易了。不過(guò)在高速度下寬度較大的游艇的空氣阻力也大大增加。考慮如上因素，根據(jù)本艇的具體情況，參考母型艇數(shù)據(jù)及有關(guān)資料，本艇設(shè)計(jì)艇型寬為10.6m。3）型深D一般情況而言，確定游艇型深時(shí)需要綜合考量，考慮到眾多因素：（1）滿足任務(wù)書(shū)的要求；（2）型深對(duì)布置和使用性能的影響：型深的大小，可直接影響艙容；吃水一定時(shí)，型深直接反映干舷大小。（3）型深對(duì)安全性的影響：型深大，干舷越大，對(duì)艇體上浪起到阻礙作用，同時(shí)儲(chǔ)備福利也增加，但由于受風(fēng)面積增加，尤其對(duì)于高速艇，空氣阻力會(huì)增加。（4）型深對(duì)總縱強(qiáng)度的影響：型深越大，則艇體結(jié)構(gòu)的橫剖面模數(shù)增加。考慮如上因素，根據(jù)本艇的具體情況，參考母型艇數(shù)據(jù)及有關(guān)資料，本艇設(shè)計(jì)游艇型深D=2.94m。4）吃水T一般情況下，確定游艇吃水T時(shí)應(yīng)考慮以下因素：（1）應(yīng)滿足港口和水深的限制；（2）從提高推進(jìn)器的性能方面考慮：吃水增加，槳軸沉深就增大，從而空泡數(shù)較大，而吃水增加，螺旋槳半徑就可以增加，從而提高螺旋槳的效率；所以游艇吃水大大影響游艇的性能。（3）從穩(wěn)性方面考慮：吃水T增加，會(huì)使得B/T減小，而B(niǎo)/T對(duì)穩(wěn)性的影響較大，而會(huì)造成穩(wěn)性的降低；（4）從操縱性方面考慮：吃水T減小對(duì)游艇回轉(zhuǎn)性有利，但對(duì)航向穩(wěn)定性是不利的；考慮如上因素，根據(jù)本艇的具體情況，參考母型艇數(shù)據(jù)及有關(guān)資料，本艇設(shè)計(jì)游艇的吃水為2.45米5）新艇的排水量排水量是用來(lái)表示游艇尺度大小的重要指標(biāo)，排水量通常用噸位來(lái)表示，所謂排水量噸位是游艇在水中所排開(kāi)水的噸數(shù)。艇長(zhǎng)增加其相應(yīng)的排水量也會(huì)增加，根據(jù)游艇的載重量選擇一個(gè)合適排水量對(duì)提高游艇的性能非常重要。考慮如上因素，根據(jù)本艇的具體情況，參考母型艇數(shù)據(jù)及有關(guān)資料，本艇設(shè)計(jì)游艇的排水量定為417噸。6）新艇的主尺度表3-2設(shè)計(jì)游艇的主尺度名稱數(shù)值總長(zhǎng)L57.5米設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)L50米型寬B10.6米型深H2.94米設(shè)計(jì)吃水T2.45米排水量Δ417噸

3推進(jìn)系統(tǒng)3.1游艇的分類和航速估算1）游艇的分類本設(shè)計(jì)游艇是大型豪華游艇，根據(jù)其休閑高速的用途設(shè)計(jì)為高速排水艇，則設(shè)計(jì)游艇的長(zhǎng)度佛氏數(shù)FL在0.4至0.65的區(qū)間內(nèi)，在此范圍浮力不僅支撐游艇本身的重力，還要平衡游艇航行時(shí)底部產(chǎn)生的吸力，與普通排水艇相比，高速排水艇在較高航速下阻力要小得多。2）航速初步估計(jì)設(shè)計(jì)游艇的長(zhǎng)度佛氏數(shù)FL初步估計(jì)為0.418。已知g取9.8N/Kg，設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)LWL為50m長(zhǎng)度佛氏數(shù)FL為0.418FL=V/gLWL（3根據(jù)式（3-1），可得出艇速V為9.26m/s。也就是18Kn/h。所以本設(shè)計(jì)游艇的初步航速定為18Kn/h。3.2主機(jī)選取1）游艇的主機(jī)功率游艇的航速與其設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)，主機(jī)功率以及排水量密切相關(guān)，在中高速時(shí)游艇的排水量是影響速度的主要因素。高速排水艇：V0=132LWL（PS/KL）0.621/Δ0.708（3-2式（3-2）中，V0為艇的航速（Kn），Δ為滿載排水量（Kg），PS為總的軸功率，可取0.95PB(KW)，PB為總的主機(jī)功率（KW），LWL為設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)（m），KLKL=1.12-0.0048LWL≤1.0（3-3從前文很容易知道,艇的航速為18節(jié)，排水量為417噸，設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)為50米，則根據(jù)以上公式可以得到總的主機(jī)功率PB=890KW。2）發(fā)動(dòng)機(jī)的選取發(fā)動(dòng)機(jī)是游艇的心臟，是為游艇提供推進(jìn)動(dòng)力，保證游艇以一定速度進(jìn)行巡航，主要有蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和核動(dòng)力裝置等五類。現(xiàn)代運(yùn)輸游艇的主機(jī)以柴油機(jī)為主，在數(shù)量上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)游艇也采用扭矩大、經(jīng)濟(jì)性能好的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在兼顧動(dòng)力和節(jié)省能源的選發(fā)動(dòng)機(jī)原則上，在網(wǎng)上找到以下發(fā)動(dòng)機(jī)符合本設(shè)計(jì)游艇的要求，濰柴8WH25LC3265-1型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)主用功率是2400KW。重慶康明斯KTA50-G3型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)主用功率是2500KW。表3-3發(fā)動(dòng)機(jī)信息柴油發(fā)動(dòng)機(jī)品牌型號(hào)主用功率/kW備用功率/kW燃油消耗率kg/(kW·h)濰柴8WH25LC3265-1240026800.18重慶康明斯KTA50-G3250028900.24雖然重慶康明斯KTA50-G3型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)比濰柴8WH25LC3265-1型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)要便宜幾萬(wàn)塊錢(qián)，但是相比較而言，濰柴8WH25LC3265-1型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)有如下產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。（1）安全可靠柴油機(jī)大修期大于20000h，使用蠕墨鑄鐵機(jī)體和缸蓋、鍛鋼曲軸，剛度高，安全系數(shù)大，無(wú)塵、恒溫裝配車(chē)間，高精度試車(chē)座臺(tái)（2）動(dòng)力強(qiáng)勁大功率，單缸功率135kW，四增壓配置，可以很好的利用廢氣能量，提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)和效率，50%額定轉(zhuǎn)速可達(dá)到115%額定扭矩（3）節(jié)能環(huán)保高效進(jìn)排氣系統(tǒng)，脈沖增壓系統(tǒng)，最低燃油消耗率185g/kW?h，三道活塞環(huán)+刮碳環(huán)設(shè)計(jì)，最低機(jī)油消耗率0.3g/kW?h，排放滿足IMOTierⅡ以及中國(guó)二階段的法規(guī)要求所以，綜上所述，選擇濰柴8WH25LC3265-1型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)作為本設(shè)計(jì)游艇的發(fā)動(dòng)機(jī)。3）發(fā)電機(jī)的選取艇用發(fā)電機(jī)用于游艇的主電源和應(yīng)急電源的電力供應(yīng)，也可用于游艇推進(jìn)系統(tǒng)的電力供應(yīng)。發(fā)電機(jī)要選擇相對(duì)穩(wěn)定的，便于后期的保養(yǎng)和維護(hù)，當(dāng)然最重要的是要滿足本設(shè)計(jì)游艇的用電需求。在相關(guān)網(wǎng)站上查到濰柴KH-W200GF型號(hào)發(fā)電機(jī)符合設(shè)計(jì)要求。該發(fā)電機(jī)的具體參數(shù)在下表。表3-4發(fā)電機(jī)信息發(fā)電機(jī)品牌型號(hào)主用功率/kW備用功率/kW燃油消耗率kg/(kW·h)濰柴KH-W200GF2002200.1983.3螺旋槳螺旋槳是游艇推進(jìn)裝置中的能量變化器，是游艇推進(jìn)系統(tǒng)非常重要的組成部分，它將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力轉(zhuǎn)變成游艇行進(jìn)的推力，以克服游艇在水中航行的各種阻力，推動(dòng)艇的行進(jìn)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)游艇的航速不高只有18節(jié)，螺旋槳產(chǎn)生空泡的可能性較小，所以選擇B系列螺旋槳。該系列是在荷蘭艇模水池中對(duì)2-7葉槳模所作廣泛敞水實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其剖面形狀從葉根到0.7R為機(jī)翼形，從0.8R到葉稍為直面弓背形。圖3-1B系列4葉槳的葉片和剖面形狀圖3-2螺旋槳位置示意圖4型線設(shè)計(jì)游艇型線圖是專門(mén)用來(lái)完整而準(zhǔn)確地表達(dá)艇體形狀和大小的圖樣。它是在三個(gè)互相垂直的投影面上，不但畫(huà)出艇體外輪廓的投影，同時(shí)畫(huà)出一系列平面與艇體表面交線的投影。型線圖是十分重要的游艇總體圖樣。它不但準(zhǔn)確地表達(dá)了艇體的形狀和大小，同時(shí)還是計(jì)算游艇容積、重量、和航海性能，以及繪制其他游艇圖樣和進(jìn)行艇體放樣的主要依據(jù)。本設(shè)計(jì)游艇的型線由母型艇改造而來(lái)，根據(jù)原母型艇的型線結(jié)合設(shè)計(jì)游艇的要求和特性設(shè)計(jì)了新游艇的型線。設(shè)計(jì)游艇的型值表在附錄A。4.1型線圖根據(jù)附錄A的型值表利用CAD畫(huà)出設(shè)計(jì)游艇的型線圖。1）橫剖面表3-1母型艇的橫剖面視圖表3-2設(shè)計(jì)游艇的橫剖面視圖2）側(cè)剖面表3-3母型艇的側(cè)剖面視圖表3-4設(shè)計(jì)游艇的側(cè)剖面視圖3）水線面表3-5母型艇的水線面視圖表3-6設(shè)計(jì)游艇的水線面視圖

5靜水力計(jì)算5.1靜水力性能計(jì)算在進(jìn)行靜水力要素計(jì)算時(shí)，首先對(duì)各靜水力要素進(jìn)行分析。有四種狀態(tài)，分別是正浮、橫傾、縱傾、及橫傾加縱傾。與游艇相關(guān)參數(shù)可根據(jù)下列公式計(jì)算得到：水線面面積：AW=2*?1/21/2ydx（5浮心縱向坐標(biāo)：XB=AW*?1/21/2yfAWdZ/0TAW浮心垂向坐標(biāo)：ZB=0TAWZdZ/0TAW漂心縱向坐標(biāo)：XF=?1/21/2xydx/?1/21/2ydx排水體積：▽=0TAWdZ（5游艇靜水力曲線圖全面表達(dá)了游艇在靜止正浮狀態(tài)下浮性和穩(wěn)性要素隨吃水變化的規(guī)律。計(jì)算表格如下：表5-1500WL靜水力計(jì)算表站號(hào)半寬坐標(biāo)

yi(m)面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)慣矩函數(shù)坐標(biāo)立方

yi300.000-101000.0000.0000.00010.000-9810.0000.0000.00020.000-8640.0000.0000.00030.000-7490.0000.0000.00040.000-6360.0000.0000.00052.787-525-13.93569.67521.64863.493-416-13.97255.88842.61873.762-39-11.28633.85853.24283.851-24-7.70215.40457.11193.854-11-3.8543.85457.245103.838000.0000.00056.535113.803113.8033.80355.002123.739247.47814.95652.272133.6263910.87832.63447.674143.30941613.23652.94436.232152.75852513.79068.95020.979162.05663612.33674.0168.691171.3807499.66067.6202.628180.7248645.79246.3360.380190.1069810.9548.5860.001200.000101000.0000.0000.000210.000111210.0000.0000.000220.000121440.0000.0000.000總和43.086--27.178548.524512.257修正值ε1.447-6.49139.13110.824修正后∑20.82016.834254.697250.716修正前水線面面積修正前對(duì)船中的水線面面積矩修正前對(duì)OY軸的面積慣性矩漂心縱向坐標(biāo)水線面面積對(duì)于通過(guò)該水線面漂心的橫軸的縱向慣性矩水線面面積對(duì)于縱向中心軸線的橫向慣性矩計(jì)算公式S1=2*l*∑(Ⅱ)Moy1=2*l2*∑(Ⅴ)Iy=2(l)3∑(Ⅵ)xf=l∑(Ⅴ)/∑(Ⅱ)Iyf=2(l)3∑(Ⅵ)-S*xf2Ix1=(2/3)l∑(Ⅶ)計(jì)算結(jié)果113.676250.92810364.3330.18310360.513456.304表5-21000WL靜水力計(jì)算表站號(hào)半寬坐標(biāo)

yi(m)面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)慣矩函數(shù)坐標(biāo)立方

yi300.000-101000.0000.0000.00010.000-9810.0000.0000.00020.000-8640.0000.0000.00030.000-7490.0000.0000.00044.329-636-25.972155.83181.10654.961-525-24.806124.032122.11865.005-416-20.02280.087125.40875.019-39-15.05745.170126.42185.023-24-10.04520.091126.71295.016-11-5.0165.016126.204104.987000.0000.000124.042114.925114.9254.925119.444124.803249.60619.212110.791134.5603913.68041.04094.819144.12741616.50866.03370.294153.52852517.64088.20043.912162.78563616.710100.25921.600171.99774913.97897.8437.962181.1478649.17873.4211.510190.3139812.81725.3500.031200.000101000.0000.0000.000210.000111210.0000.0000.000220.000121440.0000.0000.000總和62.525--4.122946.5081302.375修正值ε2.321-11.57890.59040.568修正后∑30.1027.850427.959630.903修正前水線面面積修正前對(duì)船中的水線面面積矩修正前對(duì)OY軸的面積慣性矩漂心縱向坐標(biāo)水線面面積對(duì)于通過(guò)該水線面漂心的橫軸的縱向慣性矩水線面面積對(duì)于縱向中心軸線的橫向慣性矩計(jì)算公式S1=2*l*∑(Ⅱ)Moy1=2*l2*∑(Ⅴ)Iy=2(l)3∑(Ⅵ)xf=l∑(Ⅴ)/∑(Ⅱ)Iyf=2(l)3∑(Ⅵ)-S*xf2Ix1=(2/3)l∑(Ⅶ)計(jì)算結(jié)果164.357117.00917414.8600.03417414.6701148.244表5-31500WL靜水力計(jì)算表站號(hào)半寬坐標(biāo)

yi(m)面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)慣矩函數(shù)坐標(biāo)立方

yi300.000-101000.0000.0000.00010.000-9810.0000.0000.00020.000-8640.0000.0000.00034.197-749-29.380205.65973.93645.124-636-30.747184.481134.57055.173-525-25.867129.336138.46465.179-416-20.71782.867138.92775.180-39-15.54046.621139.00585.180-24-10.36020.721139.00595.178-11-5.1785.178138.850105.160000.0000.000137.388115.118115.1185.118134.042125.0332410.06720.133127.513134.8473914.54143.623113.875144.46841617.87171.48589.185153.91052519.55097.75259.780163.19663619.175115.05032.640172.39674916.773117.41213.758181.48086411.84394.7403.244190.5429814.88243.9340.160200.000101000.0000.0000.000210.000111210.0000.0000.000220.000121440.0000.0000.000總和71.36417.9701284.1121614.342修正值ε2.370-12.249124.79737.048修正后∑34.497-2.861579.658788.647修正前水線面面積修正前對(duì)船中的水線面面積矩修正前對(duì)OY軸的面積慣性矩漂心縱向坐標(biāo)水線面面積對(duì)于通過(guò)該水線面漂心的橫軸的縱向慣性矩水線面面積對(duì)于縱向中心軸線的橫向慣性矩計(jì)算公式S1=2*l*∑(Ⅱ)Moy1=2*l2*∑(Ⅴ)Iy=2(l)3∑(Ⅵ)xf=l∑(Ⅴ)/∑(Ⅱ)Iyf=2(l)3∑(Ⅵ)-S*xf2Ix1=(2/3)l∑(Ⅶ)計(jì)算結(jié)果188.353-42.63923587.920-0.01023587.9021435.338表5-42000WL靜水力計(jì)算表站號(hào)半寬坐標(biāo)

yi(m)面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)慣矩函數(shù)坐標(biāo)立方

yi300.000-101000.0000.0000.00010.757-981-6.81761.3530.43524.132-864-33.055264.43870.53935.100-749-35.697249.876132.61445.178-636-31.069186.417138.85055.184-525-25.920129.600139.31465.184-416-20.73682.944139.31475.184-39-15.55246.656139.31485.184-24-10.36820.736139.31495.181-11-5.1815.181139.082105.167000.0000.000137.926115.133115.1335.133135.252125.0672410.13420.268130.083134.9243914.77244.315119.375144.61041618.44073.75997.967154.11252520.558102.79269.512163.45463620.724124.34741.209172.69474918.856131.99419.547181.78786414.292114.3405.702190.7969817.16364.4630.504200.000101000.0000.0000.000210.000111210.0000.0000.000220.000121440.0000.0000.000總和78.82754.3231728.6111795.853修正值ε0.7770.17362.9080.469修正后∑39.025-27.248832.851897.692修正前水線面面積修正前對(duì)船中的水線面面積矩修正前對(duì)OY軸的面積慣性矩漂心縱向坐標(biāo)水線面面積對(duì)于通過(guò)該水線面漂心的橫軸的縱向慣性矩水線面面積對(duì)于縱向中心軸線的橫向慣性矩計(jì)算公式S1=2*l*∑(Ⅱ)Moy1=2*l2*∑(Ⅴ)Iy=2(l)3∑(Ⅵ)xf=l∑(Ⅴ)/∑(Ⅱ)Iyf=2(l)3∑(Ⅵ)-S*xf2Ix1=(2/3)l∑(Ⅶ)計(jì)算結(jié)果213.076406.14833891.082-0.08333889.6191633.799表5-52500WL靜水力計(jì)算表站號(hào)半寬坐標(biāo)

yi(m)面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)慣矩函數(shù)坐標(biāo)立方

yi304.634-10100-46.339463.39299.50514.847-981-43.623392.610113.87525.032-864-40.259322.068127.44035.119-749-35.831250.817134.11745.178-636-31.069186.417138.85055.184-525-25.920129.600139.31465.184-416-20.73682.944139.31475.184-39-15.55246.656139.31485.184-24-10.36820.736139.31495.182-11-5.1825.182139.159105.169000.0000.000138.079115.139115.1395.139135.708125.0812410.16320.325131.196134.9553914.86444.591121.623144.67141618.68574.742101.937154.22152521.106105.52875.211163.62763621.761130.56847.709172.93074920.509143.56625.152182.07586416.596132.7728.928191.0729819.65186.8581.233200.000101000.0000.0000.000210.000111210.0000.0000.000220.000121440.0000.0000.000總和89.668136.4052644.5112096.979修正值ε2.960-16.986239.73457.554修正后∑43.354-59.7101202.3881019.712修正前水線面面積修正前對(duì)船中的水線面面積矩修正前對(duì)OY軸的面積慣性矩漂心縱向坐標(biāo)水線面面積對(duì)于通過(guò)該水線面漂心的橫軸的縱向慣性矩水線面面積對(duì)于縱向中心軸線的橫向慣性矩計(jì)算公式S1=2*l*∑(Ⅱ)Moy1=2*l2*∑(Ⅴ)Iy=2(l)3∑(Ⅵ)xf=l∑(Ⅴ)/∑(Ⅱ)Iyf=2(l)3∑(Ⅵ)-S*xf2Ix1=(2/3)l∑(Ⅶ)計(jì)算結(jié)果236.713-890.01948928.595-0.16048922.5461855.877表5-63000WL靜水力計(jì)算表站號(hào)半寬坐標(biāo)

yi(m)面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)慣矩函數(shù)坐標(biāo)立方

yi304.728-10100-47.280472.800105.69014.919-981-44.271398.442119.02625.037-864-40.297322.376127.80535.119-749-35.831250.817134.11745.181-636-31.087186.520139.08255.184-525-25.920129.600139.31465.184-416-20.73682.944139.31475.184-39-15.55246.656139.31485.184-24-10.36820.736139.31495.181-11-5.1815.181139.082105.171000.0000.000138.233115.145115.1455.145136.165125.0942410.18820.375132.165134.9833914.95044.850123.756144.73141618.92475.694105.883154.34252521.710108.55281.864163.78563622.712136.27054.237173.14974922.042154.29131.220182.35786418.854150.83513.091191.37898112.398111.5862.614200.254101002.54425.4400.016210.000111210.0000.0000.000220.000121440.0000.0000.000總和91.289127.0572749.1112141.302修正值ε2.587-20.864211.94159.521修正后∑44.351-53.0971268.5851040.891修正前水線面面積修正前對(duì)船中的水線面面積矩修正前對(duì)OY軸的面積慣性矩漂心縱向坐標(biāo)水線面面積對(duì)于通過(guò)該水線面漂心的橫軸的縱向慣性矩水線面面積對(duì)于縱向中心軸線的橫向慣性矩計(jì)算公式S1=2*l*∑(Ⅱ)Moy1=2*l2*∑(Ⅴ)Iy=2(l)3∑(Ⅵ)xf=l∑(Ⅴ)/∑(Ⅱ)Iyf=2(l)3∑(Ⅵ)-S*xf2Ix1=(2/3)l∑(Ⅶ)計(jì)算結(jié)果242.158-791.44851622.311-0.13951617.6141894.421表5-73500WL靜水力計(jì)算表站號(hào)半寬坐標(biāo)

yi(m)面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)慣矩函數(shù)坐標(biāo)立方

yi304.731-10100-47.309473.088105.88314.924-981-44.315398.831119.37525.040-864-40.320322.560128.02435.118-749-35.824250.770134.04245.178-636-31.069186.417138.85055.184-525-25.920129.600139.31465.184-416-20.73682.944139.31475.184-39-15.55246.656139.31485.184-24-10.36820.736139.31495.182-11-5.1825.182139.159105.172000.0000.000138.387115.150115.1505.150136.623125.1062410.21220.425133.139135.0123915.03645.109125.914144.78841619.15476.616109.798154.42452522.118110.59286.567163.94063623.639141.83461.156173.36374923.540164.78138.031182.63886421.105168.83718.360191.70498115.336138.0244.948200.581101005.80858.0800.196210.000111210.0000.0000.000220.000121440.0000.0000.000總和92.788115.4962846.2332175.706修正值ε2.752-19.253228.45659.785修正后∑45.018-48.1211308.8891057.960修正前水線面面積修正前對(duì)船中的水線面面積矩修正前對(duì)OY軸的面積慣性矩漂心縱向坐標(biāo)水線面面積對(duì)于通過(guò)該水線面漂心的橫軸的縱向慣性矩水線面面積對(duì)于縱向中心軸線的橫向慣性矩計(jì)算公式S1=2*l*∑(Ⅱ)Moy1=2*l2*∑(Ⅴ)Iy=2(l)3∑(Ⅵ)xf=l∑(Ⅴ)/∑(Ⅱ)Iyf=2(l)3∑(Ⅵ)-S*xf2Ix1=(2/3)l∑(Ⅶ)計(jì)算結(jié)果245.797-717.28553262.391-0.12453258.6011925.488對(duì)上述計(jì)算表格進(jìn)行匯總，得到如下靜水力信息：水線號(hào)水線面面積(m2)TPC(t/cm)橫穩(wěn)心半徑(m)縱穩(wěn)心半徑(m)漂心縱向坐標(biāo)(m）浮心縱向坐標(biāo)（m)平底線0.00000.0000.0000.0000.000500WL120.262500WL15.459710.016-0.119-0.1191000WL174.0681000WL11.362393.798-1.461-0.6821500WL198.6241500WL7.434207.378-1.994-1.1852000WL216.3112000WL5.437131.601-1.877-1.4432500WL248.9482500WL4.543167.283-4.673-1.9823000WL254.5963000WL3.582133.441-5.060-2.6513500WL258.8323500WL2.943111.987-4.596-3.067水線號(hào)排水體積(m3）排水量（t)MTC(t/cm)艇中橫剖面系數(shù)CM方形系數(shù)CB棱形系數(shù)CP水線面系數(shù)CW平底線000.0000.0000.0000.0000.000500WL30314.0070.3520.0950.2710.1911000WL1041067.6620.5890.1640.2790.2761500WL1972027.6620.7160.2080.2900.3152000WL3013087.4250.7840.2380.3040.3432500WL41742713.0910.8250.2640.3200.3943000WL54355613.5960.8530.2870.3360.4033500WL67168814.1090.8730.3040.3480.4105.2靜水力曲線圖靜水力曲線圖表示游艇正浮狀態(tài)時(shí)的浮性要素、初穩(wěn)性要素和艇型系數(shù)等與吃水的關(guān)系曲線的總稱，它是由游艇設(shè)計(jì)部門(mén)繪制，供駕駛員經(jīng)常使用的一種重要的游艇資料。根據(jù)以上表格計(jì)算所得結(jié)果，利用AutoCAD軟件可畫(huà)出本艇靜水力曲線圖。圖5-1靜水力曲線圖6游艇的布置游艇的總體布置是游艇設(shè)計(jì)中非常重要的內(nèi)容之一，它直接影響到消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望，好的游艇布置能大大提高一艘游艇的價(jià)值。6.1干舷甲板下的布置本艇主甲板下#5，#19，#30，#40，#45，#56，，#66，#75號(hào)肋位處設(shè)置八道水密橫艙壁。將底艙劃分為9個(gè)水密艙。自艏至艉分別為艏尖艙，壓載水艙，機(jī)艙，燃油艙，爐水艙，空艙，淡水艙，空艙，灰水艙，艉艙。為了提高游艇的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，從游艇的#19號(hào)肋位到#75號(hào)肋位，在艇舯兩側(cè)1米處布置兩道縱桁。圖6-1干舷甲板布置圖（1）艉艙（尾--#5）布置液壓操舵機(jī)，在尾甲板設(shè)人孔蓋，直梯。（2）壓載艙（#5--#19）在#66至#68之間設(shè)人孔蓋，直梯。（3）機(jī)艙（#19-#30）在#25至#30之間設(shè)兩臺(tái)濰柴8WH25LC3265-1（2400馬力）型柴油機(jī)組為全艇的推進(jìn)動(dòng)力。在#19至#25設(shè)吊機(jī)孔蓋，右側(cè)設(shè)斜梯直通主甲板。（4）油艙（#30--#40）在#30至#35設(shè)兩燃油艙，在#38至#40設(shè)兩滑油艙布置橫通道。（5）爐水艙（#40--#45）在#40至#42設(shè)兩爐水艙，在#42至#44之間設(shè)人孔蓋，直梯。（6）淡水艙（#45--#56）在#51至#56設(shè)兩淡水艙，在#54至#56之間設(shè)人孔蓋，直梯。（7）空艙（#56--#66）在#64至#66之間設(shè)人孔蓋，直梯。（8）灰水艙（#66--#75）在#73至#75之間設(shè)人孔蓋，直梯。（9）艏尖艙（#75—艏）主要布置錨鏈設(shè)備。在#78--#80之間設(shè)人孔蓋，直梯。6.2居住甲板的布置1）游艇側(cè)面示意圖各個(gè)艙室的分布如下圖。設(shè)計(jì)游艇的上層建筑有三層，第一層空間主要以休息為主進(jìn)行布置；第二層布置了會(huì)議室，餐廳和舞廳；第三層就是駕駛室了，上部設(shè)有桅桿、探照燈、舷燈等信號(hào)設(shè)備。表6-2側(cè)面示意圖2）居住甲板下設(shè)布置第一層布置了八個(gè)豪華居住室，每個(gè)住房都有超過(guò)50平方米的居住面積，搭配有獨(dú)立浴室和獨(dú)立衛(wèi)生間，選用意大利定制的高級(jí)紅木家具，極力營(yíng)造舒適奢華的居住體驗(yàn)。在艇艉布置了兩個(gè)服務(wù)室在居住區(qū)和舵機(jī)室之間，強(qiáng)力的隔絕距離有效避免了舵機(jī)活動(dòng)發(fā)出的聲音影響到客人休息。在艇艏布置了大型公共休息室，為人們相互交流提供場(chǎng)地，且在休息室的一角布置了跑步機(jī)等健身器材，方便人們進(jìn)行健身鍛煉。圖6-3居住甲板下設(shè)布置圖3）居住甲板上設(shè)布置第二層在艇艏側(cè)是一個(gè)大型會(huì)議室，可以滿足商務(wù)人士的會(huì)議需求，特別是公司團(tuán)建大家族聚會(huì)的情景需要一個(gè)會(huì)議室，這個(gè)會(huì)議室也是做了隔音處理的，有很好的私密性。旁邊就是餐廳，可以同時(shí)容納30個(gè)人同時(shí)用餐，餐廳的落地窗可以打開(kāi)，在海風(fēng)徐徐的海上進(jìn)餐讓人憧憬。這一層還有一個(gè)舞廳，這可是大型豪華游艇的標(biāo)配啊。在艇艉是廚房，里面的設(shè)備可以進(jìn)行中西餐的烹飪。圖6-4居住甲板上設(shè)布置圖6.3舾裝設(shè)備1）錨泊設(shè)備本艇設(shè)斯貝克錨2只，艇艏設(shè)兩臺(tái)立式電動(dòng)起錨機(jī)。游艇通過(guò)設(shè)在舷墻上的導(dǎo)纜孔和焊在主甲板上的帶纜樁進(jìn)行系泊、帶纜。2）消防救生設(shè)備其中救生設(shè)備應(yīng)按《游艇與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)》第8篇的要求，并考慮到實(shí)際需要配置救生設(shè)備，設(shè)一定量救生圈，救生衣；主甲板尾部有工作艇一艘可兼救生用，并相應(yīng)設(shè)電動(dòng)起艇裝置等；消防設(shè)備應(yīng)按《游艇與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)》篇要求配置。艇上設(shè)備備有：手提滅火器，消防水桶，太平斧，鐵桿和鐵鉤等。3）門(mén)窗圖中單開(kāi)門(mén)為鋁質(zhì)風(fēng)雨密隔聲門(mén)，雙開(kāi)門(mén)為鋁質(zhì)風(fēng)雨密隔聲門(mén)，會(huì)議室和吸煙處采用聲密封玻璃門(mén)。駕駛室通往游步甲板間采用鋁質(zhì)風(fēng)雨密隔聲雙開(kāi)密封門(mén)，主甲板后通往機(jī)艙處采用鋁質(zhì)風(fēng)雨密隔聲單開(kāi)門(mén)。所有外圍壁處及駕駛室均采用鋁合金雙層中空玻璃隔聲窗，個(gè)別艙室采用局部外上開(kāi)式窗。

7游艇的重量重心重量和重心對(duì)現(xiàn)代游艇的性能有很大的影響，準(zhǔn)確地估算出游艇的重心重量是設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵因素。7.1重量計(jì)算母型艇的重量分布如下：表7-1母型艇重量分布表艇體鋼料重量WH198.84t舾裝重量104t機(jī)電設(shè)備重量40.6t母型艇：設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)51.0m型深3.0m設(shè)計(jì)吃水2.5m型寬10.8m設(shè)計(jì)游艇：設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)50.00m型深2.94m設(shè)計(jì)吃水2.45m型寬10.60m用平方模數(shù)法W=C*L*（B+D）（7-1）計(jì)算母型艇的各重量系數(shù)：鋼料Ch=Wh/L*(B+D)=0.28舾裝CF=Wf/L*(B+D)=0.15機(jī)電CM=Wm/(PD/0.7355)^0.5=1.21由于母型艇系數(shù)與實(shí)艇系數(shù)相等，故有實(shí)艇的各重量:鋼料Wh=Ch*L*(B+D)=191.33t舾裝Wf=Cf*L*(B+D)=100.07t機(jī)電Wm=Cm*(PD/0.7355)^0.5=67.05t這三部分之和相加可得W=Wh+Wf+Wm=358.46t取排水量?jī)?chǔ)備分別為這三部分的3%、8%、8%，即可得實(shí)艇的空艇總重量為W總=在滿載狀態(tài)，燃油重23.06t，滑油重0.92t，淡水9t，人員行李3.3t(按每人體重65kg、行李45kg計(jì)算，該艇共有30個(gè)艇員和乘客)，糧食及其他0.21t(按每人每天3.5kg計(jì)算，該艇有30人，自持力約2天)，因此，滿載狀態(tài)實(shí)艇總重418.43t。同理，以此類推，在滿載到港和設(shè)計(jì)狀態(tài)的全艇重量也可求得。和滿載出港狀態(tài)計(jì)算原理相同，所變的是燃油滑油、飲用水、糧食相應(yīng)的發(fā)生變化。詳細(xì)計(jì)算見(jiàn)下表。7.2重心計(jì)算由于實(shí)艇和母型艇的型深，吃水相等，所以實(shí)艇垂向重心坐標(biāo)與母型艇相等。對(duì)于縱向重心坐標(biāo)，燃油滑油、淡水、人員行李、糧食的位置均可在總布置圖中量取獲得，故僅需要計(jì)算空艇的縱向重心坐標(biāo)。Zg=D?ε（7Xg=L?λ（7母型艇：ε=λ=由于母型艇和實(shí)艇的系數(shù)相等，可得：實(shí)艇ZX注意：在計(jì)算人員坐標(biāo)時(shí)，由于實(shí)艇的艇員和乘客分在艇首和艇尾的兩個(gè)艙內(nèi)，故須分別計(jì)算，二者疊加求力矩。關(guān)于重心的詳細(xì)計(jì)算見(jiàn)下表。7.3計(jì)算表格表7-2空船重量重心估計(jì)計(jì)算表項(xiàng)目重量

（噸）垂向縱向離基線離舯（前）離舯（后）力臂力矩力臂力矩力臂力矩(m)(t·m)(m)(t·m)(m)(t·m)船體191.32.1398.80.361.2舾裝100.13.1309.47.6756.5機(jī)電67.11.6108.61.069.1壓載63.61.593.61.379.5儲(chǔ)備3.83.914.90.31.2Σ425.82.4925.31.6670.4表7-3滿載出港重量重心估計(jì)計(jì)算表格項(xiàng)目重量

（噸）垂向縱向離基線離舯（前）離舯（后）力臂力矩力臂力矩力臂力矩(m)(t·m)(m)(t·m)(m)(t·m)空船425.82.4925.31.6670.4人員及行李3.33.913.05.016.5食品0.23.90.85.01.1淡水9.01.09.05.045.0燃滑油24.01.126.65.0119.9Σ462.32.5974.81.6727.8表7-4滿載到港重量重心估計(jì)計(jì)算表格項(xiàng)目重量

（噸）垂向縱向離基線離舯（前）離舯（后）力臂力矩力臂力矩力臂力矩(m)(t·m)(m)(t·m)(m)(t·m)續(xù)表7-4空船425.82.4925.31.6670.4人員及行李3.33.913.05.016.5食品0.23.90.85.01.1淡水9.01.09.05.045.0燃滑油2.40.10.35.012.0Σ440.72.3948.41.4619.9

8穩(wěn)性的校核需計(jì)算的典型裝載狀況有滿載出港、滿載到港、空載出港和空載到港四種狀態(tài)。計(jì)算表格如下：表8-1壓載出港載況項(xiàng)目Δ(t)KG(m)Δ×KG人員及行李3.303.9413.02食物0.213.940.83淡水9.001.009.00爐水0.600.750.45燃油23.061.4733.94滑油0.920.750.69備品供應(yīng)品3.783.9414.89空船377.572.731032.42壓載水63.602.94187.27貨物0.000.000.00總計(jì)482.032.681292.51表8-2滿載出港載況項(xiàng)目Δ(t)KG(m)Δ×KG人員及行李3.303.9413.02食物0.213.940.83淡水9.001.009.00爐水0.600.750.45燃油23.061.4733.94滑油0.920.750.69備品供應(yīng)品3.783.9414.89空船377.572.731032.42壓載水0.000.000.00貨物0.000.000.00總計(jì)418.432.641105.24表8-3壓載到港載況項(xiàng)目Δ'(t)KG'(m)Δ'×KG'人員及行李3.303.9413.02食物0.023.940.08淡水0.900.100.09爐水0.060.080.00燃油2.310.150.34滑油0.090.080.01備品供應(yīng)品3.783.9414.89空船377.572.731032.42壓載水63.602.94187.27貨物0.000.000.00總計(jì)451.622.761248.12表8-4滿載到港載況項(xiàng)目Δ'(t)KG'(m)Δ'×KG'人員及行李3.303.9413.02食物0.023.940.08淡水0.900.100.09爐水0.060.080.00燃油2.310.150.34滑油0.090.080.01備品供應(yīng)品3.783.9414.89空船377.572.731032.42壓載水0.000.000.00貨物0.000.000.00總計(jì)388.022.731060.85經(jīng)計(jì)算，得出滿載出港初穩(wěn)心高GMo=3.52米，滿載到港初穩(wěn)心高GMo=2.88米。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，按照規(guī)范要求，任何裝載下得初穩(wěn)心高不得小于0.2米，所設(shè)計(jì)的艇在各種典型狀況下的初穩(wěn)性均滿足要求。

結(jié)論本畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)艇是210英尺豪華玻璃鋼游艇，有如下結(jié)論：1）根據(jù)母型艇改造法，得出本設(shè)計(jì)游艇的主尺度.總長(zhǎng)57.5m設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)50.0m型寬10.06m型深2.94m設(shè)計(jì)吃水