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快艇性能设计案例综述

目录

TOC\o1-2\h\u11199快艇性能设计案例综述 1

239561.1性能设计概述 1

30941.2重量重心计算 1

321921)空船重量重心计算 1

55422）重力与浮力的平衡校核 3

66451.3静水力计算 3

125331.4快艇稳性计算 5

103351.4.1初稳性校核 6

215851.4.2大倾角稳性计算 9

9261.5阻力计算 17

24378图5-13兴波云图（一） 18

18188图5-14兴波云图（二） 19

1.1性能设计概述

船艇性能，是每一个造船设计师在任何一种船型设计时都要仔细考虑的问题。船艇特性设计是评估快艇在航速、安全和稳定、快速性等各个方面的特性。此性能设计一般包含快艇的空船重量重心的计算、静水力的计算、快艇满载出港及满载到港两种载况下的稳定性校正、静稳性计算和大倾角稳性计算结果等一系列特性的计算结果。通过这一系列计算结果,可以详细地分析所设计快艇的各项运行性能特点。

1.2重量重心计算

本快艇的重量包括；空载重量、半载重量、满载重量。其中，半载重量指的是船只载货按设计规定的载货量但油水等供给品为设计储存量的50%时的重量。而满载重量为船上装载按设计规定的储备量且油水等供给品为设计储备量100%时的重量。

空船重量重心计算

空船重量重心的计算结果对于其他方面性能计算有较大的影响，此次对空船重量重心的计算由2.2中得知，假定重心垂向坐标约在（0.8~0.9）之间。此次设计取为0.8。本快艇的重心纵向位置取的40%。这里知空船重量LW=1032.78kg，重心距基线高Vcg=0.7904m，重心距船舯距离Lcg=2.7m。在重量重心的计算中，假设供应品。储藏品100kg，其他杂物10kg。乘员的垂向重心高度取为主甲板上人员的一半处。对本快艇的轻载、半载、满载等不同载况进行重量重心的计算，结果见表5-1。

表5-1重量重心计算结果

项目

重量/kg

巡逻艇轻载重量

1032.78

0.79

2.74

0.00

燃油50%

212.00

0.22

3.13

0.80

淡水50%

96.50

0.22

1.06

0.00

乘员10位

910.00

1.90

1.00

0.00

个人用品

140.00

1.90

1.00

0.00

供应品、储藏品50%

21.00

0.30

4.35

0.00

其他杂物50%

1.00

0.34

4.35

0.00

污水50%

100.00

0.31

2.83

0.80

载重量（半载）

1488.50

1.41

4.58

0.05

巡逻艇半载重量

2521.28

1.16

3.83

0.00

燃油100%

424.00

0.29

3.13

0.00

淡水100%

193.00

0.31

1.06

0.00

乘员10位

910.00

1.90

1.00

0.00

个人用品

140.00

1.90

1.00

0.00

其它杂物100%

10.00

0.30

4.35

0.00

载重量（满载）

1727.00

1.27

4.53

0.00

巡逻艇满载重量

2759.78

1.09

3.86

0.00

将计算所得沿海旅游快艇空载重量、半载重量、满载重量以及三个方向X、Y、Z上的重心坐标值如表5-2所示。

表5-2沿海旅游快艇重量重心位置汇总

项目

重量/kg

巡逻艇轻载重量

1032.78

0.79

2.74

0.00

巡逻艇半载重量

2521.28

1.16

3.83

0.00

巡逻艇满载重量

2759.78

1.09

3.86

0.00

2）重力与浮力的平衡校核

根据浮力原理，快艇的重力与浮力应大小相等，方向相反且位于同一铅垂线上。对于本艇而言，满载出港的载重量与设计吃水处的排水量应相等。

由表5-2计算得本艇的满载载重量等于轻载重量加上载重量，等于2.76t；而根据静水力的计算，新艇在设计吃水处的排水量为2.84t。浮力与重力的差值小于5%。因此，可认定本艇的重力与浮力平衡，无需调整主尺度。

1.3静水力计算

静水力计算采用Excel表格以及AutoCAD绘图进行，从而计算出浮态及稳性所需数据并绘制静水力曲线图。静水力计算表如表5-3~5-5所示。

表5-3静水力计算结果（一）

水线号

Si（m2）

（m3）

（t）

XF（m）

XC（m）

150WL

4.917

0.369

0.387

-0.575

-0.575

300WL

10.867

1.553

1.591

-0.591

-0.583

400WL

13.565

2.774

2.844

-0.433

-0.548

600W