船舶加长设计快速简易计算方法研究

船舶加长设计快速简易计算方法研究

纪亮

纪亮

大连海安船舶与海洋工程技术服务公司

摘要：本文推导和总结了船舶加长设计过程中的简易快速计算公式和方法，并应用于实践，收到良好的效果。

关键词：船舶加长设计；快速简易；计算方法

一、问题的提出

由于，国外船舶市场经常有一些L/B较小的船舶，需要进入中国市场或改为挂方便旗的近洋国际航线船舶，船东从经济利益出发大都需要进行加长改造，使利益最大化。这样，在船舶买卖过程中经常需要一些快速简易的计算方法，确定船舶的性能和强度指标能否满足规范公约规则的要求，协助船东决策。因此，就需要总结推导一些简易快速的计算公式，尽快或在交易谈判过程中当场决策，以提高买方的竞争能力。这样就船舶性能和结构方面总结出如下一些快速简易的计算公式。

二、总体性能

2.加长后的稳性

初稳性：

自由漂浮时船舶的稳心半径如下式：

——————（4）

这里为了简化计算，将水线面当一矩形看待，因此令，L，B，T，Cb分别为船长、型宽、吃水和方型系数，由于水线面不是矩形，因此我们用K来调整。

导出

从上式不难看出剖面模数的相对增量ΔW%是ΔL的2次函数，这里L是原船长度系常数。应变量ΔW又是受原船构件制约的，其最大值特别是原板材厚度限制了ΔW不可能无限增加。具体做法是先找一些尺度与未来接长指标相近的船舶，按此长宽比确定第一次试算接长量，再根据改造结构试算W0值。经反复试算，直到可能改造的结构达到规范要求的W0值为止。

以No1Yinghe为例，该船改造前后的主要尺度如下：

2.式计算结果接近，因此在方案设计时可以利用此式去估算接长量与规范要求的剖面模数值。在实践当中，具体的做法是在漏斗舱内外做文章去解决总强度需要的增量问题。因为漏斗舱在改造区是新增构件，再则这类船舶原中和轴较低，在甲板附近增加构件可提高中和轴的坐标位置，起到了即省钢材又提高了总强度的作用。

本船中剖面简图如下：

四、结论

综上所述可总结出如下结论和经验

1.船舶加长后的长宽比在5—6之间，宽度型深比值等于2或者大于2的情况，接长的可改造性很强。且加长后长宽比L/B不宜超过6.5，超过此值时易首倾，用上述简易公式计算很容易得出首倾的加长量。

2.在上述尺度比的范围内，对于改造后长度在60--100m的船舶，扭转强度可用弯曲剖面模数乘以系数的办法简易计算是可行的。

3.如果长宽比控制在极限数值内，加长量对完整稳性影响很小，可不考虑加长量对完整稳性的影响，但是重量重心变化的影响必须控制在可行范围内。

五、结束语

总之，加长设计了30几艘类似船舶，在方案设计和技术谈判时，直接使用上述简易计算公式可收到事半功倍的效果。

本文的宗旨是将这些船舶加长设计的快速反应做一总结，以利于不断提高船舶加长设计的水平和速度，去适应快速变化的船舶改造市场。

或许本文对同行有点指导意义，那我们就感到极大的欣慰。本文在撰写过程中，错误和不足之处在所难免，诚恳希望读者和同行提出宝贵意见。

参考文献：

[1]《船舶静力学》，盛振邦，

[2]《船舶设计手册》“总体分册”，中国船舶工业总公司

[3]CCS《船舶建造规范》，中国船级社

[4]《船舶设计原理》，盛振邦，刘应中