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1、中外船舶科技2007年第2期高速艇设计游艇设计(一)朱珉虎(江苏省船舶设计研究所江苏镇江212003)游艇已成为高质量生活的象征。游艇也是一种美xB-浮心纵向位置/%L舯后的创造。在狭小的空间里,设计师会充分发挥他的空间xG-重心纵向位置/m想象力,经营出别致而紧凑的布局把造型艺术和船舶xf-首部折角线与水线交点距首垂线距离/m▽-最大排水容积/m3设计的能力发挥得淋漓尽致。λ-相对浸湿长度,λ=l/Bτ-尾纵倾角/(°)符号表β-斜升角/(°)A-2P滑行面投影面积/mΔ-排水量/t(在载荷系数中作重力计算时,应乘以9.81,化A-2t尾封板浸湿面积/m为
2、kN)A-2X最大横剖面(浸湿)面积/mB-艇宽或计算宽度,载荷系数中指平均折角线宽度/mBP-最大折角线宽/m1基本尺度的规划BT-尾板处折角线宽/mCB-方形系数游艇的尺度一般都不是很大,十几米到二十几米CP-棱形系数的最为常见,而小的娱乐艇只有几米长。为了发挥它的CR-剩余阻力系数速度优势,体现经济性和舒适性,还是要遵循滑行艇设CS-湿表面积系数,CS=S!▽L计的基本原理。C-排水体积长度系数,C=▽要设计好一艘游艇,必需具有丰富的经验。这些经▽▽"#L10验既可以从实践中来,也可以利用已经发表的船模系△列试验资料和实艇资料。关键是将搜集到的众多数据
3、C△-载荷系数,C△=220.5ρvB转换成特征参数(函数或自变量),然后拟合成曲线或CG-重心回归公式,成为设计新艇的指南。NielsE.d-艇体吃水/m[1]Sorensen-Viale收集了下列资料:D-艇的型深/m·Clement和Blount发表的TMB模型62系列;0.5144VFr-长度傅氏数,Fr=gL·SNAME公报中的小艇资料;!wl0.5144V·Norstr!m的圆舭艇系列资料;Fr▽-排水容积傅氏数,Fr▽=1/3!g▽·各专业杂志上发表的实艇性能数据。h0-初稳性高度/m然后,转换成下列特征数进行统计回归:H-断级高度/m0.05
4、Vζ=l-平均浸湿长度/m1.5BPlp-断级前的长度/mζ-速宽比,反映了艇速与宽度之间的关系lT-断级后的长度/m3LC-折角线长度/mδ-容积宽度系数,δ=▽/BpL-艇长或计算长度,一般指设计水线长/m2/3(-面积系数,)=AP/▽LOA-艇的总长/mλ-宽长比,λ=BP/LWLLWL-载重水线长/m1.16ψ-功率系数,用于确定主机的功率,ψ=1.36PB/▽LCG-重心纵向位置/%L0.16ξ-速度系数,ξ=V/▽PB-主机功率/kW1/3RR-剩余阻力/kNζ0.0587V·▽2KN=1/3=3/21/3S-艇体湿表面积/m0.6169PB·
5、P"B$PBv-计算艇速/m/s▽V-最大试航速/knKN-功效系数,反映经济性的好坏,图1至图8是x-重心与浮心纵向间距/m29高速艇设计中外船舶科技2007年第2期用这些特征数绘制的统计图表,反映了现有成功实艇的密集区域。其最佳吻合曲线可用下列公式来表达,其中某些曲线又分为基本值、高值和低值。2.09K(N高)=0.005525Fr▽2.09K(N基本)=0.004411Fr▽2.09K(N低)=0.002769Fr▽1.69ζ(高)=0.0289Fr▽1.69ζ(低)=0.0240Fr▽1.09ζ=4.378KN-0.33"(基本)=13.63▽-0.
6、26"(高)=14.33▽0.69"(基本)=0.71ξ0.69"(高)=0.88ξ-1.99δ(基本)=14.39%-1.99图1ζ和Fr▽的关系δ(低)=10.69%-0.19λ=0.56▽1.815ψ=0.16ξ滑行艇体的几何形状参阅图9。这些回归公式对于深V型艇也是适用的。下面几个公式是专为游艇设计初期建立艇体基本尺度规划而准备的。1.16PB=0.1176▽ξ1.81533PB=1.621▽ζ/KN0.5510.476V=3.246PB/▽1/31/3BP=▽/δ2/3BP=0.009479(1.689V/ζ)2/3AP=%▽LWL=BP/λ计算实
7、例图2KN的Fr的关系3以设计一艘排水体积23m,航速37kn的小艇为例,计算此游艇的基本尺度。0.160.16ξ=V/▽=37/23=22.41.161.8151.161.815PB=0.1176▽ξ=0.1176×23×22.4=1261.4kW0.690.69%(基本)=0.71ξ=0.71×22.4=6.066-1.99_1.99δ(低)=10.69%=10.69×6.066=0.296本艇采用双机,要求宽度略宽一些,因此δ采用低值较为妥当。1/31/3BP=▽/δ=23/0.296=4.27m-0.19_0.19λ=0.56▽=0.56×23=0.
8、309LWL=BP/λ=4.27/0.309=13.
