4型线设计4.1概述主尺度确定之后，型线设计应与总布置设计互相配合进行。正式的型线图是后续的结构设计性能计算的依据。型线设计的好坏直接影响到船舶的快速性、稳性、耐波性等性能，同时也会影响到船舶的总布置和建造工艺。因此，型线设计主要考虑以下三个方面：（1）保证设计船具有良好的航行性能，（2）应满足总布置的要求，（3）保证结构合理、简易，达到施工、维修方便。型线设计的方法概括起来有三种：自行设计法、改造型线法、应用系列型线。实际上，各种方法不能截然地分开。自行设计法也要广泛利用型船和系列型线资料，改造型船法也要体现设计者的主观意图。结合设计任务书上的要求，考虑到本船的具体情况，本船为一艘小型内河散货船，型船资料比较丰富，故在本船的型线设计中采用型船改造法。4.2型线设计的主要内容型线设计的结果是以型线图来表达船体外形的几何形状。控制船体型线的要素主要有横剖面面积曲线，设计水线和甲板边线，横剖线形状，侧面轮廓线。型线设计内容分为型线特征参数的选取和型线生成的方法两大部分。4.2.1棱形系数CpCp的大小反映了浮力沿船长的分布情况。兴波主要发生在首端，首波峰高压区主要在首端Cp大，浮力沿船长分布得比较均匀；Cp小，浮力相对集中在船中，船的首尾两端尖瘦。对中低速船，船的兴波阻力在船首附近。Cp小，满载水线呈微凹形，这样不但可减少首波波高，而且可减少波峰区的水动压力在船舶前进方向上的分力，以降低兴波阻力。对于中低速船，由于选取Cb接近经济方形系数，因此Cp无法达到最佳值。所以，在较小Fn下，从Cb的经济值及与之适应的Cm值出发选择Cp较为适宜。选用比Cp最佳值大的经济值，有利于在同尺度条件下舱容最大，也有利于尾机型船舶的机舱及轴系布置。由于本船型线设计采用母型船改造法，加之设计船与母型船相差较小，故横剖面系数参考母型船，取Cw=0.988，则Cp=Cb/Cw=0.7554。4.2.2浮心纵向位置Xb在一定棱形系数下，浮心纵向位置Xb表示了船的排水体积在中前和中后的相对大小，即反映中前和中后的相对丰满度。当Xb在中前时，船首丰满，会使兴波阻力增加，船尾瘦削可降低旋涡阻力。当Xb在舯后时，则产生相反的效果。根据选定的Cp=0.7554，在参考文献[4]（p254）的较佳浮心纵向位置的范围图中显示，Xb取值在0.4%～3%Lpp范围内可满足阻力性能，而最佳浮心位置为1.4%Lpp。本船为双桨船，实际值范围为上述值减去1%左右，即Xb取值在-0.6%～2%。但由于该船布置比较紧张，各分项重心都没有太大的调整裕度，浮心取最佳浮心纵向位置会造成船舶重心调整的困难，故此处直接取Xb=Xg，而不再过多考虑最佳浮心纵向位置曲线。利用主尺度确定过程中对重心的估算值，取值为Xb=Xg=0.632m，即船中偏前1.318%Lpp,在最佳阻力性能范围内。具体重心位置估算如下：表4.1重量估算重心计算表重量估算重量（t）Xg（m）空船重量120.044-4.6货物3502.75人员行李0.71-19.5食品淡水0.64-21燃油2.835-20滑油0.142-18备品及供应品1.195-22总和475.5700.632其中：母型船（1500t级半舱船）：垂线间长Lpp2=70m，空船重心Xg2=-6.7m设计船空船重心：Xg1=(Lpp1/Lpp2)×Xg2=-4.59m货物重心：Xg2=24-2-38.5/2=2.75m4.2.3船首形状本船采用前倾型首轮廓线。设计水线以上的首柱做成倾斜的,这样不仅可以使水线以上的面积迅速增加，有利于减小迎浪航行中纵摇和升沉运动，而且倾斜首柱使设计水线以上的水线变得瘦削，可减少首端激波。另外，倾斜首柱增加了甲板面积，利于首部锚泊设备的布置，并且使船外形美观大方。前倾量从总长，造价，增大吨位，增长泊位，降低进出港时的安全。设计水线以下的首柱形状继续保持水上的倾斜度，并与船底线圆滑的连接。前倾角取42度，船首形状见图(1)。图4.1首部形状4.2.4船尾形状本船为双机双桨船，船尾轮廓线形状的选择参考母型船的布置，采用隧道式船尾。初步估算螺旋桨直径约为0.6D，取1.0m。本船采用悬挂舵，初估舵面积Ar=μLd=1.38m2，本船为双桨船，μ取1.8%，舵高1.2m，舵宽1.15m，平衡比为25%。两桨中心间距4.72m，占船宽59%。隧道顶线根据母型船资料选取，隧道长度取船尾到第5站的距离。船舶尾部型线的设计需要满足以下要求：...
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