大金湖游览船总体设计

1.武汉理工大学 交通学院 武汉 430063;2.大金湖船舶管理处 福建泰宁 350000

大金湖风景区位于闽西北武夷山脉南麓，地处福建省西北部的泰宁县境内。景区总面积130 km2,其中水域面积36 km2，有百里金湖之称。2004年2月11日联合国教科文组织表决通过泰宁为世界地质公园。“申世”的成功，为泰宁打开了走向世界的大门，为泰宁的旅游事业创造了有利的契机。大金湖游览船正是在这种形势下，由大金湖船舶管理处委托武汉理工大学交通学院设计。

1 设计主要矛盾及关键技术

为了保证船舶具有优良的总体性能、舒适的使用功能、美观的视觉效果，在方案设计阶段，根据任务书要求提出了多组尺度、船型、主机选型、发电机组选型、空调选型、外观造型和内装配置方案。

1.1 主要矛盾

设计的首要任务是针对主要矛盾合理地选择船型参数，保证船舶的综合性能，满足使用要求。

1) 本船为航行于大金湖水域的旅游客船。大金湖地区的经济发展水平还不是很高，设计方对船舶的舒适性要求很高。因而经济性和舒适性的矛盾是主要矛盾之一。

2) 任务要求外观造型为仿古风格，同时又对尺度和装饰有一定的限制。这样势必影响船舶重量重心，给船舶稳性和快速性带来不利的影响。造型形式与稳性、快速性之间也存在一定矛盾。

以上两对矛盾是该船各设计阶段要注意和严格把握的关键，也是设计成败的关键。

1.2 船型选择

通过统计和分析研究同类型旅游船，根据任务书的要求，综合考虑总布置、稳性等一系列问题后，初步确定了船长、型宽及型深的选择范围。经过对多个尺度方案的优化组合，确定了几组尺度。然后，在核算阻力、经济性、适航性的基础上，最终确定该船的主尺度。

总长 26.00 m 水线长 23.68 m

垂线间长 23.00 m 型宽 5.30 m

型深 1.30 m 吃水 0.80 m

满载排水量 57.845 t

由于各种因素的影响，设计船的尺度并非最优，付氏数在0.29以上，剩余阻力也需要认真考虑。结合航行特点，对比湖库区同类船舶的型线，根据当地自然触坡靠岸壁的停泊条件，为方便旅客上下船，确定采用阻力性能和适航性能综合较优并已成熟应用于湖库区的尖首柱、方形首甲板、双尾船型。该船型尾部为双尾加浅隧道，桨叶上方略为加高，既保留双尾船型的优良性能，又可适当加大桨径，增加推进效率。图1为设计船的横剖线型。

图1 横剖线

该船的总体性能指标满足船东的使用要求，达到或超过设计需求。

其主要性能为：满载出港最大航速17 km/h，自持力 2天，可装载燃油1 t , 淡水1 t ，稳性满足内河C级有关规范要求，操纵性良好，全速满舵时的回转直径约1.5倍船长。

1.3 主机选型

根据设计主要矛盾，主机选型主要考虑因素：第一，技术先进成熟、运行稳定；第二，振动、噪音小，指标优良；第三，经济性(初投资小、油耗低)、工艺性好，维修便利，重量轻、体积小，与其它技术性能(快速性、振动、噪声)有较好匹配，性价比较高。终选方案为两台B260-3C型道依茨主机。

2 总布置

设计船为两层，即主甲板及驾驶甲板。旅游条件舒适，活动面积宽敞、视野开扩。

该船主船体内设5个水密舱，从尾至首依次为：尾舱、机舱、油水舱、空舱、首尖舱。

2.1 主甲板由尾至首布置

尾工作区(尾～#3)、厨房、卫生间(#3～#7)、机舱棚(#7～#15)、梯间及储物间(#15～#17)、主客舱(#17～#41)、首工作区(#41～首)。其中主客舱分为前后两部分。后舱布置形式为单通道靠窗双列3人沙发。后壁靠右舷设吧台即小卖部。后上壁镶嵌具有地方特色的文化墙。前舱为双通道3列双人沙发。通道与前端壁进出的舱门对应。前后客舱之间以围壁分隔，设移门通达两舱。有分有隔，能够更好地保证空调的使用效果，节约能源。因为该船采用首触坡、首部上下乘客，直通式走道，所以前客舱两舷仅设工作走道，而后舱两舷设观光交通走道，以便于旅客使用梯道卫生间。

2.2 驾驶甲板

#3～#25为50 m2的观光平台， 为旅客提供了较宽裕的活动、观光、娱乐处所。观光甲板中央布置一小亭，既可遮阳，又增加了游览情趣。同时，也丰富了船舶的外观建筑造型。#25～#32为小客舱(贵宾舱)。#32～#36设驾驶室。驾驶甲板和小客舱两舷均设外走道。布置见图2。

图2 甲板布置

根据设计的主要矛盾，设计过程中严格控制重量、重心，保证船舶稳性要求。

客船稳性是设计中的重中之重。而仿古船因为建筑形式的特殊性，舾装重量、设备重量一般大于普通客船；上层建筑的受风面积更是大大超过普通客船。鉴于这些因素的影响，在设计之初，参照同类游船，进行了较为详细、准确的估算。在保证快速性和使用功能的前提下，主要根据稳性要求控制各项参数(浮心位置、船型系数、尺度比)，同时保留一定的排水量裕度，用以调节重心，保证稳性。

3 造型设计

本船为特定地域、特定使用功能的旅游船。外观、内装的造型直接影响船舶的风格和形象，从而影响到消费者的消费心理，进而关系到船舶的经济效益。因此，本船的外观造型是设计的重点。确定外观造型的基本原则为：突出地域特征，展现泰宁风貌，弘扬泰宁文化，同时表现现代人的生活节奏。

泰宁不仅自然风光旖旎，而且人文底蕴厚重。有“汉唐古镇，两宋名城”的美誉。泰宁古城的明清建筑保存完好，建筑艺术珍品，随处可见。在船舶风格的定位上，将外观确定为宜人、古朴、舒适的仿明清风格建筑形式。雕栏、楚柱和斗拱建筑构件具有传统的特点。顶蓬设计为代表当地典型建筑特征“甘露寺”的明清式挑高檐翘角式大屋顶。整个建筑为仿古建筑形式。

外观建筑设计主要包括建筑风格的确定；外观比例参数选取；建筑构件(柱、斗拱、瓦、栏杆、门窗)的造型及匹配。

外观比例主要影响视觉协调性，即影响乘客心理活动。仿古船与普通客船相比较，建筑实体高大、视觉稳定性不好。因此，造型上采用了突出水平构件(栏杆、吊檐)，弱化垂直构件(柱、门窗)，引导视觉的横向移动，以降低视觉高度，最终改善高、满实、肥大的视觉效果。

栏杆、支柱、斗拱等构件设计结合了泰宁古镇民居的形式，同时兼顾工艺性。既保证与整体风格一致、与地区民居协调，又经济实用。图3为三维网格效果图。

图3 三维网格效果图

4 舾装设备

4.1 舵设备

本船选用专利技术WZF组合舵。液压舵机采用轴带和电力两套动力源，保证了操纵系统的可靠性。该舵具有水动压力大，操纵方便灵活，舵效高的特点。并且能降低舵机功率，降低能耗。这种舵装置是第一次在福建水域应用。

4.2 空调设备

本着降低能耗，保证空调效果，降低噪音和经济实用的原则，设计中，对国内外各种空调设备进行了分析、计算、比对。选用了4台OC-Z型船用空调。与普通船用集中空调和分体空调比较，具有节省能耗(10%～20%)，噪音低(距风口1 m处噪音<65 dB)，重量轻，体积小的特点，和室内装饰协调一体。

4.3 卫生环保设备

根据大金湖水域旅游环保要求，本船卫生设备选用了CCWC-BAG型免冲洗卫生系统。该系统配有独立打包装置。厕具每使用1次，自动打包并将包袋放入储箱内，每使用50次清理换袋1次；适用于水源或污水处理有困难，卫生要求高及使用人数稳定的场所。节约水资源，使用安全，座面每次更新，无交叉感染。自动化程度高，无气味外泄，舒适；不需要上下水系统，节省建设投资。无环境污染，便于资源化处理。

5 减振降噪

根据动力要求，本船主机选用三缸BL300型主机2台。相对四、六缸机型而言，振动比较大。这与船东提出的减振降噪要求发生矛盾。为改善这一不利因素，主要从以下几方面进行设计：

1) 布置设计中，利用梯间、储物舱等封闭建筑将机舱与客舱隔开，保证客舱与机舱无共同舱壁，以阻隔振源。

2) 主机座加装减振装置，使之悬浮于船体。经过减振计算，合理取舍材料尺度和布置结构，以防止出现共振现象。

3) 机舱前壁、客舱围壁采用多孔吸音材料，以降低噪声。保证客舱振动、噪音在要求的限度以下。

[1] 子 良.中国名城·泰宁[M].北京：环球旅游杂志社，2005.