欧洲滚装船设计回顾.pdf

第3期(总第12 2期)2009年12月船舶设计通讯 N O.3(.12 2)D 2009!船舶研究设计 纸 拖车滚装船1998年3月17日,在斯德哥尔摩,N 控股公司同金陵船厂签约2+2+2艘8 050 D W T纸/拖车滚装船建造合同该合同的签订备受国外造船界和航运界的关注在当年国际滚装船会展R O R O 9 8首日大会文章TH E R O R O M AR K ET I N 2 000中即有 评 述 T N F T C (J S )-在经过与船东多次的技术谈判和向D M公司咨询后,上海船舶研究设计院完成了该船的合同设计,参加了建造合同的签约仪式,而后承担了该型船的基本设计和详细设计任务这是船院迈向现代滚装船设计的第一步,也是首次打破了以往由我国承造的滚装船其基本设计甚至详细设计全部 由国外提供的模式,实现了滚装船设计完全由国内完成的突破十年来,船院设计且实船建造的欧洲滚装船的基本情况,见表18 050 D W T滚装船是一艘单机,单可调桨,中速柴油机驱动,主要以储/滚方式载运纸制品和拖车的滚装货船起居处所和驾驶室位于首部,机舱位于尾部两层连续甲板贯通全船船尾端左右各装设一具尾跳板/门尾门打开后,车辆经由右侧跳板进入上货舱或再经由上货舱右侧的固定坡道进入下货舱车辆也可经由左侧跳板和左侧固定坡道抵达露天上甲板该船的设计特点在于选取具有竞争性的主尺度,船长相对同类船更长;与主尺度匹配开发优欧 洲 滚 装 船 设 计 回 顾钱海波上海船舶研究设计院上海摘要文章列出了近十年来上海船舶研究设计院为欧洲船东设计的滚装船的基本情况,着重 介绍了部分滚装船的设计背景,设计思想,主要性能和技术特征这些船舶的设计显现了欧洲船东及航运市场对此类船型的技术要求及市场需求变化的轨迹关键词 滚装船 船舶设计 技术特征中图分 类号U 6 74.1文献标识码 文章编号1001-4624(2009)03-002 2-05 Q H (S M S D R I ,C ,2 00032):T R O R O E SD AR I .T ,.T R O R O .:R O R O 收稿日期2009-09-2 8作者简介钱海波(1941.10-),男,上海人,研究员,长期从事船舶总体设计研究2 2良线型,其全船宽的尾部水下平坦线型形成了典型的方形鸭尾 总布置中,货物的快速装卸,破损稳性等总体安全性,大功率主辅机在低矮狭小空间的布置和货舱大风量(30次/)通风管道的布置都经过精心设计具有非破冰船的最高抗冰级别(1 AS)满足载运纸制品和危险品货物及零下35 条件下设备正常运作等的特殊要求 符合环保高标准,主机氮氧化物排放量今后可达到2.0/W的苛刻要求.该型四艘船全部由F 航运集团长期租用.实际营运达到了船东要求该型船成为当时同类现代化滚装船中最为优秀船型的既定目标.因此,该船设计获得了中国船舶工业集团2001年度科技进步一等奖的荣誉.S P I 也把2000年杰出滚装船概念奖授给了首制船FINNM ASTER并作了如下的评价 不单是因为其具有特色的外型,更是因其首次将建造价格指标与船舶的 优良性能完美结合.尽管挪威和德国已为芬兰租船公司建造过多艘航速为20 的滚装船,在不增加燃油耗量的前提下FINNM ASTER与其姐妹船为船东提供了更佳的货运手段和方式.纸 拖车滚装船经波罗的海至欧洲大陆是一个特殊的纸制品市场航线,各航运公司在这相对固定航线上的竞争相当剧烈.船东基于租船方滚装航运和储/滚作业的丰富经验及市场变化情况,最后决定开发建造更具竞争力的滚装船而不再建造第五和第六艘8 050DWT滚装船.2000年初,船院开始为同一船东进行10300DWT纸/拖 车滚装船设计,该船是一艘双 机,双可调桨,柴 油机 驱动 的又 一型 现代 化 滚装 船.总 布局 与8 050 DWT滚装船类似,但设计增加了一层甲板,两型船的主要差异见表2.该船设计为在主甲板及内底上以储/滚方式运载纸制品,在上甲板上载运拖车及在露天顶甲板上以吊上/吊下方式装运集装箱,突出了能把不同类别货物*据报道,DFDS TOR L IN E在2008年初购买了FIN N M ASTE R号和FIN N REEL号,从2009年春天开始,这两艘船在北海投入营运.表上海船舶研究设计院近十年设计并建造的欧洲滚装船基本情况表船型船东船运公司建造情况船名船级社8 050 DW T(纸/拖车)滚装船N H LTDF 后 改 名F 已建4艘FINN M ASTE R*FINN RE EL*FINN K RAFTFINN H AW KLR63 滚装渡船N E W CARIDO N IA已建造BV10 300 DW T(纸/拖车)滚装船E E S C (N H 改名)F 已建2艘FINN PU LPFIN NM ILLLR5 200 DW T滚装船F /C ETAM(法国LDA和挪威LH合资公司)已建1艘VIL LE DE BO RDE AU XBV7 3 00 DW T 集 装箱滚装船O PDR C SA.已建 2 艘首制船 O PDR A GL11 300 DW T(纸/拖车)滚装船SEATRE ASU RELIM ITEDDFDS TO PLIN E合同4+2艘,已建3 艘,第四艘预期在今年底交船TO PC O RON ATO PH AFN IATOPFION IATO PU TL AN DIALR10 500 DW T滚 装船F 合同6艘,今年已开始建造LR图 18 050 DW T滚装船FIN N M ASTER 钱海波 欧洲滚装船设计回顾23第3期(总第122期)2009年12月船舶设计通讯 N O.3(.122)D 2009装载于同一艘船上并实现船舶高效运作的设计思想线型的设计是在船首设置一个上翘形的尖瘦球鼻,首部线型细长,中剖面丰 满,尾部线型平坦并渐伸至全船宽形成了典型的方形鸭尾,特别是在鸭尾船底后部装设长约5 的纵向倾斜楔块除了常规的船模试验,还进行了桨轴支架定位,不同自然舵角和不同鸭尾楔块倾角对航速影响等试验服务航速拟定为20,这是一个适于芬兰欧洲大陆间货物周转期的最恰当营运速度主甲板及内底进行加强,均布负荷设计为6 /2,以适应更重的杂志封面纸卷筒的堆放(8050 D滚装船为5 /2)为了避免货损,提高安全性和确保航行周转时间,除设置防横倾水舱系统和两具首侧推器外,还设置了一对可向后收藏的减摇鳍(早先的四艘滚装船配备的是减摇水舱系统)该船建造后,实船性能指标全部达到并优于合同规定值以回转试验为例,实测值均满足IM O决议中进距小于4.5,战术直径小于5.0的要求,详见表3航行试验的振动实例数据,表明该船具有极佳的振动性能,见表4该船交船投产后不久,船运杂志CR I E&FERRINFO 以FINNP LP !为标题对10300 D滚装船作了介绍 瑞典船东将8050D滚装船称之 ,而将10 3 00 D滚装船称之P 其 书 面评 价 为 FINNM ILL号 和FINNP LP号 投入营运将近一年,其营 运情况表明这两艘船的技术性能指标先进,在欧洲航运市场中具有很强的竞争力对这两艘新船的设计和建造高质量表示高度赞赏10 300 D滚装船实船照片见图210 300 D滚装船这一优秀船型也得到了另一个著名航运集团DFD OR LINE的青睐 纸 拖车滚装船至2005年下半年,尽管船舶造价翻倍,瑞典船两船主要要素垂线间长型宽型深吃水载重 量车道长度主机功率服务航速10 3 00 D RORO169.8 26.5 8.9/15.65/21.55 6.8/6.9 11 3 20/11 7 4 0 2 64 0+3 67 EM CR2 9 4 50 20 8 050 D RORO14 8.7 720.6 8.0/13.8 6.6/6.78 4 3 0/8 7 00 1 890 M CR12 600 20.4 表表9 0%MCR7 0%M CR左转右转左转右转进距()4 4 0(2.59)4 7 6(2.80)3 93(2.3 1)4 22(2.4 9)战术直径()594(3.50)626(3.69)57 7(3.4 0)615(3.62)表测振处所内底主甲板上甲板顶甲板驾驶甲板船员房间测量值(/)0.4 0.60.1 1.20.4 1.20.8 1.70.5 1.30.5 0.7测振处所机舱双层底机舱二甲板齿轮箱底座测量值(/)1.4 2.00.9 1.41.2 2.0图210 3 00 D滚装船FINNP LP I O69 54 振动可接受区间(速度峰值 9 /4 /)24图4 E 概念东 E A E A E LI M I E D还是 同金陵船厂签 订了4艘派生型11 300D纸/拖车滚装船的 建造合同(2 008年又签订了2艘建造意向),将其长期租给DFD OLI NE11 300D纸/拖车滚装船实船照片见图3新船主尺度,线型,总布置与原型基本一致,最主要的变动是增设上甲板通往顶甲板的固定坡道主机和齿轮箱更改,以8缸机(M C9600)替换9缸机(M C9 450)内底,主甲板和上甲板上须载运更重的单元货 E C(E C )因船东提出新的要求和很多设备厂商的更改,加上公约,规范的修改及某些新规则的出台,新船重新设计 E C是一种特殊的超大尺度 集装箱(13.8 3.6 4.3 2 6,最大载重80),适 用于瑞典铁路运输在码头 E C从铁路货车上被转运至专门的升运拖车()上由牵引车拖运,装载于甲板上,因此甲板构件,货舱净高度,坡道坡度及位 置 等 均 需 加 以 考 虑传 统 的 半拖 车()在船上的绑扎系固须用拖车支架搁住车前部并在拖车底下用3 5对绑扎索具与甲板相连加 以系固绑扎索具的多少取决于半拖车的总重量整个作业很费时费力DFD OLI NE公司开 发了 A系统,该系统摈弃了传统的支架,采用自动支架半拖车上船前将其主销与自动支架相扣,拖上船停在车道相应位置后,牵引车司机简单操作按钮,就使得自动支架下端的四只扭锁在甲板上特设的孔内扭转,即可将支架固定于甲板半拖车的后部只需一对绑扎索具系固,从而大大提高了半拖车的装载效率为配合该系统的应用,从 OFI ONI A第三艘11 3 00D滚装船开始,对甲板上也作了相应的考虑 滚船货船目前,正在建造的10500D滚装货船由既是营运者又是船东的F 公司直接向金陵船厂订造该型船建造合同的签订表明了船东(也是营运者)对建造和设计单位的充分信任这是一艘仅仅基本尺度(船长,船宽,吃水)与1 03 00D滚装船保持相同,但水动力性能更加优秀,营运更为灵活高效的全新一代滚装货船两船型的主尺度比较见表5FI NNLI NE 是北欧地区著名的航运企业,在营运,管理和设计方面积累了丰富的经验,更是对其长期租用的8 050D滚装船和103 00 D滚装船了如指掌因而对即将新建的船舶有其独到和富有远见的要求和看法新船设计的变化首先在于船体线型前半体线型作了全新的设计,首部兴波更小同103 00D滚装船相比较,最醒目的改变是前部偏转带球头的襟翼高效舵,舵球前端紧随螺旋桨桨毂,形成长长的整流毂帽同时优化螺旋桨的设计,应用了推进器与舵系一体化的E 概念,见图4改善舵叶前缘空泡,提高推进效率图 31 1 300 D 滚装船 OC O ON A 表两船主要要素1 0 500 D 1 0 300 D 型深17.1 5/23.05 15.65/21.55 载 重 量约1 0 000/10 500 11 320/1 1 7 40 车 道 长332 0 2640+367 E 甲板面积固定 9 7 7 0 2+活动 5 57 0 210 540 2主机功率M C2 10 000 /600 M C2 9 450 /500 船员2 0+116+1主甲板钱海波 欧洲滚装船设计回顾2 5第3期(总第122期2009年12月船舶设计通讯 .3(.122D 2009船模试验预测在航速21 吃水6.8 试航条件下采用新线型新舵新螺旋桨相比采用新线型 原舵 原螺旋桨 收到功率可减小约7%而采用新线 型 新 舵 新 螺旋 桨相 比原线 型 原舵 原 螺旋桨收到功率可降低约10%船模试验还预报在设计吃 水6.8 采用新线 型新桨新 舵以 原10 3 00 D滚装船螺旋桨收到功率的同一数值考核 本船航速可以提高0.5 解决了原船实际营运在冬季冰区航行时航速稍慢的缺憾布置上船左侧主甲板至上甲板的坡道宽度由4 多增宽 到近6.3 以使装卸货物能双向运行在主甲板上甲板间的货舱内增设了两层活动汽车甲板活动汽车甲板升至上部贮存位置时甲板间净高达到6.3 2 ,比原10 3 00 D滚装船增高近0.75通过上述各项优化设计 增大了货运空间 提高了在港货物装卸速度缩短船只在港停留时间也提高了营运速度对船东而言要比单纯依靠增大主机功率在海上高速航行这一高代价的选择得益更多船东要求该船能装载20243 040和45 集装箱,对新船主甲板的载车种类轮荷等也有了更高的要求而燃油舱保护等新规则要求也在设计中被充分考虑 滚装船以上所述的几型滚装船的基本设计和详细设计均由船院承担 在此期间船院还完成了其他欧洲滚装船的有关设计其中特别要提及的是5200 D滚装船见图5该船是一艘载 运超大远程客 机A I B A 3 80机身 机翼等大型部件的 双机 双可调桨 柴油 机驱 动的 兼具 通用 性的 专 用滚 装船 5200 D滚装船主要参数如下总长15 4.15垂线间长13 8 型宽24 型深(上甲板/主甲板21.85/8.7 吃水(载飞机部件/拖车5.5/6.5载 重 量2 270 /5 200 车道长度(1 825 +小汽车3 3 3车辆甲板总面积6760 2主机功率C 2 8 400 服务航速21 空客A 3 80飞机部件将由该船从欧盟的各部件生产厂最近的港口启运至法国图卢兹总装与普通的滚装船有明显不同的是,本船上货舱的方正部分具有净尺寸为(120 21 11 的无任何内部障碍的巨大空间一对高效舵双首侧推器双可调桨为本船提供了极佳的操纵性能一对可收藏减摇鳍一对FL E水舱及先进的遥测遥控装置(如三维加速度计保证了运载飞机部件所需的良好适航性能(FL E水舱确保G在飞机部件装载工况时为2 该船在上下货舱各设一层活动车辆甲板上货舱可载运两层重型卡车下货舱可载运两层轻型卡车使专用船也具有运载一般滚装货的功能 增大了船舶的灵活性电气 设计确保电力系统供电的连续和可靠性自动化监控报警系统超过4 200 I/点冗余的计算机工作站光纤和其他局域网 冗余的 电源设置了当代先进的电子航海和通信系统 光纤陀螺 F显示单元 卫通F站覆盖全船的船内 HF和 A GI G系统设置附加临时应急照明烟热复合探头地址编码火灾探测系统几乎达到了豪华客轮的要求船院完成该船型的报价设计 从该项目一开始受建造厂之托船院就派出船机电专业人员参与同船东和基本设计公司的技术讨论 复核基本设计公司发至船厂的图纸 提供技术咨询船院还承担了该型船总体及电气专业的部分设计项目(电气专业完成了该专业设计项目总量的几近一半工作量 结语船院在现代滚装船的设计研究领域虽然起步较晚但在世纪交替的十年中通过研究设计实践在滚装船的设计研究类型上已扩展至大型客滚船和大型汽车滚装船领域在分舱及破损稳性的分析计算滚装船的结构设计大容量货舱的通风通道布置机舱布置以及先进技术和设备应用等诸多方面取得了宝贵的实践经验 逐步形成在国内具有领先优势的设计能力图 5 5200 D滚装船 ILLDE B DEA 26