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船型的三大運輸船船種及性能淺析
來源:cdfbk.cn    時間:2022-01-19 01:29    點擊:291   編輯:admin

一,、油船
油船是用來運輸原油、成品油等石油貨物或其它油類貨物的船種,。從船隊結(jié)構(gòu)上來分,,代表船型可分為五類:超大型原油船,、蘇伊士型、阿芙拉型,、巴拿馬型、成品油船,、化學(xué)品船,。
油輪受貨油、自身重量,、靜水與海洋波浪外力,、貨油晃蕩對艙壁的沖擊等載荷的聯(lián)合作用,以及貨油對結(jié)構(gòu)的腐蝕等作用,,其結(jié)構(gòu)必須較為堅固,,還必須有足夠的疲勞抵抗交變載荷對船體的疲勞損傷作用。中大型油船,,貨油區(qū)域均采用縱式結(jié)構(gòu),,首尾兩端為橫式結(jié)構(gòu),機艙及貨油艙區(qū)域均設(shè)雙層底,。邊艙除設(shè)置縱骨,,舷側(cè)縱桁組成桁材框架結(jié)構(gòu),橫向除了設(shè)普通肋骨,,在水密橫艙壁間,,每隔一定間距設(shè)橫向框架,為抵制貨油運動對橫艙壁的沖擊破壞,,在貨油艙內(nèi)設(shè)置輕型非水密的制蕩艙壁,。縱艙壁多采用平面艙壁,,其扶強材放置邊艙內(nèi)對清艙有利,;橫艙壁多采用槽形艙壁,下端與壁墩聯(lián)接,,以增加其承載能力,。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置及節(jié)點連接、開口形式,,十分注意連續(xù)性和防止應(yīng)力集中,。為提高縱向抗彎曲及橫向抗剪能力,許多縱橫構(gòu)件采用高腹板桁材結(jié)構(gòu),。
對于油船來說,,其發(fā)生海損事故造成的損失和危險性遠高于散貨船和集裝箱船,對海洋污染和所承擔(dān)的索賠可能遠高于油船本身的價值,。油船船型在發(fā)展演變過程中,,貨油艙構(gòu)造型式出現(xiàn)了常規(guī)型(單船殼型),、雙層底型和雙船殼型。現(xiàn)代油輪多是雙船殼型,,一般有雙殼,、雙層底、單層甲板和數(shù)道縱艙壁組成,。雙層殼空間全部布置專用壓載水艙,。
二、集裝箱船
1956第一艘集裝箱船問世,,經(jīng)過50多年的發(fā)展,,集裝箱船船型經(jīng)過了6代的變更。80年代前的集裝箱船為中小型船,,80年代初出現(xiàn)的第三代集裝箱船是高效節(jié)能型船,,.它增大了船體尺寸,提高了運輸效率,,集裝輔的裝載數(shù)達到了3000TEU,,載重量為20000~30000噸,但航速降低至20~22節(jié),。船舶尺度船長為240~275米.船寬不足32米,,吃水為10.5~12米:艙內(nèi)裝9~10劉列,7—9層集裝箱:甲板上可裝載12~13列,,2~4層集裝箱,。此后集裝箱船發(fā)展呈大型化、巨型化趨勢,。
當(dāng)代大型集裝箱船總體上可分為巴拿馬型船,、超巴拿馬型船和超大型船(VLCS)3大類。最近馬土基公司已率先投入新一代集裝箱船“Emma Maersk”號,,其船型尺度和箱位遠遠超過現(xiàn)有的超大型船,,可以稱得上是“巨型集裝箱船”(ULCS)。該船以型寬突破18列箱(45.6m)為標(biāo)志,,而技術(shù)上最關(guān)鍵的制約因素在于推進系統(tǒng),。目前,VLCS船發(fā)展到10000TEU型,,單機單槳的常規(guī)推進方式已經(jīng)發(fā)揮到極限,。船型再要增大,必須在推進方式上有所變革,,比如采用雙機雙槳,、單機+對轉(zhuǎn)槳(CRP)或更大缸徑、更多缸數(shù)的單主機,。馬士基新一代“E”級船最先突破18列箱寬,,一舉達到22列,。但其推進系統(tǒng)比較特殊,不僅首次采用14缸的主機,,而且還另配2臺功率各高達10000kw的電力軸系助推,,由常規(guī)發(fā)電機組和廢氣透平發(fā)電機提供電力。
集裝箱船為了保證較高的裝卸效率,,貨艙開口非常大,,一般貨艙口寬度為船寬的80%左右,有的甚至達到89%以上,。其船體的縱向、橫向及抗扭的強度將是一個不容忽視的問題,。
三,、散貨船
目前散貨船的總運力在2.8億t左右。目前的發(fā)展趨勢大致是船種標(biāo)準(zhǔn)化,、系列化,,從船隊結(jié)構(gòu)上看,代表船型可分為五大類,,即1~3.9萬t和4~5.9萬t靈便型,,6~8萬t巴拿馬型,10~19萬t好望角型和20萬t 以上超大型散貨船,。這類船舶的船長趨向縮短,,船寬和型深增加,長寬比L/B相應(yīng)下降,,靈便型L/B約在5.5~5.8之間,,船體短肥,但載重量和航速卻不斷地增加,,而且由于船級社協(xié)會等機構(gòu)對船體安全性問題越來越重視,,各種新要求和規(guī)則不斷推出,船體的空船重量也不斷增加,。
標(biāo)準(zhǔn)的巴拿馬型散貨船具有215 m×32.2m×12.5m的主尺度配置,,由于通航深度的限制.通常僅能獲得6萬余噸的載重量。在蘇伊士運河通航受阻時期,,為適應(yīng)長航程,、大載量的需求,經(jīng)濟性優(yōu)異的繞好望角的大型散貨船得到發(fā)展,,這類稱之為好望角型(Cape Size)的散貨船通常具有10~l 6萬噸的載重量,。此外,還有超大型專線礦砂運輸船,,可達到20萬噸以上的規(guī)模,。最新提出的AFRAMAX船型概念,,即綜合船型經(jīng)濟論證衡準(zhǔn)指標(biāo)最佳的散貨船,突破巴拿馬運河的船寬限制,,根據(jù)世界大部分港口接納散貨船的能力,,以45英尺作為船舶吃水上限,通過增加船寬的方式增加船舶載量,。這種船型與Panamax船型相比具有較優(yōu)的性能,,也可以獲得更好的經(jīng)濟效益。
由于散貨船所載的貨種,、裝載情況和受力變形等與其他船舶有所不同,,使得散貨船比其他類型船舶相對更容易“老化”,出事的概率更大,。其中載重量20000t以上,、散裝固體重貨(如礦砂)的散貨船的海損事故最多。大量散貨船海損事故分析表明,,在惡劣海況條件下,,結(jié)構(gòu)的破損引起貨艙浸水是最終導(dǎo)致船舶沉沒事故的直接原因。傳統(tǒng)單殼體散貨船其兩側(cè)作為對付貨艙進水防線的單殼舷側(cè)結(jié)構(gòu)在本質(zhì)上是脆弱的,,兩側(cè)船殼鋼板在遭遇碰撞擱淺和扭轉(zhuǎn)剪切時最容易發(fā)生破裂,,從而造成海水倒灌貨艙,引起破艙穩(wěn)性,、抗沉性不足,,最終導(dǎo)致海損事故。
因此,,航運界和造船界提出采用一種可以減少繁重驗船和修船成本,,在本質(zhì)上更安全的雙殼體(表面平整的貨艙)散貨船概念。雙殼體散貨船與同樣尺度的單殼體貨相比最大的優(yōu)勢在于,,即使雙橋殼體船船體兩側(cè)船殼的某處發(fā)生裂痕和破洞,,其內(nèi)殼可以抵住倒灌的海水,也可以防止貨艙貨物外漏,,由此可以大幅度提高散貨船的航海安全性能,。然而雙殼體散貨船的造價要高于單殼體散貨船,因此,,能較好地找到這個平衡點的優(yōu)選型雙殼體散貨船將成為散貨船未來的發(fā)展方向,。