汽車滾裝船艉部布置特征

楊 建 華

（上海交通大學，上海 200240）

1 船型和艉部特征

汽車滾裝船由于貨艙容積率很低，為了增加載貨量，需要將船舶主尺度長、寬、高都盡可能地增加，因此滾裝船普遍船身高大，分為多層甲板，并在適當的區域增加升降甲板以滿足不同貨物高度的要求。為了不影響車輛進出、方便貨物整齊排列，貨艙內一般不設橫艙壁，支柱也很少，必需的設備盡量靠兩舷側布置。艉部普遍采用方艉，在艉部正中央或艉側邊設有碩大的艉門兼作艉跳板，方便滾裝貨物進出。因此，汽車滾裝船的整體外觀具有明顯的特征，如瑞典籍“卡羅斯”號滾裝船即為典型的汽車滾裝船之一（見圖1）。

圖1 “卡羅斯”號滾裝船

汽車滾裝船為了提高運輸效率，通常航速要求較高，常規設計航速約為20kn，船體中段肥胖，艏、艉部線型瘦削。瘦削的艉部線型和方艉設計在汽車滾裝船上形成了一對矛盾的綜合體，致使該區域水線以下線型變化特殊。而常規采用艉機艙設計的汽車滾裝船，其艉部布置正位于線型顯著外飄的過渡區域，與普通運輸船相比，具有明顯的特征和難度，與機艙相對應的煙囪部分設于舷側位置，因此汽車滾裝船的艉部設計和布置是與眾不同的。如圖2所示為某 5200車位汽車滾裝船的艉部線型與主機布置。該船全長182.8m，型寬32.2m，至干舷甲板型深 14.95m，至頂層甲板型深 34.33m，設計吃水8.4m，載重量 10400t，設計航速 20kn，續航力20000n mile。

圖2 5200車位汽車滾裝船艉部線型與主機布置圖

艉部車道跳板的設計與布置是汽車滾裝船的一大重點和難點，其要求在符合坡度、長度、寬度的基礎上，盡可能短而低布置，以降低尾門的重量、重心及操作難度并降低成本。為此汽車滾裝船的干舷甲板在計算值、貨運碼頭距水線以上高度和機艙布置等條件允許下，應盡可能降低，以達到優化設計。而干舷的降低同時又增加了尾部線型過渡的難度，作為相應的優化配置，主機推進系統的選型和布置顯得尤為重要。

2 主推進系統布置

為了達到最優化設計，汽車滾裝船系列經常采用軸系向艉部略微傾斜的布置形式，這樣使主機既能滿足油底殼布置要求，使軸心線處于一定的高度上，又能滿足干舷高度不影響主機吊缸拆撿要求。同時，螺旋槳能滿足艉部推進要求，在設計水線和干舷一定，尾部縱剖面線位置受KM（初穩心高度）值限制不能顯著提高的情況下，有效降低了螺旋槳所在的軸心線位置，加大了葉梢與船殼板的間隙，提高了推進效率，降低了螺旋槳激振力對船體的傳遞。圖3所示為典型的向艉傾斜0.5°的主推進軸系布置。

圖3 典型的向艉傾斜0.5°的主推進軸系布置

當然這種傾斜布置有一定的難度，即精確的計算定位和安裝工藝控制，由于存在傾斜角度，更容易發生“失之毫厘，差之千里”的誤差可能性。根據總體性能計算要求，通常以螺旋槳的中心點作為理論基點，以便總體計算和輪機布置能找到共同的基點。一旦該基點和傾斜角度確定后，主推進系統的布置也即確定。在CAD中先以1:1的比例如實繪制再進行整體旋轉，可以得到精確的制圖效果，省卻了不斷進行傾斜計算的麻煩。但在定位尺寸標注的時候必須考慮到船廠現場測量的可能性和合理性，對于螺旋槳的中心點現場是無法精確測量的，因此理論基點并不能作為現場的測量基點，在理論定位尺寸標注的基礎上還應該加注可以實測的定位基點作為現場參考定位值；基準面的選擇也應為艙壁面、法蘭端面、艉柱端面等以便現場測量；另外傾斜軸系的標注應盡可能分段多標注幾個可供現場參考的定位值，以免去船廠現場不斷進行傾斜計算的麻煩，有利于安裝工藝的控制。

3 機艙布置

根據汽車滾裝船的尾部特征，機艙布置具有 3大特點。其一，底層設備少，可利用空間非常有限，管路布置復雜緊湊，維修通道狹窄；其二，大量設備和油艙布置在水線面以上的平臺，機艙段重心位置偏高，對全船的GM（初穩性高度）值有影響；其三，煙囪位于舷側，排氣和風管布置困難。圖 4為5200車位汽車滾裝船上平臺（距基線10.15m高度）平面布置圖。

圖4 5200車位汽車滾裝船上平臺平面布置圖

從圖中可以看到機艙后部布置了大量的油、水艙，幾百噸的重量分布，重心比常規船明顯上移；配有分油機、供油單元等設備的分油機間被無奈地上移在這一層，這在普通運輸船上是不多見的；前后通風管都從兩舷側導入機艙，且為狹長形，以保證不影響上甲板及以上的車道布置；主、輔機排氣管從左舷側的煙囪往上布置，管路彎頭和長度增加，明顯增加了排氣阻力，尤其是主機排氣管，經過詳細的阻力計算并嚴格控制廢氣鍋爐的阻力，主機的排氣背壓幾乎沒有余量，排氣稍有不暢就有可能影響主機正常工作。

4 機艙逃口布置

機艙逃口的布置也是汽車滾裝船的一大難點。根據SOLAS （國際海上人命安全公約）規定，貨船上每一A類機器處所應設有2條脫險通道，并應滿足：2部鋼梯彼此盡可能遠離，通往該處所上部同樣遠離的門，從該門至開敞甲板設有通道，其中一部鋼梯應位于一個受到保護的環圍內，該環圍滿足相應的耐火完整性要求，受保護環圍的內部尺寸應至少為800mm×800mm[1]。通常機艙內除了主梯道外，前部空間比較寬敞，可以從前艙壁或附近某艙壁處布置出一個全封閉的環圍通道用作應急逃口，通往上甲板上的開敞區域。而汽車滾裝船的貨艙布置決定了機艙的上方和前方都是貨艙區域，且艙壁甲板一直往上延伸，形成了全封閉空間而沒有開敞甲板，貨艙的中間任何區域也不允許有一個獨立的環圍空間，因此在汽車滾裝船上無法從機艙前艙壁處逃生。如果考慮從舷側設置應急脫險通道，同樣受到水線以下部分線型變化劇烈的影響，無法將通道一直延伸到機艙底層。最后只能考慮在艉部船中位置利用非常有限的空間布置出一個通往上平臺機艙后部的通道（如圖4所示），經舵機間進入舷側的脫險通道后再通往最高處的開敞甲板。

圖5 5200車位汽車滾裝船底層平面布置

這樣的布置基本能滿足SOLAS要求，也能達到逃生目的，但就機艙內人員遇險逃生時的緊急情況來說，顯然不是一個很好的逃生方法。尤其是在機艙底層，空間狹小，艉部基本無設備布置，常規巡視檢修均在機艙前部，一旦發生險情，從前部經過主機側的通道到達后部的逃生口所花費的時間，將會錯過最好的逃生良機；并且機艙底部主要設備就是主機，如果主機處發生險情的話，人員根本無法到達艉部區域逃生。圖5為5200車位汽車滾裝船底層（距基線3.5m高度）平面布置圖。因此，汽車滾裝船的機艙應急逃口布置值得深思，也許還能布置得更合理。

5 結 語

通過對汽車滾裝船的造型、主推進系統、機艙及其逃口等艉部布置特征的論述，既反映了與常規運輸船的不同風格，又可以看出近年來國內滾裝船的設計和建造水平已趨成熟，并具有自主知識產權，成為我國造船工業快速發展、做大做強所取得的成效之一。

[1] 國際海事組織. 國際海上人命安全公約[S]. 人民交通出版社，2005.