第37卷 第6期2008年12月 船海工程SHIP &OCEAN EN GIN EERIN G Vol.37 No.6
Dec.2008
收稿日期:2008204230修回日期:2008207230
基金项目：广东省自然科学基金(7301156)。作者简介：吴光林(1971-)，男，硕士，讲师。研究方向：船舶与海洋工程。 E 2m ail :d3219yan @tom
文章编号:167127953(2008)0620059204
吴光林，严 谨，李芳成
船舶(广东海洋大学工程学院，广东湛江524088)
摘 要：分析江海直达运输现状，阐述江海直达船的船型特征，以珠江水系3000t 级双尾鳍型江海直达货轮为例，就设计规范的适用、主尺度及船型系数确定、船型特征等要点问题进行探讨，完成方案设计。
关键词：江海直达船；船型特征；设计中图分类号:U662 文献标志码:A
Discussion on Hull Form Characteristic and
Design Key Point s of t he River 2to 2Sea Ship
WU G u ang 2lin ,YAN Jin ,L I F ang 2cheng
(College of Engineering ,Guangdong Ocean University ,Zhanjiang Guangdong 524088,China )
Abstract :The present statuses of river 2to 2sea shipping were analyzed ,and the hull form characteristics of river 2to 2sea ship were expounded.Taking the 3000t river 2to 2sea cargo ship with twin skegs in Pearl River wa 2ter system as an example ,several design key points in the project design ,such as applicable laws ,main dimen 2sion and form coefficient determination ,and hull form characteristic were discussed ,respectively.
K ey w ords :river 2to 2sea ship ;hull form characteristic ;design
江海直达运输由于减少了中间环节，消除了货物损耗，大幅降低运输成本而深受船东和货主的亲睐。
传统的江海联运方式是先用内河船舶将货物运至入海口，由该处港口的海船再转运出海；或反之用海船将货物运入，再由内河船舶运至目的港。显然，这种运输方式受到中转港的泊位、仓库面积、装卸能力的制约，且存在中转环节、船等货待航、货运周期长及中转费用贵等缺点。江海直达方式避免了上述缺点，大大提高了运输效率。我国对于江海直达航运的研究始于20世纪80年代，目前已有长足发展并取得一定的效果
[122]
。
1 设计依据
江海直达船要跨江、海两个不同的航区，原来
一直在设计上没有专门的规范，一般在《钢质内河船舶入级与建造规范》2002版第3分册第10篇第1章的基础上，兼顾海船规范。《特定航线江海
通航船舶检验指南》(2008)[3]的颁布，使得这类船舶设计有了依据。
2 对船型特征的考虑
我国江海直达运输的货种较多，变化较大，货源也不稳定。目前已设计和建造的有江海直达多用途船、江海直达集装箱船、江海直达化学品船以及江海直达煤/矿两用船等。从国内外的发展来看，为了提高经济性，江海直达船多数向集装箱化多用途船发展，以适应货种多、变化大、货源不稳定的不定期航线，承担普通杂货、大宗散货和集装
箱的运输。设计时通常以载运杂货为主，兼顾装运20标准集装箱。
主要讨论吃水、船长、船宽、方形系数和尺度比等重要参数[4]和相关船型特征。 1)吃水。由于江海直达船航线较长，其吨位一般比内河船大，在内河较浅的航道航行时将会产生浅水效应，使船体下沉、吃水增加、阻力增大、推进效率增大，从而影响船舶的营运经济效益。
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第6期船 海 工 程第37卷
第十二届IT TC推荐的实船不受浅水影响的最小
水深为下式中的较大值:
h>3B T
h>2.75V2s
g
(1)
式中:h———最小水深;
B———船宽;
T———吃水;
V s———航速。
内河多数航线难以满足上述标准，实际中往往根据营运经济效益来选择吃水，应至少满足下列要求:
酷派8920T≤H-h(2)式中:H———航道水深;
h———航道富裕水深。
从经济效益的角度考虑，较大的吃水可提高船舶的载重量；但受到内河航道水深的限制，又难以获得最佳吃水，并且吃水过小将限制螺旋桨直径，还将引起飞车和失速。因此，在满足航道、港口水深的条件下，主要根据各航线经济的载重量来确定吃水。
另外，考虑到内河航道的枯洪期，一般将江海船设计成变吃水。按内河航道限制吃水作为设计吃水，考虑到洪水期，将变吃水的范围确定为0.2～0.6m，个别达到1.0m。
2)船长。江海直达船跨江海航道航行，因此既要保持内河航道航行时具有良好的回转性，又要求在海上航行时有良好的航向稳定性。
3)船宽。对于宽浅吃水型的江海直达船，需要靠增加船宽来弥补由于吃水、船长受限而损失的载重量。而这种吃水小、船宽大的特点对船舶在海上的适航性极为不利，宽而扁的船体对保证结构的强度和刚度也不利。
4)方形系数。江海直达船由于受到吃水限制，为了满足装载量，方形系数通常较大，据统计，已建江海直达船的方形系数在0.70～0.81，属肥大型船，方形系数有随载重增大而增大的趋势。
5)尺度比。适宜的主尺度比是改善船舶性能的基础，大多数江海直达船仍具有内河船的宽扁特点，一般宽度吃水比B/T=3.0～5.0，见表1。
表1 相关国家江海直达船主尺度比值
对比项苏联船西欧诸国船中国船
长宽比L/B7.20～8.18 5.9～6.7 5.25～6.00
钟阳阳宽度吃水比B/T 3.34～5.00 3.1～3.3 3.0～4.4
型深吃水比D/T 1.43～2.03 1.1～1.8 1.36～1.65
6)尾机型、单(双)层甲板、首楼和尾楼。江海船吃水浅型深较小，通常采用单层纵通甲板，吨位较大的设双层甲板；尾机型有利于货舱布置，缩短轴系长度；设置首、尾楼有助于防止甲板上浪和方便舵机舱布置，对大倾角稳性有利。
7)双机、双桨、双舵。江海直达船频繁进出港口、靠离码头，需在狭窄水道和拥挤港口航行和操作。双机、双桨、双舵可以保证在江段航行的操纵性以及在海段航行的适航性。
8)球首、双尾鳍。在压载时球首可以改善进流形状，降低破波阻力，起到减阻效果，并且有利于浮态调整，减缓纵摇；双尾鳍能起到整流作用，使得伴流均匀，提高推进效率。
9)大开口。为了便于装卸大件货物和提高装卸效率，以及适应装载集装箱的要求，江海船尽量加大货舱开口。
10)低航速。江海船是低速运输船型，其傅氏数在0.175～0.215，航速一般为8.5～13.8kn。
3 3000t级江海直达货船方案设计
3.1 船型分析和主要要素确定
本船航行于梧州、肇庆、广州、江门、珠海、香港、澳门等地之间，按海船近海航区及内河船A 级航区设计。主要运载钢材、矿石、煤、建材、电子产品等干杂货，可兼装20TEU标准集装箱2层。珠江航道限制了船舶的吃水不得大于4.5m。受载重量的限制，使得船的型宽较大，同时又要保证宽度吃水比B/d尽量小，故而选择合适的型宽很重要。本船的傅氏数约为0.19，属于低速船中傅氏数较高的一类。另外，江海直达船的中剖面系数C m比其他船型要大很多，其中横剖面为平底，直舷。由于本船的航线是西江下游航段，故其设计与建造的要求要高于一般的船舶，参照《特定航线江海通航船舶检验指南》(2008)。确定主要要素如下[5]:
总长L oa=91.00m
载重量3000t
垂线间长L pp=86.40m
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江海直达船船型特征及设计要点探讨———吴光林，严 谨，李芳成
满载排水量Δ=4350t
型宽B =14.00m 船员20人
型深H =5.90m 航速10kn
设计吃水T =4.50m 主机2×500kW 长宽比L/B =6.17续航力2400n mile 宽度吃水比B/d =3.11自持力10d
方形系数C b =0.7793.2 型线设计
由于江海直达船吃水小，船宽较大，属于浅吃水肥大型船。其特征是进流角、去流角较大，粘性阻力占重要成分，首部碎波和舭涡严重，丰满的尾部线型导致斜流和流线分离，严重影响螺旋桨效率。为此，首部设计需考虑降低碎波阻力，采用球鼻首；尾部设计应尽量避免漩涡，与船体流场匹配，提高螺旋桨效率，采用双尾鳍、双桨、双舵能使螺旋桨负荷减轻，有利于提高推进效率和改善操纵性能。
设计时使前体削瘦使来流顺畅，变“中U ”形为“中V ”形，其阻力虽差一些，但在海浪中的起伏和摇摆较小，甲板上浪也小。片体的长宽比加大，尾部纵向梯度小，有利于减小船舶的阻力。横剖线图见图1
。
图1 3000t 双尾鳍型江海直达货轮横剖线图
3.3 总布置及结构设计
总布置设计着重改善宽浅肥大船型在波浪中
的运动性能，提高在波浪中各种装载情况下船舶的耐波性。
全船共分为150个肋位，肋骨间距为600mm ；尽量增加货舱长度，减少机舱及首尾尖
舱长度，第一货舱26#
～75#，第二货舱75#～130#，首尖舱长取6.0m ，尾尖舱长取3.9m ；本
船为双层底结构，双层底的高度取800mm ；本船为尾机型船,L >85m ，根据设计规范，取6道水密横舱壁，分别位于140#、130#、75#、26#、9#、4#肋位，均达主甲板，依次分为舵机舱、压载舱、
机舱、第一货舱、第二货舱、淡水舱和艏尖舱。设艇甲板、居住甲板和驾驶甲板，各层甲板均设置0.8～1.2m 宽的外走道。
首楼设于船首至130#，船首至140#为船首机缆舱，存放缆索等物。138#～140#设有左、右锚链舱。
首楼甲板间高2.5m 。
江海船在江段压载航行时，压载舱将带来大量的泥沙沉淀问题，给清理带来困难。因而将压载舱设在顶边水舱，这样还可以改善江海船压载航行时的耐波性。
上层建筑设在船的尾部，这样既有利于船舶满载时的纵倾调整，亦有利于尾机舱、尾尖舱上宽敞主甲板面积的充分利用，有利于船员居住、生活和操作。另外，上层建筑高度应适应过大桥要求，其结构设计应尽量使其前端壁和机舱前端对齐，使上层建筑能较多地得到机舱结构的支持，以降低振动。
为方便前后货舱起卸货物，设门字形起货桅杆一副,2/4t 双杆吊1对。
总布置设计见图2。
4 结束语
在众多的运输方式中，江海直达运输显现出巨大的优势。《特定航线江海通航船舶检验指南》(2008)的出台，为江海直达船的设计、建造提供了依据。目前，亟须开发反映航道特点、满足市场需
求的各类性能优良的江海直达船型，以满足我国航运事业发展的需要。
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第6期船 海 工 程第37
卷
图2 3000t 双尾鳍型江海直达货轮总布置图
参考文献
[1]徐 伟，赵德成.长江江海直达运输船型的发展[J ].
船海工程,2003(5):13216.
[2]欧礼坚，赵 阳.珠江水系江海直达船的现状与发展
前景[J ].广东造船,2004:16218.[3]中国船级社.特定航线江海通航船舶检验指南[S].
北京：人民交通出版社,2008.
李健吾[4]杨启武.浅谈江海直达运输船船型特征[J ].广东造
船,1996(4):528.
[5]严 谨，张 娟，邓 虾.珠江水系3000t 级江海直
鑫诺六号达货船船型特点[J ].广东造船,2007(2):31233.
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