一種適用廣東沿海的節(jié)能環(huán)保型10t旋轉(zhuǎn)吊航標(biāo)工作船的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種適用于廣東沿海的節(jié)能環(huán)保型1化旋轉(zhuǎn)吊航標(biāo)工作船的先 進(jìn)船型，充分結(jié)合航道的特點(diǎn)，提高航行與作業(yè)能效，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，符合當(dāng)前航道管理部 口提高航標(biāo)工作實(shí)效亟的迫切需求。
【背景技術(shù)】 陽(yáng)002] 相比較近年國(guó)外設(shè)計(jì)、建造的一系列航標(biāo)工作船，國(guó)內(nèi)的航標(biāo)工作船凸顯功能老 化、船型單一、技術(shù)性能不足等問(wèn)題。當(dāng)前，廣東沿海航標(biāo)工作船的所亟需解決的問(wèn)題是提 高綜合作業(yè)能力和安全性，其核屯、問(wèn)題在于船舶性能的提高和甲板作業(yè)的機(jī)械化程度的提 高，亟需解決W下問(wèn)題：
[0003] (1)航標(biāo)工作船使用時(shí)間長(zhǎng)，技術(shù)含量和自動(dòng)化水平較為落后；
[0004] 似船舶起吊能力及噸位有待提高；
[0005] (3)船舶航速有待提高；
[0006] (4)船舶噸位小，相應(yīng)的抗風(fēng)等級(jí)顯得不足，對(duì)遠(yuǎn)離岸線(xiàn)的作業(yè)任務(wù)有時(shí)無(wú)法完 成。
[0007] 航標(biāo)工作船的載重能力要求低，更重要的是布置地位、起重能力和作業(yè)能力，屬于 具有一定起重能力的布置地位型船。適用于廣東沿海航道的航標(biāo)工作船新船型開(kāi)發(fā)源于服 役于該航區(qū)的航標(biāo)工作船的作業(yè)能力提升的要求。起重能力的提升W及作業(yè)方式的改進(jìn)直 接要求船型的大型化發(fā)展，其中，最為密切的是船寬的增大。若按常規(guī)船型的尺度比考慮， 船型尺度的增大幅度過(guò)高，不利于該航區(qū)的作業(yè)，同時(shí)，船舶的耗能和排放的增大幅度也顯 得過(guò)高，違背了節(jié)能減排的原則。新船型的研究與開(kāi)發(fā)需緊密貼合航標(biāo)作業(yè)與航道特種作 業(yè)的需求與特點(diǎn)，貫徹節(jié)能減排的理念，應(yīng)深入研究的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題包括船舶的快速性、耐 波性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與振動(dòng)、等等。
[0008] 綜上所述，適用于廣東沿海航道的航標(biāo)工作船的升級(jí)與發(fā)展方向應(yīng)是W科學(xué)發(fā)展 精神為指導(dǎo)，突破現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的常規(guī)性約束開(kāi)發(fā)沿海航標(biāo)工作船的新型船型，針對(duì)技術(shù) 難題開(kāi)展系列研究工作，在滿(mǎn)足提高作業(yè)能力的基礎(chǔ)上力求船型的改進(jìn)能符合作業(yè)區(qū)域的 特點(diǎn)，深入貫徹節(jié)能、環(huán)保的原則，降低船舶能耗，走"綠色船舶"的道路。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型立足于增大船寬的同時(shí)限制船長(zhǎng)和型深的增大， 采用緊湊型布置方案，嚴(yán)格控制船舶總噸，使新船型符合作業(yè)航區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)和廣東省航 道系統(tǒng)船員配備情況。
[0010] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0011] 一種適用廣東沿海的節(jié)能環(huán)保型1化旋轉(zhuǎn)吊航標(biāo)工作船，包括船體，所述船體布 置臘樓，設(shè)置前傾臘柱、外飄的艇側(cè)和V字形的前部橫剖面；同時(shí)設(shè)置有水滴形球鼻臘，相 對(duì)突出長(zhǎng)度比lb/Lep= 0.056,相對(duì)浸深比hb/d = 0. 262,最大寬度比bMgx/B = 0. 141 ;所 述艦部安裝,.胃、型船體結(jié)構(gòu)艦龍骨，艦龍骨的縱向布置范圍(站）：sT.〇41/2~ (-B3186.1 - S3 ST. 14 ;所述船體的艇部縱中剖面安裝導(dǎo)流尾罐；
[0012] 所述船體內(nèi)設(shè)置有主機(jī)功率為2X375kW，設(shè)計(jì)航速為12kn，推進(jìn)裝置采用對(duì)轉(zhuǎn) 獎(jiǎng)，前獎(jiǎng)右旋，后獎(jiǎng)左旋；
[0013] 所述船體的船臘配備錯(cuò)鏈艙、人孔、空艙、應(yīng)急發(fā)電機(jī)室，液壓變幅旋轉(zhuǎn)吊布置于 臘樓甲板后端壁處，錯(cuò)鏈絞盤(pán)布置于液壓變幅旋轉(zhuǎn)吊的后方，與液壓變幅旋轉(zhuǎn)吊配合，便于 錯(cuò)鏈的收、放，同時(shí)能保證甲板工作區(qū)域的連續(xù)完整性；根據(jù)浮標(biāo)作業(yè)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和船舶的 承受能力，定制錯(cuò)鏈卷筒裝置并配套帶鎖鏈裝置的液壓升降導(dǎo)鏈滾輪，同時(shí)在甲板上配備 相當(dāng)拉力的絞車(chē)；四套含沉塊和錯(cuò)鏈的〇3.0m航標(biāo)設(shè)備布置于尾工作甲板上；尾部液壓變 幅口式吊設(shè)置于工作甲板尾部，其端部設(shè)置在船體的強(qiáng)框架上，起重絞車(chē)設(shè)置在船體內(nèi)，有 利于獲得更多甲板工作區(qū)域。
[0014] 進(jìn)一步地，液壓變幅旋轉(zhuǎn)吊的起吊能力為1化X llm+7tX 12. 5m，液壓變幅口式吊 的起吊能力為30t。
[001引進(jìn)一步地，所述艦龍骨15依次由14mmX150mm端覆板ll、14mmX75mm第一覆板 12、14mmX310mm第二覆板13和 240mmX52mmX12mm球扁鋼14固定連接而成。
[0016] 進(jìn)一步地，所述船體的艇部型線(xiàn)采用變態(tài)方艇與縱流式艇部結(jié)合優(yōu)化艇型。
[0017] 進(jìn)一步地，所述工作船總長(zhǎng)Lda= 44. 00m，兩柱間長(zhǎng)L BP= 39. 06m，型寬B = 10. 60m，型深D = 3. 10m，設(shè)計(jì)吃水d = 2. 00m，最大吃水屯二2. 15m，方形系數(shù)C B= 0. 592， 總噸493. 00GT，總噸應(yīng)控制在500GT W內(nèi)，排水量Δ = 504. 97t。
[0018] 本實(shí)用新型提供的工作船的主要性能特征如下：
[0019] A提高快速性：根據(jù)型線(xiàn)特點(diǎn)為目標(biāo)船型量身定制小球鼻臘W減小興波阻力；
[0020] B提高推進(jìn)效率：采用對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)作為本新船型的推進(jìn)裝置；
[0021] C提高耐波性：通過(guò)CFD方法優(yōu)化艦龍骨設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)橫搖水動(dòng)力阻尼；
[0022] D振動(dòng)控制：通過(guò)主尺度設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化船型的總體剛度，有效控制船體振 動(dòng)。
[0023] 經(jīng)物理模型試驗(yàn)并配合C抑方法和FEM方法對(duì)性能指標(biāo)的考察，本實(shí)用新型船型 不僅具有安全性、快速性、耐波性、操縱性等優(yōu)越的綜合性能，而且具有低能耗、低振動(dòng)、經(jīng) 濟(jì)性好、綜合作業(yè)性能強(qiáng)等特點(diǎn)。所開(kāi)發(fā)的新船型符合當(dāng)前節(jié)能減排、減振降噪的發(fā)展趨 勢(shì)。新船型的開(kāi)發(fā)將有效提高航標(biāo)作業(yè)與航道特種施工作業(yè)的安全性與工作效率，并對(duì)提 高廣東省沿海各級(jí)航道的航標(biāo)管理與維護(hù)、航道特種施工作業(yè)等工作水平的提高起重要作 用。同時(shí)，本研究開(kāi)發(fā)的船型可作為研發(fā)其它同類(lèi)型航道的航標(biāo)作業(yè)與特種施工作業(yè)工作 船的參考船型。
[0024] 考慮廣東省航道局的船員現(xiàn)狀，新船型的總噸應(yīng)控制在500GT W內(nèi)；同時(shí)，為滿(mǎn)足 作業(yè)需求，新船型滿(mǎn)足Φ3.0πι及W下所有航標(biāo)的布放、回收化及維護(hù)工作。船型的噸位限 制了主尺度，而作業(yè)能力的提升要求船型應(yīng)具有較大的船寬和吃水W提供滿(mǎn)足作業(yè)所需的 回復(fù)力矩，二者構(gòu)成矛盾。為使船型可同時(shí)滿(mǎn)足主尺度限制與作業(yè)需要，船型開(kāi)發(fā)應(yīng)突破常 規(guī)尺度比的限制，嚴(yán)格限制船長(zhǎng)，尋求非標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)寬比與長(zhǎng)寬吃水比。通過(guò)尺度優(yōu)化和型線(xiàn) 優(yōu)化，新船型的長(zhǎng)寬比為L(zhǎng)/B = 4. 150,遠(yuǎn)小于常規(guī)船型；船寬吃水比為B/d = 5. 300,遠(yuǎn)大 于常規(guī)船型。
[0025] 新船型應(yīng)滿(mǎn)足主機(jī)功率控制在750kW W內(nèi)，航速達(dá)到12kn的快速性要求。由于為 協(xié)調(diào)噸位限制與作業(yè)需求所確定的長(zhǎng)寬比過(guò)小，對(duì)船型的快速性極為不利。為在暨定尺度 比下使船型達(dá)到快速性要求，新船型開(kāi)發(fā)應(yīng)突破常規(guī)型線(xiàn)框架，采用先進(jìn)的3D型線(xiàn)設(shè)計(jì)方 法優(yōu)化阻力與推進(jìn)效率。通過(guò)3D型線(xiàn)優(yōu)化，在總長(zhǎng)度不變的情況下，增大水線(xiàn)型線(xiàn)的長(zhǎng)度 W減小臘部進(jìn)流角，保證來(lái)流楊順W降低船舶的興波；中縱剖線(xiàn)尾部采用縱流式艇型，確保 去流的平緩、楊順，避免端流，通過(guò)提高伴流提高螺旋獎(jiǎng)的效率。橫剖線(xiàn)采用較大面積艦龍 骨、根據(jù)船模實(shí)驗(yàn)的流線(xiàn)測(cè)定，確定艦龍骨的最佳安裝位置來(lái)彌補(bǔ)此缺陷。艇部型線(xiàn)采用變 態(tài)方艇與縱流式艇部結(jié)合優(yōu)化艇型，采用大艦部的形式，W保證螺旋獎(jiǎng)供水、提高螺旋獎(jiǎng)效 率。
[00%] 本實(shí)用新型船型與傳統(tǒng)船型相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：
[0027] 本實(shí)用新型提供的工作船總體方案實(shí)現(xiàn)W小尺度的非標(biāo)準(zhǔn)船型達(dá)到甚至超過(guò)同 類(lèi)型較大尺度船型的航行性能（快速性）與工作性能（起吊能力、穩(wěn)性、耐波性等）。同時(shí)， 由于新船型尺度較小，既符合廣東沿海航道中航行與作業(yè)的環(huán)境特點(diǎn)，又只需配備較小功 率的主機(jī)，所需的能耗與排放均低于常規(guī)船型，充分體現(xiàn)了 "綠色環(huán)保，節(jié)能減排"的科學(xué)發(fā) 展精神。
[0028] 從整體而言，新船型首先通過(guò)尺度優(yōu)化協(xié)調(diào)噸位對(duì)主尺度的限制與艇外起吊作業(yè) 所需的船寬要求之間的矛盾，確定較小的長(zhǎng)寬比；其次，通過(guò)型線(xiàn)優(yōu)化協(xié)調(diào)非標(biāo)準(zhǔn)尺度比與 快速性所需的阻力與推進(jìn)效率之間的矛盾。新船型能滿(mǎn)足在500GT總噸限制下完成1化艇 外起吊的同時(shí)，W 750kW主機(jī)功率滿(mǎn)足12kn的航速，實(shí)現(xiàn)船型性能與節(jié)能要求的高度統(tǒng)一， 也實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)船型的突破。各個(gè)具體的局部特點(diǎn)如W下所列：
[0029] (1)量身定制小球鼻臘減阻效果可達(dá)3%~6% ;
[0030] (2)采用對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)達(dá)到的最大航速是最高的，相比常規(guī)單獎(jiǎng)可期提高8%~10% ;
[0031] (3)通過(guò)在船體上設(shè)置艦龍骨，目標(biāo)船型在波浪中運(yùn)動(dòng)的加速度和位移幅值相比 相同尺度同類(lèi)型船型降低幅度不低于5% ;
[0032] (4)經(jīng)優(yōu)化定型后的航標(biāo)工作船主尺度與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)役航標(biāo)工作船的主尺度比較有 較大幅度減小，空船結(jié)構(gòu)重量可降低10% W上；
[0033] (5)經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的船體結(jié)構(gòu)布置合理，結(jié)構(gòu)構(gòu)件均按行業(yè)設(shè)計(jì)，能滿(mǎn)足行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī) 范的要求；
[0034] (6)船型結(jié)構(gòu)的固有頻率與波浪頻率、主機(jī)振動(dòng)頻率的偏離均達(dá)25% W上，船舶 在工作中不會(huì)與環(huán)境載荷或設(shè)備載荷產(chǎn)生共振。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)吊航標(biāo)工作船的總布置示意圖；
[0036] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)吊航標(biāo)工作船的Ξ維放樣示意圖；
[0037] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)吊航標(biāo)工作船的橫剖面示意圖；
[0038] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)吊航標(biāo)工作船的縱剖面示意圖；
[0039] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)吊航標(biāo)工作船的水線(xiàn)面示意圖；
[0040] 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)性能曲線(xiàn)示意圖；
[0041] 圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)吊航標(biāo)工作船的艦龍骨橫剖面示