船型的三大运输船船种及性能浅析

船型的三大运输船船种及性能浅析

一、油船
油船是用来运输原油、成品油等石油货物或其它油类货物的船种。从船队结构上来分，代表船型可分为五类：超大型原油船、苏伊士型、阿芙拉型、巴拿马型、成品油船、化学品船。
油轮受货油、自身重量、静水与海洋波浪外力、货油晃荡对舱壁的冲击等载荷的联合作用，以及货油对结构的腐蚀等作用，其结构必须较为坚固，还必须有足够的疲劳抵抗交变载荷对船体的疲劳损伤作用。中大型油船，货油区域均采用纵式结构，首尾两端为横式结构，机舱及货油舱区域均设双层底。边舱除设置纵骨，舷侧纵桁组成桁材框架结构，横向除了设普通肋骨，在水密横舱壁间，每隔一定间距设横向框架，为抵制货油运动对横舱壁的冲击破坏，在货油舱内设置轻型非水密的制荡舱壁。纵舱壁多采用平面舱壁，其扶强材放置边舱内对清舱有利；横舱壁多采用槽形舱壁，下端与壁墩联接，以增加其承载能力。结构构件的布置及节点连接、开口形式，十分注意连续性和防止应力集中。为提高纵向抗弯曲及横向抗剪能力，许多纵横构件采用高腹板桁材结构。
对于油船来说，其发生海损事故造成的损失和危险性远高于散货船和集装箱船，对海洋污染和所承担的索赔可能远高于油船本身的价值。油船船型在发展演变过程中，货油舱构造型式出现了常规型(单船壳型)、双层底型和双船壳型。现代油轮多是双船壳型，一般有双壳、双层底、单层甲板和数道纵舱壁组成。双层壳空间全部布置专用压载水舱。
二、集装箱船
1956第一艘集装箱船问世，经过50多年的发展，集装箱船船型经过了6代的变更。80年代前的集装箱船为中小型船，80年代初出现的第三代集装箱船是高效节能型船，．它增大了船体尺寸，提高了运输效率，集装辅的装载数达到了3000TEU，载重量为20000～30000吨，但航速降低至20～22节。船舶尺度船长为240～275米．船宽不足32米，吃水为10.5～12米：舱内装9～10刘列，7—9层集装箱：甲板上可装载12～13列，2～4层集装箱。此后集装箱船发展呈大型化、巨型化趋势。
当代大型集装箱船总体上可分为巴拿马型船、超巴拿马型船和超大型船(VLCS)3大类。最近马土基公司已率先投入新一代集装箱船“Emma Maersk”号，其船型尺度和箱位远远超过现有的超大型船，可以称得上是“巨型集装箱船”(ULCS)。该船以型宽突破18列箱(45．6m)为标志，而技术上最关键的制约因素在于推进系统。目前，VLCS船发展到10000TEU型，单机单桨的常规推进方式已经发挥到极限。船型再要增大，必须在推进方式上有所变革，比如采用双机双桨、单机+对转桨(CRP)或更大缸径、更多缸数的单主机。马士基新一代“E”级船最先突破18列箱宽，一举达到22列。但其推进系统比较特殊，不仅首次采用14缸的主机，而且还另配2台功率各高达10000kw的电力轴系助推，由常规发电机组和废气透平发电机提供电力。
集装箱船为了保证较高的装卸效率，货舱开口非常大，一般货舱口宽度为船宽的80%左右，有的甚至达到89%以上。其船体的纵向、横向及抗扭的强度将是一个不容忽视的问题。
三、散货船
目前散货船的总运力在2.8亿t左右。目前的发展趋势大致是船种标准化、系列化，从船队结构上看，代表船型可分为五大类，即1~3.9万t和4~5.9万t灵便型，6~8万t巴拿马型，10~19万t好望角型和20万t 以上超大型散货船。这类船舶的船长趋向缩短，船宽和型深增加，长宽比L/B相应下降，灵便型L/B约在5．5～5．8之间，船体短肥，但载重量和航速却不断地增加，而且由于船级社协会等机构对船体安全性问题越来越重视，各种新要求和规则不断推出，船体的空船重量也不断增加。
标准的巴拿马型散货船具有215 m×32.2m×12.5m的主尺度配置，由于通航深度的限制．通常仅能获得6万余吨的载重量。在苏伊士运河通航受阻时期，为适应长航程、大载量的需求，经济性优异的绕好望角的大型散货船得到发展，这类称之为好望角型(Cape Size)的散货船通常具有10～l 6万吨的载重量。此外，还有超大型专线矿砂运输船，可达到20万吨以上的规模。最新提出的AFRAMAX船型概念，即综合船型经济论证衡准指标最佳的散货船，突破巴拿马运河的船宽限制，根据世界大部分港口接纳散货船的能力，以45英尺作为船舶吃水上限，通过增加船宽的方式增加船舶载量。这种船型与Panamax船型相比具有较优的性能，也可以获得更好的经济效益。
由于散货船所载的货种、装载情况和受力变形等与其他船舶有所不同，使得散货船比其他类型船舶相对更容易“老化”，出事的概率更大。其中载重量20000t以上、散装固体重货（如矿砂）的散货船的海损事故最多。大量散货船海损事故分析表明，在恶劣海况条件下，结构的破损引起货舱浸水是最终导致船舶沉没事故的直接原因。传统单壳体散货船其两侧作为对付货舱进水防线的单壳舷侧结构在本质上是脆弱的，两侧船壳钢板在遭遇碰撞搁浅和扭转剪切时最容易发生破裂，从而造成海水倒灌货舱，引起破舱稳性、抗沉性不足，最终导致海损事故。
因此，航运界和造船界提出采用一种可以减少繁重验船和修船成本，在本质上更安全的双壳体（表面平整的货舱）散货船概念。双壳体散货船与同样尺度的单壳体货相比最大的优势在于，即使双桥壳体船船体两侧船壳的某处发生裂痕和破洞，其内壳可以抵住倒灌的海水，也可以防止货舱货物外漏，由此可以大幅度提高散货船的航海安全性能。然而双壳体散货船的造价要高于单壳体散货船，因此，能较好地找到这个平衡点的优选型双壳体散货船将成为散货船未来的发展方向。