长江航运新船型开发与设计

王前进

（长江船舶设计院，武汉430063）

长江是我国内河“一纵两横两网”之一的水运主通道，是沟通我国东中西部运输的“黄金水道”，是长江经济带物流与外向型经济的运输大通道，在区域经济社会发展中发挥着重要作用，长江航运已经成为我国综合运输体系的重要组成部分。

长江干线船舶近年来随着长江流域运输需求的持续快速增长，其船舶船型也发生了较大变化，多年来存在的船龄长，吨位小，船型、机型杂乱，技术落后，运输方式陈旧的状况正在发生改变。通过对长江船舶适宜的球首、双尾船型、三尾船型、襟翼舵、导流管、倒车舵、大径深比等专项技术的研究和成果应用，促进了长江船舶朝着系列化、专业化、标准化、大型化方向发展。

1 干散货船

长江干散货船目前是长江运输的主力船型，其运力占长江船舶总运力的85%左右，承担着长江干线诸如煤炭、金属矿石、钢铁、非金属矿石、矿建材料、化工原料等物品运输。

近年来伴随着长江航道和码头条件的改善，以及三峡大坝的建成和投入使用，长江干散货船船型发生了较大变化。

1.1 长江及三峡库区船型标准化

交通部2004年颁布的第30号公告要求川江及三峡库区干散货船主尺度必须满足表1要求。

表1 化学品船主尺度及要素

续表1

公告的颁布与执行推动了长江上游船型标准化建设。

1.2 船舶大型化

据统计2004年长江运输船舶为8.1万艘，运力1 970万载重吨，平均载重吨位240t，分别是1984年的4倍、6倍和2倍。近年来船舶大型化尤其是干散货船船舶大型化趋势明显。目前航行于长江大型化船舶的货船代表船型见表2。

表2 长江大型货船代表船型

1.3 推广使用先进技术及提高船舶经济性

长江干散货船受通航条件的限制，其吃水相对较小，B／T较大。在确定的船舶主尺度基础上，为尽可能提高船舶载量，必须适度加大船舶的方型系数。

目前长江干散货船一般方形系数Cb大于0.75，航速付氏数Fn小于0.2，大于3.5，属超浅吃水肥大型运输船型。

近年来，我国加大了对浅吃水肥大船型的研究力度，并取得了多项先进技术成果并得以推广应用。目前长江干线干散货船普遍采用了节能双尾船型，2 000t级以上的干散货船大多采用了优化的球鼻首，船舶的综合技术经济指标得以提高。

2 集装箱船

集装箱运输货物途中无需倒装，实现了门到门的运输，使商品能优质、安全、快速地运往目的地，提高了商品竞争能力。作为先进的运输方式，近年来长江集装箱运输飞速发展，运量和运力以年20%以上的速度递增，伴随着航道及码头条件的改善，其运输船型也发生了较大变化。

2.1 长江库区船型的系列化、标准化、大型化

长江库区以150、200、300TEU三型集装箱船标准船型为主力船型，构成了长江库区集装箱船系列船型，促进了船舶朝大型化方向发展，见表3。

表3 三型集装箱船标准船型船舶主要要素

2.2 江海直达集装箱船无舱口盖化

长江干线集装箱运量的75%以上集中在南京以下，为适应长江中下游集装箱运输，提高船舶营运经济效益，无舱盖江海直达集装箱船应运而生，其代表船型见表4。

表4 无舱盖江海直达集装箱船代表船型

2.3 内河集装箱船技术发展方向

总体布置采用首驾驶室布置，解决驾驶视线的问题；采用尾排烟，不设烟囱，机舱局部升高，改善了机舱的工作条件；集装箱集中布置，提高箱位数、载重量和重箱率；采用双尾和长大球鼻首结合的线型快速性优良，采用变吃水设计提高对航道的适应性。适当降低舱口围板高和双层底高度，对船舶结构进一步优化，提高船舶经济性。

3 油船

目前长江油运受管道运输的冲击，运量逐步在减少，其运输方式以油运顶推船队为主。近年来也相继开发了多型专用长江油船，代表船型见表5。

表5 长江专用油船代表船型

上述油船多采用优化的尖首双尾线型，船舶快速性能得以保证。

4 化学品船

由于大型石化企业的生产特点决定了工厂一般分布在沿江沿海一带，近年来根据国家生产布局的要求，长江一线又新增了多个大型石化企业，这些企业的进出口原料和成品运输仅依靠铁路和公路罐车运输已无法满足。由于水上运输化学品具有量大价廉，特别是安全可靠的优点，市场的需求带动了新型化学品运输船的研发，其船型发展呈如下趋势。

4.1 船舶系列化、大型化

取代原有吨位小、技术落后、安全隐患多的化学品运输船舶，目前长江主力化学品运输船舶由1 000t、2 000t、3 000t级船舶构成，船舶主要要素见表6。

表6 长江主力化学品运输船主要要素

4.2 货舱材质趋势

目前长江化学品船货舱围壁结构的钢板材料主要有两普通碳钢加特殊涂层和整体式不锈钢。

4.2.1 普通碳钢加特殊涂层货舱

加特殊涂层的优点是可以显著降低造价，且除少数与涂层不兼容的化学品外，可装载的货品种类繁多；缺点是特殊涂层在营运中容易遭到损害，影响营运效益。在现有的长江化学品船队中，采用特殊涂层货舱的化学品船，占化学品船总量的70%以上，而且随着新的适应性更强的涂料投入使用之后，普通碳钢加特殊涂层的货舱形式将更加占据主流位置。

4.2.2 整体式不锈钢货舱

采用整体式不锈钢货舱的优点是载运货品种类广泛，且无特殊涂层遭到损害之忧，除少数与不锈钢不兼容的化学品外，绝大多数化学品均可载运；但对运输、仓储、焊接、加工以及生产管理等各环节均有严格要求，因此初始造价较高。目前长江化学品船队中采用整体式不锈钢货舱的船舶占有一定比例。

5 商品汽车滚装船

在国家产业政策指导下，近年来汽车工业持续高速发展，长江沿线以重庆长安铃木奥托、武汉神龙富康、芜湖奇瑞、南京跃进集团IVECO、上海大众等为代表的大型汽车总装厂业已建成并形成规模，沿线七省市汽车产业带作为我国主要汽车工业基地，产值、产量均已占到全国的40%以上，未来比重还将进一步升高。

伴随汽车工业的发展，长江商品汽车滚装船运输以其运输成本低、周转快、运输安全、运能大的优势得以发展，目前长江商品汽车滚装船主力船型主要要素见表7。

表7 长江商品汽车滚装船主力船型主要要素

6 川江载重汽车滚装船

随着国家西部大开发的逐步实施，川江区域物流大量增加，但受自然及历史条件的限制，进出川的道路条件依然比较恶劣，由于途经的山道坡陡弯急，部分路段积雪结冰长达4个月之久，重型汽车行驶极其困难。与之相比，滚装运输在运输时间、运输成本上与自驾车相差不大，但安全上得到了极大的提高，同时也可减少机械磨损，降低驾驶员劳动强度，因此川江滚装运输市场在短短的几年间得到了飞速的发展，已成为川江水运业新的经济增长点，目前在拉动川江水运业的发展方面，正起着越来越重要的作用。这既符合国家的西部大开发战略，又充分发挥了长江黄金水道的作用，还可避免因大规模筑路带来的经济和生态问题。

川江载货汽车滚装船随着市场的拓展，其船型也逐步朝着专业化、大型化发展，目前以60车为主要代表船型，主要要素见表8。

表8 川江60车载货汽车滚装船主要要素

60车Ⅰ型采用无舷伸甲板结构，60车Ⅱ型采用有舷伸结构；上层建筑布置在船舶中部，车辆甲板纵通无支柱、船舶结构优化；采取新型液压折叠跳板；船员和随员分区布置、一车一房、环保设备配置齐全、造型美观。

7 江海直达运输船

7.1 主要系列

江海直达运输船是适应长江中下游矿石、煤炭、灰石、熟料、钢材等干散货运输市场需求，简化物流运输环节，提高企业营运效益的重要运输船型。随着长江江海直达运输市场的竞争日趋激烈，为抢占市场主动权，形成规模经济的效益，催生了一批高效先进的运输船型并形成系列，代表船型见表9。

表9 江海直达代表船型

7.2 江海直达运输船型技术发展趋势

1）船型大型化并充分采用变吃水技术以适应市场和航道需求。

近年来，随着长江航道的改善、港口装卸能力和船舶设计水平的提高，江海直达运输船一直朝着大型化方向发展，并能够充分采用变吃水技术以适应市场和航道需求。

2）船舶线型优化，进一步提高了船舶技术性能。

目前，江海直达船型普遍采用优化后的球鼻首、双尾船型或双尾鳍船型和节能附体，船舶的快速性得以提高，适航性能更好。

3）结构进一步优化，降低钢材消耗，提高船舶经济性。

通过采用专用结构软件，对船舶结构进行分析计算，可优化结构设计，降低船舶钢材消耗和船舶造价，提高船舶经济性。

4）主机燃烧重油，减少燃料成本费用。

5）进一步在设备配置上体现国产化、通用化、简易化的原则。

可以预期，有国民经济快速发展的推动、有技术进步的保障，加上通航条件的改善，不远的将来一定会产生更多的优秀船型，保证满足长江航运的需要。