18 m航道快艇设计

(江苏海艺船舶科技有限公司，江苏 镇江 212000)

长江航道运输日益繁忙，深水航道建设速度加快，河床变迁，导致长江航道航标维修和迁移工作量逐年加大。为了保证对长江航道通行的监控和疏导，江苏海艺船舶科技有限公司受长江航道局委托，研发用于长江航道巡查、航标巡检并兼顾河床测量的航道快艇。

1 设计理念

在满足航道巡查、航标巡检并兼顾河床测量功能的基础上，体现以人为本，创造方便、舒适、优

良的工作和生活环境；内部舱室划分简洁合理，功能齐全，舱室空间利用率高；机电设备配套先进合理，船舶的技术性能优良。

2 总体布置

通过对长江航道各站点的调研，认为该船舶的快速性和灵活性非常重要，由此确定其主要参数为LWL=17.50 m、B=4.00 m、D=1.60 m、v=30.0 km/h、上层建筑物距满载水面高度≤3.2 m。总体布置见图1，外形效果见图2。

图1 航道快艇总布置

2.1 全船舱室划分

主甲板以下从艏至艉依次为艏尖舱、会议室、空舱、机舱、舵机舱。主甲板两舷设500 mm宽的外走道通往艏、艉甲板区，甲板室区域设风暴扶手。驾驶室内左侧后部放置测量设备。主甲板以上设单层甲板室，机舱及会议室采用半升高甲板室形式，降低上层建筑高度和改善驾驶室的后视效果，便于驾驶人员安全驾驶。

图2 外形效果

2.2 主要参数选择

2)船宽B。主要考虑稳性、舱室布置以及风浪中的适航性能要求进行确定。实际选择B=

4.0 m，B/T=4.44，在保持美观协调的同时艏部适当外飘，增加甲板面积。

3)主机。本艇以选择技术性能先进、重量轻、使用稳定可靠的进口高速柴油机为基本原则，经过多种机型比对，最终选取IVECO N67MNTM28或VOLVO D7AT机型。

2.3 船舶性能

1)型线。为提高全天候性能，改善高速航行状态的适航性，艏部采用圆舭线型，艉部采用折角线型，减小船舶的摇摆；同时考虑吃水浅和螺旋桨直径等因素，艉部线型为隧道线型，见图3。

图3 横剖型线

2)静力学性能。满载出航状态，船舶基本平浮，吃水0.9 m，排水量23.31 t。

3)快速性。该船为双机、双桨、双舵，配备2只5叶外旋螺旋桨，使伴流更均匀，减小船体艉部振动。

为提高船舶的推进性能和改善高速时的快速性，艉部设有长度800 mm压浪板。艏部水线上方设置防溅条，减少甲板上浪和飞溅，降低船舶的阻力。

4)操纵性。设两只流线型平衡舵，配1台液压舵机，船舶的操纵性能良好。

5)船模试验、航速预报。为优化船体型线设计、精确设计螺旋桨和准确预报航速，对该船进行了船模水池试验。采用环流理论设计螺旋桨，预报航速为30.65 km/h。

2.4 重量控制措施

1)船体采用钢铝混合结构。即主船体采用钢质结构，上层建筑为铝合金结构，减轻船舶重量，降低船舶的重心高度，既有利于提高航速，又有利于减小船舶的横摇，提高了船舶的适航性和舒适性；

2)避免冗余结构，合理利用材料。在板材、构件的选取上，尽量将板材、构件优化到最合理尺寸，同时合理分配骨架间距，以合理减重。

3)优化机电设备。在满足规范和使用要求的前提下，尽可能选用轻型设备。

4)选用轻型的舾装件。该船门、窗、孔、盖、梯架、栏杆、扶手等均选用铝合金材质的，锚机选用超轻型。

5)舱室内装饰及设施的选择。所有生活设施均尽可能选择轻型、轻质的设施和材料。例如采用不锈钢整体卫生单元；合理使用装饰材料，如用铝型材代替木楞作装潢衬料，且将铝型材的规格控制到较小，装饰面板也采用轻型铝塑板等。

这些都在一定程度上有效控制了空船重量。

2.5 舱室的隔音、隔热及减振降噪

在舱室的隔音、隔热及减振降噪方面，除了从机电设备的选型、安装方面考虑外，舱室围壁及顶棚内用玻璃棉隔热。机舱四周及顶棚内衬用吸音岩棉，外贴铝质多孔吸音板。采用适当的桨叶叶梢安装间隙及艉部流线形状，以减小螺旋桨处水流在尾部引起的振动。

3 轮机部分

3.1 机舱布置

机舱布置见图4。

图4 机舱布置

机舱总长6.0 m、宽4.0 m。在后部、船舯位置设斜梯可进出机舱。舱内布置力求完美、大方、整洁，留有足够的通道和检修空间。

2台推进主机组，配用ZF220型船用齿轮箱，分别距舯800 mm。左舷主机机带1台舵机恒流油泵和1台轴带发电机，右舷主机带1台消防泵。机舱内还设有船用柴油发电机组、总用舱底消防泵、主配电板、艉轴承滑油柜及泵、江水箱、舵机动力源组件、主、辅机启动蓄电池、污油水分离装置、污油箱、污油手摇泵、清水泵及压力水柜、捣碎泵、污水箱等。

主、辅机均采用湿式排气，降低舱内温度，改善工作环境。

3.2 轴系布置

轴线与基线成一定夹角，艉轴管装置设有2道油润滑白合金轴承，艉管与轴毂用环氧树脂定位粘接。在齿轮箱后设推力联轴器，减少轴系振动。

3.3 设备选型原则

设备选型遵循满足使用要求，操作方便，外形美观，体积小，重量轻的原则。

1)主机、齿轮箱。选定主机功率范围，用国产机型及齿轮箱同进口机型、齿轮箱比较，进口机型及齿轮箱比国产机型和齿轮箱体积小，重量轻约1/3，确定选用进口高速柴油机和齿轮箱。

2)发电机组及机舱设备。首先将380 V/50 Hz与220 V/50 Hz进行比较。220 V的设备比380 V的设备体积小、重量轻，选用220 V的发电机组和机舱设备。再將国产设备同进口设备比较，进口设备又比国产设备重量轻、体积小，这样大部分设备选用进口设备。选用静音带隔音罩发电机组，其它设备亦选用低噪声产品，降低了机舱噪声。

4 电气部分

4.1 电力系统

1)电制。考虑整船电气设备布置，采用AC220 V单相绝缘制及DC24 V双线绝缘制，电气设备体积小，重量轻，便于安装布置。

2)电源。该船设发电机1台供全船动力照明通信、生活用电及充电之用。安装主机轴带硅整流轴带发电机对蓄电池组充电或对DC24 V用电设备浮充式供电。设少维护型蓄电池1组，作为本船DC24 V临时应急电源，向低压照明、航行信号、广播、通信等设备提供电力。

3)配电设备。设挂壁式小型主配电板1副，板上设有监测发电机电压、频率、电流的系列电表。设小型充放电板1副，对电瓶进行充放电控制。

4.2 驾控台

驾控台台体上部仪表板采用嵌装板面。包括下列项目：航行灯信号灯控制单元 、DC24 V配电单元、AC220 V助航分电单元 、传令钟、主机遥控、警灯控制系统、VHF、雷达、主辅机报警复示、机舱报警复示、摄像监视器、泵遥控、空调切断及其它铵钮开关等。

4.3 通信及报警系统

设警灯、警报器控制盒1台，驾驶室顶棚设高音扬声器1只，安装在长排警灯内，另设广播扩音机1台，高音扬声器2只，机舱设号筒扬声器1只，会议室设嵌入式扬声器1只。

驾驶室与机舱设HSC系列直通声力电话、双主机型传令钟、甚高频无线电装置及手持双向甚高频电话各1套。

配多功能显示器，雷达天线、GPS天线、测深传感器，可在显示器上切换或同时显示雷达、GPS和测深信息。

主机、发电机的监测报警系统的延伸板设于驾控台上，延伸功能有：转速、滑油压力、冷却水温度显示；滑油压力低、冷却水温度高的声光报警；启动电瓶电压的显示；机组的启动与停车控制等功能。

机舱另配报警箱一只，主要监测与报警齿轮箱滑油失压、电网绝缘降低、舱底水高位、舵机失电、舵机液压油位低、燃油舱低位等。相关报警信息延伸至驾控台。

4.4 巡航摄像监视系统

该船设有巡航摄像监视系统一套，对巡航过程中的突发事件进行跟踪摄录。采用最新数字监控及数字硬盘录像，记录摄像头的图象，录像、录音(语音现场同步说明)。

5 实船测试结果及分析

船舶建造完工先后进行了倾斜试验、系泊试验及航行试验，船舶浮态良好。试验结果表明实船技术性能指标达到或超过最初设计要求。船体制作、机电设备、内部装饰的安装均达到预期效果，得到用户充分肯定，主要性能指标见表1、2。

表1 船舶浮态测试结果 m

表2 航速、噪音及重量测试结果

系泊试验和航行试验表明主要机电设备运转正常、可靠。