超巴拿马大型汽车滚装船开发设计

张文斌，张敏健

（上海船舶研究设计院，上海 201203）

0 引 言

汽车滚装船是具有多层汽车甲板的用于大规模运送轿车、卡车的专用运输船，配备跳板、坡道、坡道盖和水/气密门等滚装通道供车辆自行装卸。按载车量划分主要有3类：3000车级以下的小型汽车滚装船，4000车级至6000车级的中型汽车滚装船和7000车级及以上的大型汽车滚装船。现有汽车滚装船船队中的最大型为8000车级巴拿马型。

在巴拿马运河拓宽前，由于船宽32.26m的限制，汽车滚装船航运公司为了达到经济效益最大化而推出的8000车级巴拿马型只能通过突破日本港口的船舶总长200m的限制，使其加长至227.9m[1]，然而完整稳性的先天不足使得该类船需额外装载大量压载水或固定压载实现预定的载车能力。

近年来，随着新巴拿马运河的开通，突破了船宽32.26m的限制。由于船宽的增加，提高了稳性、减少了压载水、使船舶的有效装车能力大幅增加。因此，韩国、日本和挪威的主流航运公司陆续订造了超巴拿马型7000车级、8000车级大型汽车滚装船[2]。2013年韩国现代Glovis接收了由现代三湖建造的全球首艘超巴拿马型汽车滚装船7300车“Glovis Spirit”。2014年日本邮船接收了由新来岛造船有限公司建造的日本首艘超巴拿马型汽车滚装船7000车“Aries Leader”，船身被喷涂为绿色，以彰显其环保旗舰船的地位[3]。

由此可见，巴拿马运河的拓宽，市场的需求对开发超巴拿马型汽车滚装船具有有利因素。燃油价格的上涨、国际海事组织对环保要求的不断提高，特别是海上环境保护委员会2014年第66次会议通过的决议对汽车滚装船规定了折减系数和参考线值，对该类新建船型明确提出了EEDI的要求值，这些都将导致市场支持的经济航速不断降低。因此，超巴拿马型汽车滚装船的开发设计在使用功能、总体布置、线型设计和节能减排上呈现许多新特征。

1 开发设计

1.1 主要参数

根据市场调研的信息，在主要参数的6500车级巴拿马型汽车滚装船的基础上，通过控制船舶总长在200m、在传统的32.26m船宽上增加3～4m的措施来增加15%以上的载车辆，进行了服务航速降至16.5kn的7600车超巴拿马大型汽车滚装船的开发设计，其主要参数见表2。

表1 6500车和7600车汽车滚装船主要参数

1.2 总体布置

7600车超巴拿马大型汽车滚装船采用单壳设计，双层底内均布置压载水舱， 4个燃油储存舱分别布置在第1层甲板和第3层甲板之间的艏艉两端，艏艉尖舱为空舱。设置了13层车辆甲板，其中“2”、“4”、“6”、“7”和“9”这5层为活动甲板，由于按折算后每台RT43车的运费算，装载高车、重车的利润是常规车辆的2.5倍之多，干舷甲板上配备的最大装车高度达7m，而6500车级巴拿马型汽车滚装船的最大高度仅为5.15m。车辆舱内设2排支柱，配备了2个1000kW的艏侧推。图1为其总布置。

7600车超巴拿马大型汽车滚装船的这些新颖的总体布置使得其与 6500车级巴拿马型汽车滚装船相比，具有以下优点：

1) 更便捷的浮态调整，更低的总纵弯矩与剪力；

2) 增强了载货量，提高了装载高车、重车的能力；

3) 2排支柱的设置加强了结构的可靠性，减少了甲板间高；

4) 提高了港口的操纵性能。

图1 7600车超巴拿马大型汽车滚装船总布置

1.3 EEDI分析

与6500车级巴拿马型汽车滚装船的服务航速20kn相比，7600车超巴拿马型服务航速 16.5kn，属于低速汽车滚装船，图2为7600车超巴拿马大型汽车滚装船模型试验中的航速功率。

为减少二氧化碳排放量，国际海事组织制定了2013年1月1日生效的衡量船舶设计能效水平指标EEDI。在 2014年4月的海上环境保护委员会第66次会议上通过了汽车滚装船要求的EEDI为(1-X/100)×参考线值，其中参考线值为a×b-c，参考线参数a,b,c按表2选取，折减系数X的值按照表3要求执行[4]。

表2 汽车滚装船EEDI参考线参数

图2 7600车超巴拿马大型汽车滚装船模型试验的航速功率

表3 汽车滚装船各阶段折减系数X

该船型总吨为70000t，则DWT/GT<0.3，经计算，EEDI得到值为15.590，EEDI要求值为17.675，EEDI得到值比要求值降低约12%，达到阶段1，比要求15%折减的阶段2还差3%（见图3）。

图3 7600车超巴拿马大型汽车滚装船EEDI值

1.4 完整稳性和破舱稳性

由于船宽的原由，与6500车级巴拿马型汽车滚装船相比，7600车超巴拿马大型汽车滚装船的完整稳性好，压载水量占载重量的比例从31%降至22%，可实现少压载水、多装车量的满载出港。如表4所示为7600车超巴拿马型与6500车级巴拿马型汽车滚装船满载出港时压载水量和装车量的比较。

表4 满载出港时压载水量和装车量的比较

按照SOLAS 2009的要求，在7600车超巴拿马大型汽车滚装船的设计中，在干舷甲板上方再设置第8层甲板为水密甲板以满足破舱稳性。

1.5 防火安全

汽车滚装船装载的车辆一般都带有部分燃料油，必须重视车辆舱的防火分隔。按照海上安全委员会MSC.338(91)[5]的要求，从2014年7月1日开始滚装处所防火分隔的等级提高，在设计中将相关提高的等级都统一为A30以便于统一订货，这将使7600车超巴拿马大型汽车滚装船增加300t的防火材料，空船重心提高约0.2m。

为有效地配置CO2容量，该船型分为4个水平分隔的气密区域：甲板1～甲板5的A区、甲板5～甲板8的B区、甲板8～甲板11的C区和甲板11～甲板13的D区。由于气密容积较大，将CO2室布置在第13甲板，内设2个低压CO2储藏罐。

1.6 通风噪声

7600车超巴拿马大型汽车滚装船气密容积大，所需货舱风机多达56台，在第13甲板的几乎都被通风设备占据。按照海上安全委员会MSC91会议上通过的2014年7月1日生效的船上噪声水平规则[6]，大于10000GT的船舶，居住处所除了露天娱乐区域（外部娱乐区域）外，最大噪声极限值需比1600GT至10000GT的船舶减少5dB。

与6500车级巴拿马型汽车滚装船的风机全布置在最上一层甲板不同，为减小居住处所的通风噪声，7600车超巴拿马大型汽车滚装船通过损失一定的车位的措施将第13层甲板居住处所旁的30台风机下移至第12层甲板。

1.7 环保措施

汽车滚装船由于所载运的车辆本身不包含有害物质，因此，7600车超巴拿马大型汽车滚装船在开发中考虑的环保措施主要是为满足2015年1月1日后硫排放控制区内硫含量0.10% m/m的要求，采用从第11层甲板以上的甲板安装4.5m宽的废气清洗系统。

2 结 语

今后，随着国际海事组织在安全和环保方面法规要求的愈加苛刻，如汽车滚装船EEDI要求的phase2阶段的2020年实施、氮氧化物Tier III排放的2021年实施和第二代完整稳性的即将出台等，还将带来7600车超巴拿马大型汽车滚装船配备了Tier III双燃料低速机推进的满足第二代完整稳性的开发设计。

[1] 张敏健. 中大型汽车滚装船设计[J]. 上海造船，2010, (3): 22-26, 46.

[2] 杨佳宁. 2012年汽车运输船市场回顾与展望[J]. 中国远洋航务，2013, (2): 42-43.

[3] New Car Carrier Aries Leader Delivered[EB/OL]. www.nyk.com/english/release/3132/003318.html.

[4] IMO, MEPC.251(66). Amendments to MARPOL Annex VI and the NOXTechnical Code 2008 [S]. 2014.

[5] IMO, MSC.338(91). Adoption of Amendments to the International Convention for the Safety of Life at Sea, 1974, as Amended[S]. 2012.

[6] IMO, MSC.337(91). Adoption of the Code on Noise Levels on Board Ships [S]. 2012.