半潜船的前世今生

陆悦铭　黄忠伟　姜庆忠

最近，国内最大的半潜船“新光华”轮在天津港10万吨锚地，装载5 000吨驳船前往阿联酋。这是“新光华”轮本月初在广州南沙命名交付后的首航作业。“新光华”轮能举起10万吨级重物，是世界第二大半潜船。就造船业而言，“新光华”轮是我国半潜船的巅峰之作，其首航作业备受各方关注。

“新光华”轮属10万吨级半潜船，总长255米、型宽68米，下潜吃水30.5米、装货甲板可下潜16米，载重量为98 000吨，服务船速14.5节；装货甲板长210米、宽68米，甲板面积达到13 500平方米，等同于两个标准足球场大。“新光华”轮共有118个压载水舱，每一个压载水舱都有一个阀门直接通向海底，装货物时只要通过船上的控制系统打开相应压载舱室的海底阀门，不需要6小时，船就能自动潜入水中30.5米。接着将所需装的货物移入主甲板上方并固定，然后通过船上配备的4台大型空压机往相应的压载水舱注入空气，压载舱内的压载水就会自动排出船外，半潜船实现上浮，装货完毕。卸货则相反。

自从有了船舶运输，就有货物装上船或卸下船。开始是用人工的手抱肩挑等将货物搬上船或卸下船。随着货物重量的增加，靠一个人的手抱肩挑不能完成时，就用几个人一起挑，将货物搬上船或卸下船。遇到更重的货物时，只能拆开装船和卸船。

18 世纪工业革命后，船舶的货物运输增加迅速。为了提高货物的装卸效率，起重设备安装在岸上的码头和船上，同时，大件货物的装卸船得到解决，但是会遇到超过起重设备能力范围的货物装船和卸船问题，于是浮吊船或浮吊驳船出现了，越做越大的起重设备出现在岸上和船上。

20世纪50年代，德国的DDG HANSA 公司预计到市场对整体运输火车头（牵引机车）的需求，建造了世界上第一艘大件运输船“LICHTENFELS”轮。该船载重量只有10 500吨，且在船上安装了一台120吨的甲板吊，这在当时是非常巨大的起重设备，DDG HANSA公司也因此成为世界上第一个能够承运大件的运输船公司。

一、半潜船的前世

尽管后来的起重设备和浮吊船造得更大，一系列重吊船和大型浮吊船的出现，还是无法满足运输市场的需要。特别是当一些用户需要把超大尺度或超重的货物整体从一地运往另一地，或者从建造工厂运送到工作场所时，重吊船和大型浮吊船都力不从心。一些货物具有自浮能力，如石油钻井平台、疏浚船和相关的设备、浮船坞、驳船、舰船等的跨洋运输，可采用直接拖曳即采用拖船拖带的方式来完成，通常称之为湿拖（wet towing）。但是这种运输方式的缺点是跨洋运输风险大、运输时间长、易发生海损事故。对于不具有自浮能力的货物，如龙门吊、预制桥梁构件、发电机、涡轮机、反应堆、锅炉、塔架、牵引机车、大型船舶主机、军事装备等特大件货物运输怎么办，拖船公司认识到，如果将这些笨重的特大件货物放在驳船上再拖带运输的话，具有安全、快捷的优点，这就是俗称的干拖（dry towing）。对结构弱、阻力大、稳性差、抗风能力低等的被拖物用干拖进行拖航比较适合，这一运输方式在20世纪 60年代得以实现。

20世纪70 年代初，随着越来越大的超大尺度或越来越重的超重货物出现，货物的装卸越来越难。因为干拖有很多优越性，于是工程师们开始设计专门的半潜驳船，通过压载水来实现驳船下潜与上浮，使得半潜船甲板与码头平齐并且紧靠在码头上，货物通过轨道滑移装船；运输到目的地后，货物通过轨道滑移上码头实现卸载。还设计了另外一种半潜驳船，可以通过自身压载水的调整，把装货甲板潜入水中，以便将所要承运的特定货物“浮入”半潜驳船的装货甲板上，半潜驳船上浮后完成货物的装载，采用拖船拖带的方式将装载了货物的半潜驳船运到指定位置后，半潜驳船通过压载使得装货甲板潜入水下，运输的货物依靠自身浮力漂浮，而后通过拖船将“漂浮”货物拖离半潜驳船的装货甲板，半潛驳船通过排压载水使其浮出水面，最终完成运输过程。

利用半潜驳船的方式尽管比直接拖具有自浮能力货物的航速快、安全，但仍然受到气候及海况条件的严重约束，拖航作业水域多限制在近海、沿海、港作及内河，若遇上恶劣天气，还是比较危险；另外，拖航速度还是不能满足用户的需求，具有自航能力的半潜船应运而生。

二、半潜船的今生

半潜船（Semi-submersible ships）也称半潜式母船、半潜运输船等，是在类似的半潜驳船上安装了动力推进系统，使其具有自航能力。货物装船程序与半潜驳船一样，半潜船通过压载使得主甲板潜入水下，所运输的货物必须能依靠自身浮力漂浮，而后通过拖船拉入至半潜船甲板上方，半潜船通过排载使得主甲板浮出水面，将货物固定在指定位置；卸载时相反，最终完成运输过程。由于装卸方便和操纵灵活，半潜船在业内还有“海上叉车”的称谓。为了满足不同货物的装卸，半潜船的船型有很大的变化，从早期的货物只能在半潜船的左右移进移出；后来发展为可以在除了左右移进移出货物外，还可以在船尾平移装卸货物；现在有的船还可在船首平移装卸货物。现代半潜船除了具有自航能力，能够不依靠拖船独自完成运输任务外，还因油舱大、续航时间长、抗风浪能力强于湿拖或干拖、速度快等优点，因此发展迅速。

现代大型半潜船诞生于1979年，以“SUPER SERVANT 1”轮半潜船的成功建造为标志。该半潜船是日本住友重工为WIJSMULLER公司建造的，船长139.91米、船宽32.31米，夏季吃水8.51米，载重量14 310吨，最大下潜吃水15米。

因为具有半潜功能，使半潜船与一般运输船在船型上具有其独特之处。主尺度中，主要差别在于半潜船的船宽较大，这符合其需要提供大面积货物承载甲板的特定要求。考虑到吃水限制、船舶回转性能和动力定位的要求，半潜船通常都采用双推进器和双船首侧推的动力装置。半潜船的压载水主要通过压缩空气系统进行海水吸入和排出，进而控制下潜和上浮来达到装卸货的目的。由于所运大件货物的多样性，因此每次营运前，半潜船还应进行适当改造，包括配备专门的固定、绑扎设备等。半潜船的航行水域比湿拖或干拖更广，航速更快带来运输了周期更短，在远洋及近海的重大件货物运输中，能够给船货双方带来更大的经济利益。

根据船型及承载能力，半潜船一般分为五类：

（1）0型

载重大于8万吨，现今只有两艘，即“新光华”轮和“DOCKWISE VANGUARD”轮；“DOCKWISE VANGUARD”轮总长275米、型宽70米、型深15.5米、载重11.7万吨，航速14节，入级DNV。该船的造价约2.4亿美元，系全球最大半潜船，可运输FPSO等大型海洋设备。由于该船上层建筑采用类似航空母舰的驾驶台设计，采用全通甲板、无艏尾楼的结构布置，还有她左舷3个浮箱和右舷1个浮箱可以移动等，因此可以运输“无限”长度和超过70米宽的货物。为了承接更大尺寸的货物运输合同，进一步提高市场竞争实力，道克维斯航运公司决定将“DOCKWISE VANGUARD” 轮进行加宽改装。大连中远船务用40余天完成近4 000吨钢结构的吊装和新制以及其他繁杂的管系、涂装等改装工程。改装后，宽度增加到86米，甲板面积增加到18 900平方米。

（2）Ⅰ型

载重5万～7.5万吨，一般船宽50～63米、船长190～225米。1999年，台湾高雄船厂为道克维斯航运公司建造了“BLACK MARLIN”轮，该船总长217.8米、船宽42.0米，型深13.3米、夏季吃水10.11米、最大下潜吃水23.33米，甲板面积178.2×42平方米，载重量5.7万吨，船速13节。2000年建造的“BLUE MARLIN”轮是“BLACK MARLIN”轮的姐妹船，经过韩国现代重工尾浦造船厂为期3个月的改造，改造后的“BLUE MARLIN”轮甲板面积达 178.2×63.0平方米，载重量升至 7.6万吨，成为当时世界上最大的半潜船。

我国的“祥云口”轮、“祥瑞口”轮、“光华口”轮等也属于此型半潜船，它们总长216.7米、船宽43米，型深13米，装货甲板长178米、宽43米，面积超过1个标准足球场，载重量5万吨。

（3）Ⅱ型

载重3万～5万吨，我国拥有比较多，如“夏之远6”轮，该轮船长195.2米、船宽41.5米，载重吨3.8万吨，最大下潜深度23米，曾经装载过巴拿马运河的新船闸去巴拿马。另外还有“振华22”轮、“振华28”轮等，不过它们是旧船改造，成本较低。

（4）Ⅲ型

载重1万～3万吨，我国拥有也比较多，如2002年我国大陆建成了第一艘大型半潜运输船“泰安口”轮，该船总长156米、船宽32.26米，型深10米、干舷吃水7.50米，船速14节，总载重量17 550吨。2004年，投入营运一年多的“泰安口”轮进行了技术改造，船宽由32.2米加到36米，载重吨由1.8万吨增加到20 620吨。

（5）Ⅳ型

载重小于1万吨的半潜船，比较多，不再贅述。

目前，载重大、功能强的半潜船基本由道克维斯航运公司掌握，但中国造船业发展较快，已经成为制造半潜船市场的非常重要的竞争者。随着2010年起半潜船“华海龙”轮和“海洋石油278”轮的建成和经验的积累，国内设计单位如七〇八所、上海船舶研究院等已经掌握了核心技术，具有半潜船设计能力，中国带进先进半潜船设计国家行列。现今我国已经掌握了5万吨以上高端半潜船的设计能力。现在，我国国内的航运企业积极发展半潜船运输，先后有“泰安口”等30余艘新建/改造半潜船/半潜驳建造完成，其中高端半潜船有近十艘之多。可以说在建造领域，中国已经成为世界第一的半潜船建造国家。在运输一艘领域，中国已经成为世界第二的半潜船运输国家。这种高技术、高附加值的船舶随着中国造船业、制造业的发展，船舶分段、大型钢结构、港口吊机甚至石油平台的主要构件越来越多地在中国制造，其运输必将成为半潜船的一个重要市场。另外，随着我国海洋能源的开发、航道疏浚、大型机电设备运输以及国防建设的需要，半潜船有着广阔的市场需求，可以深信，半潜船必将大有发展前途。

业内有专家指出，无论是具有自浮能力如石油钻井平台、疏浚船和相关的设备、浮船坞、驳船等适合湿拖的运输，包括船舶形状的FPSO，还是不具有自浮能力如龙门吊、预制桥梁构件、发电机、涡轮机、塔架、牵引机车、军事装备等适合干拖的运输，用半潜船是最佳、最快、最安全和最高效方案。据了解，“DOCKWISE VANGUARD”轮的运输能力已经是让人叹为观止了，但是道克维斯航运公司的雄心并不止于此，该公司已经表示将打造在船舶规模和运力方面都超过“DOCKWISE VANGUARD”轮的新半潜船。