船舶下水专利技术综述

陈 胜

(国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心 湖北 武汉 430000)



船舶下水专利技术综述

陈 胜

(国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心 湖北 武汉 430000)

船舶下水是在船舶建造工程大部分完工之后，将船舶从建造船台上移至水域的工艺建造过程，因此，这是船舶建造的一项重要组成部分。本文介绍了船舶下水的常用方法，研究了国内船舶下水的专利申请情况，对船舶下水的主要技术分支进行了分析，并对国内各大企业在船舶下水技术领域的发展给出了相应的建议。

船舶；下水；纵向；横向；气囊

一、引言

船舶下水是在船舶建造工程大部分完工之后，将船舶从建造船台上移至水域的工艺建造过程，因此，这是船舶建造的一项重要组成部分。船舶下水过程是一个很复杂的动力问题，要考虑到有关船舶的浮性、稳性、阻力、摇摆以及船舶强度等问题，这就要牵涉到船舶静力学与船舶动力学。船舶下水具有一定的危险性，如稍有疏忽，就会造成重大的损失。长期以来，人们对船舶的下水作业十分重视，为此做了大量的研究工作，并制定了船舶下水的多种方法。

船舶下水方式的选用问题属于船厂设计规划中有关造船工艺方案的核心问题，在建厂前期的论证工作中就应慎重地研究。下水方式一旦确定下来，下水设施也就随之确定。而船舶下水前完工程度以及下水前后工艺阶段的工艺及装备也应与其相适应。

二、船舶下水专利总体分析

2003年之前船舶下水专利申请量不大且无明显增长势头。2003年之后，专利申请量增长幅度较大，技术生长呈上升趋势，属于技术发展期，2010年专利申请量达到顶峰。同时，在2003年之后，国外申请人也在中国申请船舶下水技术专利。

由于江苏、山东、浙江、辽宁、广东、上海等省市属于沿海区域，大型船舶企业众多，所以专利申请量比较突出，湖北也是沿江的造船大省，专利申请量也较大。

授权率是体现发明质量的一个重要指标，该领域的授权率较低，说明该领域的专利质量不是很高，技术不是很先进。此外，2016年以后申请的专利授权率下降明显，这是由于大量专利还处于审查阶段，尚未授权。

各大企业在该领域发展较为均衡，各大船厂的专利申请量相差不大，老牌造船企业江南造船集团、大连船舶重工、广船国际和中船黄埔等都未占据明显优势。

三、船舶下水专利技术发展

船舶下水方法有很多种，漂墩法是一种最原始的下水方式，多用于季节水位落差较大的内河地方小型船厂。吊运法用于小型船舶下水，此法的优点在于船舶下水前完工程度很高，造船质量能得到保证，下水十分简捷，同时非常安全，但适应性差，而且要拥有足以运载和吊放这种船舶的运输车辆和吊车。

重力式下水是目前各船厂特别是沿海船厂和内河中小型船厂用得最多的一种下水方式，船舶在倾斜船台上建造完工或基本完工后，靠其自身重力沿斜坡的分力克服下水滑道的摩擦阻力而滑入水中[2]。

机械化下水是一种利用机械化装置使船舶下水的方式，内河较具规模的船厂大多采用此法下水，本文仅将采用斜船架的下水方式称为机械化下水，机械化下水的最大优点是下水极为安全，另外，由于在水平船台上造船，易于保证产品质量，劳动条件也较好。

升船机式下水是当船舶完工或基本完工后，由汽车或其他陆上运输工具将其运至升船机旁，再移至升船平台，然后操纵升船机使平台垂直下移将船舶浮于水面。

浮坞式下水是舰船在水平船台上建造基本完工后，由船台小车移至紧靠船台水域岸边的专用浮船坞上，然后，浮船坞脱离水下坐墩上浮并驶往深水区下沉直至舰船浮起，再由工作船将舰船拖出浮船坞，舰船下水便告结束。

气囊式下水是近些年来兴起的一种下水方式，多用于地方小型船厂，船舶在倾斜船台上建造基本完工后，将几只充满有一定压力的空气的胶囊垫在船底，然后用绞车对船舶进行牵引，船舶即在牵引力和自重沿斜坡分力的作用下随着气囊的滚动而滑向水中[1]。

在船舶下水技术领域，重力式下水(包括纵向下水和横向下水)一直都占据了主要部分。由于考虑到船舶下水的安全，使用船架的机械化下水和浮坞式下水也是研究热点。气囊下水投资省、简便，也是一个重点发展方向。

(一)重力式下水的发展。重力式下水的发展始于1992年前后，专利申请量整体呈明显上升趋势，但是在2011-2012年之间专利申请量明显下降，这与船舶行业的不景气有关。

由于船舶艉部线型较艏部丰满，因此船舶下水时一般采取尾部先入水的方式。如果重心滑过滑道末端之前艉部还没有浮起，当重心滑过滑道末端之后如果发生浮力对滑道末端力矩小于重力对滑道末端力矩，将发生艉跌落。如果艉跌落得以避免，当艏部滑至滑道末端时船舶还没有全部浮起，将会发生艏跌落[3]。

厦门船舶重工股份有限公司针对船舶纵向下水可能出现尾弯、首跌落及首部支点压力过大等问题，申请了发明专利—一种滚装船重力式下水浮箱结构，申请号为CN201210561664，在滚装船的尾部船体下方，左右舷两侧各增加一个浮箱，浮箱通过支架固定在滚装船外板的下方。采用上述方案后，本发明在滚装船的尾部船体下方，左右舷两侧各增加一个浮箱，使得滚装船在离开滑道后，增加滚装船尾部浮力，有效解决滚装船下水出现底部局部强度不足及尾弯等问题。

(二)机械化下水的发展。机械化下水主要包括船架下水，该技术的发展起源也较早，但是在2005年之前，专利申请量很小，主要是由于投资较大。2005年之后，专利申请量逐年增加，机械化下水较为安全可靠，逐渐成为一项研究热点。

(三)气囊下水的发展。气囊下水专利申请一直不温不火，多为沿海小型船厂的个人申请。气囊式下水是近些年来兴起的一种下水方式，多用于地方小型船厂。针对在窄河道(内港)沿线的造船厂，气囊下水的难度大幅提高，个别地区采用侧滑方式下水，但其安全性不高，侧滑用油脂等污染比较严重。

中国石油化工股份有限公司申请了发明专利—大型船舶利用气囊下水的工艺，申请号为CN201210455208，提供大型船舶利用气囊下水的工艺，解决了窄河道(内港)中大型船舶利用气囊下水因缓冲距离短、水深不够而造成的下水不方便的难题。

该下水工艺先对船体下水前必须具备的一切必要条件进行论证，需要进行大量的数据计算，重点强调其安全性，分析船舶运动过程中的每一个状态，并校核该状态下气囊强度，水深深度，船舶速度等；以及船舶下水后的速度控制，采用合理的缓冲办法，最终实现船舶的安全下水。解决了窄河道(内港)中大型船舶利用气囊下水因缓冲距离短、水深不够而造成的下水不方便的难题。气囊下水时，只需提供2块重物和4条高强度缆绳即可，降低了施工成本；确保船舶安全下水的前提下，实现能耗的最小化。为国内气囊下水施工提供了新的下水方法，具有显著的经济效益、创新性技术价值和良好的推广应用前景。

四、结语

目前纵向下水最为普遍，但通常易发生的危险情形有：艉跌落、艏跌落、滑道支撑受损、船体结构受损、船艏碰撞船台基面、船台侧壁碰撞、滑行冲撞障碍物。目前的研究热点主要是在船舶两侧设置浮箱或控制船舶压载，以调整船舶下水过程中的浮态。各大企业应该重点对纵向下水的安全性进行研究。

气囊式下水是近些年来兴起的一种下水方式，但是目前的胶囊质量较差，而且气囊下水安全性不是很高，各大企业应该重点针对气囊的质量进行研究，并提高气囊下水的安全性。

[1]孙菊香.船舶气囊下水技术现状与展望[J].军民两用技术与产品，2010.

[2]李安慰.船舶纵向下水新工艺研究[J].上海造船，2011.