17 m航政艇优化设计

董志海，李镇宇

(1.江苏省交通运输厅航道局，江苏 南京 210004；2.江苏省船舶设计研究所有限公司，江苏 镇江 212003)

17 m航政艇优化设计

董志海1，李镇宇2

(1.江苏省交通运输厅航道局，江苏 南京 210004；2.江苏省船舶设计研究所有限公司，江苏 镇江 212003)

针对原17 m航政艇使用过程中发现的不足，对其进行改型优化设计。通过新老船型的分析对比，在主尺度、型线、布置、减振降噪等方面进行优化设计，使改型船总体性能、实用性较原型有较大提高，改进效果理想，具有推广价值。

公务船；航政艇；优化设计

0 引言

17 m航政艇是江苏省航道系统航政执法的主力船型，主要承担着全省高等级航道的航政执法工作。目前已投入使用的船型存在一些不足，如：机舱采用封闭形式，操作检修困难；船舶型深较高，横摇较大，适航性较差。针对现有航政艇存在的问题，结合航道用船部门使用需求，对现有17 m航政艇进行改型优化设计已成为当务之急。优化后的17 m航政执法艇应具备良好的外观造型和协调明快的色彩，具有较好的适航性能、舒适方便的工作环境和生活条件，机电设备先进，船舶的技术性能良好。

1 总体优化设计思路

经过对现有17 m航政艇的认真调研，了解原型船使用的不足及改型需求，在满足全省高等级航道的航政执法工作的主要框架下进行的，即在尺度、技术指标、功能要求、船舶造价等基本保持原型船的规模和特点的基础上，进一步优化设计，最终确立改型17 m航政艇的总体设计方案。

1.1 优化设计思路

(1)突出以人为本的设计理念，优化机舱工作环境，为航政执法人员提供方便、优良的工作环境。

(2)优化船型参数，进一步改善船舶适航性能。

(3)通过对比分析，找出解决问题的关键，注重细节设计，提高产品的安全可靠性。

1.2 设计特点

(1)船型优化：上层建筑采用“中岛式”构造形式，外形采用棱角分明的折角形式，工艺简洁、外形威武。

(2)参数优化：本案采用降低型深，适当增加船长的方案；在满足所有舱室空间要求的前提下，进一步减小全船阻力，降低优化方案的重心，减小船舶横摇，满足船舶的适航性能。

(3)布置优化：在不降低其他工作区域面积的基础上，采用机舱半升高棚取代原船机舱“闷舱” 形式，大大改善了机舱人员通风、采光及日常维护管理工作条件；同时利用舱室调整，进一步降低功能舱室的噪声指标，为艇上人员提供舒适的工作环境。

2 船型优化设计措施

2.1 原型船现状

目前航道部门使用的17 m航政艇采用机舱闷舱形式，型深1.8 m,机舱净高1.1 m，机舱的日常维护和管理比较困难，船舶舒适度较差。

由于型深需满足机舱需求导致干舷较高，吨位较小，因而风浪里船舶摇摆较大，适航性较差。

2.2 优化设计措施

针对原船型的不足，设计方案主要从机舱闷舱形式、船舶阻力、型深、舱室噪声等方面进行优化。船型主要性能参数对照见表1。

2.2.1 改变原船型机舱闷舱形式

改型方案增加1个4 m长、0.9 m高的机舱矮棚，使得机舱的净高从原型船的1.1 m增加至1.85 m, 彻底改善了机舱通风、采光及工作人员的工作条件，体现了以人为本的设计理念；同时总长只增加约1.27 m，通过减小艉甲板面积，保证全船主要功能舱室大小与原型船一致。

表1 船型主要性能参数对照表

2.2.2 减少船舶阻力

改型方案在满足布置的前提下，增加船舶水线和船艉部压浪板长度，达到加大长宽比，减小方形系数，降低船舶阻力的目的；同时对艉部型线进行优化设计，取消原船型艉部隧道，改善由于型深降低带来舵机舱高度不足的问题，并改变艉部纵流线曲率，减小航行纵倾角，进一步降低航行阻力。

2.2.3 减小型深

为进一步降低船舶重心，优化改型方案将原船1.8 m型深降至1.7 m；增设舭龙骨，以便减小横摇，改善船舶的适航性能。

2.2.4 利用物理分隔降低舱室噪音

布置上将航政工作室、前客舱与机舱之间通过设置空舱予以物理分隔，进一步降低舱室噪声，提高艇上人员的舒适度。

3 主要技术参数及性能指标

总长

19.10 m

水线长

17.50 m

型宽

4.2 m

型深

1.7 m

设计吃水

1.0 m

排水量

～26.5 t

航速

19.3 km/h

续航力

50 h

主机型号

VOLVO PENTA D7A T

主机功率×转速

126 kW×1 900 r/min

乘员

12人

航区

B级

噪声

驾驶室和客舱区域

≤72 dB

机舱区域任何一测试点处

≤110 dB

4 总体布置

17 m航政艇优化设计后的总布置图见图1。

本船船型为单甲板、中驾驶形式。主甲板下从艏至艉分别为艏尖舱、客舱、空舱、机舱及舵机舱，主甲板上设有一层半甲板室；艉部Fr4～Fr12为机舱升高棚；中部Fr12～Fr23为驾驶室兼工作舱室；前部为客舱。各舱室布置如下：

(1)Fr30～艏为艏尖舱，用于存放缆绳等水手物件、备件。该舱甲板上设有1只500 mm×500 mm的铝质水密舱口盖，从该处进出艏尖舱。

(2)Fr21～Fr30为客舱，其舱顶高出甲板面约1.0 m。前壁设3扇固定玻璃窗，两侧设铝质移窗，提高舱内采光、通风效果。客舱主要用作休息室，其面积约12 m2，净空平均高度1.85 m。

(3)Fr14～Fr21为空舱。后壁设1个燃油箱，容积为2.15 m3；前壁设置1只不锈钢清水箱，容积为1.0 m3。该空舱在机舱与前客舱之间形成物理分隔，有利于降低客舱的振动、噪声。

(4)Fr4～Fr14为带升高棚的机舱，升高棚高出主甲板0.9 m,保证机舱内部净高在1.85 m。升高棚尾部右舷设置机舱出入口，用于机舱内设备维护、检修时出入。在升高棚上方设置自然通风头和风机通风。

(5)Fr0～Fr4为舵机舱。舵机舱内设有1台450 kg·m的电动液压舵机。甲板上设舱口盖，用于设备维护、检修时人员出入。

(6)主甲板上Fr12～Fr23为驾驶室兼工作舱室。驾驶室前壁为3扇固定玻璃窗，中间窗设置旋转视窗，侧壁为铝质移窗，左、右各设外开门通舷外。驾驶室面积约12.5 m2，净空高度2.0 m。驾驶室前沿设操纵舒适方便的机驾集中控制台。

(7)主甲板上甲板室两侧设0.5 m宽的外走道通往艏、艉甲板区。甲板室外侧壁设不锈钢风暴扶手，以方便工作人员安全通过。艏、艉甲板区面积分别为7.5 m2和8.0 m2。

5 船舶主要性能

5.1 快速性

本船采用单机、单桨推进形式，设计满载深水航速为19.3 km/h。考虑到本船的工作范围主要为浅水区域，以浅水(最小水深2 m)为设计工况点，设计航速为17.5 km/h。

5.2 操纵性

为保证船舶良好的操纵性能，本船设置1只流线型平衡舵，配置1台450 kg·m的电动液压舵机。

6 船体结构和材料

本船结构按中国船级社(CCS)《内河小型船舶建造规范》(2006)对B级航区船舶要求进行设计。

船舶主体钢材选用CCS-B级船用钢材，上层建筑铝材选用LF5铝合金材料，两者采用铝-钛-钢复合过渡接头进行连接。

7 舱室的隔音和隔热及减振降噪

为了改善船舶的工作和生活条件，本船在舱室布置及其他方面采取以下措施：

(1)机舱前部Fr14～Fr21设置空舱。该空舱在机舱与前工作舱室及客舱之间形成物理分隔，有利于降低客舱的振动、噪声。

(2)在机舱部位相应船壳板上均涂一层阻尼涂料，使振动及噪声衰减加快，达到减振、降噪效果。

(3)机舱四周及顶棚采用吸音岩棉，外覆多孔吸音铝板。

8 结语

本船建造完毕后进行了航行试验，操舵、回转、惯性、航速等试验情况正常，技术性能优越，各项性能指标均达到或超过了设计要求；浅水试航航速(3 m水深)达到19.3 km/h，超过了原船型(3 m水深)17.8 km/h的试航航速；操纵性能优良，船舶重心，低横摇幅度小，噪音低，机舱通风、采光条件优良，船舶舒适度较高。目前该船已顺利通过航道系统竣工验收，得到专家和使用部门的一致好评。首制艇即将投入使用。

[1] 李镇宇，张林. 40 m巡航救助指挥艇[J]. 江苏船舶，2011，28(2)：1-4.

[2] 毛红华，李镇宇.30 m航政艇总体设计[J].江苏船舶，2015，32(2)：5-7.

2017-04-26

董志海(1966—)，男，高级工程师，从事海事、航道等技术管理工作；李镇宇(1967—)，男，研究员级高级工程师，主要从事船舶科研设计工作。

U662.2

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