30米级洪泽湖搜救艇设计

李小叶，张 燏

(1.江苏省船舶设计研究所有限公司，江苏 镇江212003；2.江苏省新时代船舶有限公司 船研所，江苏 泰州 225300)

0 引言

洪泽湖为我国五大淡水湖之一, 位于江苏省西部淮河下游,淮安、宿迁两市境内,是淮河流域的大型水库、航运枢纽。洪泽湖水域每年都有不同程度的结冰,当北方强冷空气过境时,湖面会出现封冻,在寒冷的1月～2月会发生全湖性封冻现象。另外,受气象、水文等诸多条件影响,湖区易遭遇大风大雾等极端天气。洪泽湖水域原有的海事救助艇由于自身性能的限制,不能在恶劣天气下及时出航,船舶事故中的船员得不到及时救助,生命和财产安全得不到保障，为此某地方海事局需要设计一艘能在恶劣天气下出航施救的搜救艇,要求抗风能力达到蒲氏10级,用于洪泽湖水域恶劣天气条件下的抢险救助。

研制30米级洪泽湖搜救艇总体布置设计时需要考虑在满足使用功能的前提下减少船舶受风面积，降低船舶重心；结构设计时需要考虑船体结构强度满足冰期航行的需要，各项船舶性能需要在满足规范的基础上实现用户的使用需求。

1 主要技术参数

通过调研并认真听取海事部门的意见,明确了30米级洪泽湖搜救艇的设计要求,确定了本船主要技术参数。

总长

30.60 m

水线长

29.00 m

型宽

6.60 m

型深

2.05 m

设计吃水

1.30 m

主机功率×转速

368 kW×1 800r/min(2台)

航速

≥25 km/h

设计航区

A级

抗风等级(平均风压)

蒲氏10级

续航力

60 h

2 总体布置

30米级洪泽湖搜救艇总体布置见图1。

2.1 主甲板以下布置

该艇主甲板以下设置5道水密横舱壁，以横舱壁为界共分6个区域，从艏开始依次为艏尖舱、缆索舱、半升高的船员生活区、机舱、空舱、舵机舱。机舱前部设燃油舱，装载燃油约13 t,满足搜救艇60 h的工作需要。缆索舱和艉空舱内各设1个清水箱,总共装载清水约5 t，供全船日常使用。

2.2 甲板室布置

该艇主要用于抢险救助。洪泽湖区水域广阔，常有恶劣气候发生，因此，在满足工作和生活需要的前提下，尽可能缩小上层甲板室，以减小受风面积并降低重心高度。

主甲板上为一层半高的岛式甲板室，依次为半升高船员室、休息室、半升高机舱棚。船员室远离机舱设置，以减弱机舱噪声与振动对船员室的影响。半升高的机舱棚，便于工作人员检修维护。驾驶室设于艏部,最大限度地减少驾驶盲区,保证驾驶人员在恶劣天气驾驶航行时具有良好的驾驶视线,提高船舶驾驶的安全性能。主甲板设有1 m宽的外走道,通往艏艉甲板区域。甲板室外壁设风暴扶手, 方便救助人员在风浪航行时在船侧行走。艏艉设0.5 m高的舷墙,保护搜救人员的自身安全。搜救艇要具备一定的甲板操作面积,以便于救助人员在实施救助过程中安全操作。艏艉甲板区面积分别为19 m2和44 m2，主要为工作区域[1]。

图1 30米级洪泽湖搜救艇总布置图

2.3 护舷设置

艏部和艉部设Φ300 mm的圆筒型橡胶护舷，中部设150 mm×150 mm半圆形钢质护舷。钢质护舷间间断各设6只D型橡胶护舷,代替常规船舶所采用的在两侧悬挂橡胶轮胎防撞的方法。这样可以减少船舶在风浪航行时的阻力,保证航速。

3 船体结构设计

3.1 主船体结构

该艇结构按照《钢质内河船舶建造规范》(以下简称《内规》)对A级航区船舶的要求设计。主船体为单底、单甲板、横骨架式钢结构,肋距为500 mm。全船在Fr6、Fr14、Fr34、Fr50、Fr54设5道水密横舱壁,船底每个肋位处均设置实肋板。另外，为了增强船舶的航向稳定性，在艉部船中处设置分水踵。

考虑该艇在恶劣天气条件下抢险、救助等功能需求，以及洪泽湖水域每年不同程度的结冰现象,搜救艇船体结构强度除了满足《内规》对A级航区船舶的要求外，还需参照航行冰区船舶的要求对局部区域特别是艏部结构进行加强。

根据规范规定,航行冰区船舶船长范围内,垂向自满载水线上250 mm至空载水线下300 mm的舷侧范围为冰带区。冰带区域自船艏垂线向后1/4船长范围内的舷侧设置中间肋骨,中间肋骨上下端分别超出冰带区的上下缘,两端用短纵骨固定。根据计算,本船在艏部Fr41～Fr58区域设置中间肋骨及短纵骨。冰带区结构加强见图2。

3.2 甲板室结构

为减轻船舶重量,降低船舶重心,甲板室选用中国船级社CCS认可的铝合金材料,结构形式为横骨架式。钢质主船体与铝质上层建筑间采用经过CCS认可的铝-钛-钢复合材料作为过渡接头形成焊接结构。本船选用的铝-钛-钢复合材料的材料组合为3A21+TA2+CCSB,厚度组合为(8+2+14) mm,宽度为25 mm。甲板室甲板及外围壁设纵向加强扁铝，保证其强度。

4 船舶性能

4.1 抗风浪能力

本船满载航行时,船舶基本平浮,略带艉倾,平均吃水约为1.3 m,排水量约为116 t。抗10级大风是本船的主要设计要求之一,为此主船体采用钢质材料,上层建筑采用铝合金材料,在保证船舶结构强度的同时降低船舶重心。另外, 在满足使用要求的前提下尽可能降低甲板室的高度,减少受风面积。经过详细计算,船舶稳性衡准、初稳性高度、回航静倾角等各项指标均满足10级平均风压511 Pa条件下的规范相关要求。

4.2 拖带功能

该搜救艇艉部甲板设有拖桩,便于救援过程中的拖带,保障船舶事故中的生命和财产安全。拖桩深入甲板以下,与船底板、实肋板和中内龙骨连接,最大限度保证拖桩的强度。拖带过程中船舶的稳性指标需满足《内河船舶法定检验技术规则》(以下简称《法规》)对拖船的相关要求。该船完工稳性计算结果显示，满载航行状态和空载航行状态急牵初稳性衡准值满足《法规》要求。

4.3 冰期航行

洪泽湖水域每年都有不同程度的结冰现象,为实现冰期的救援作业,搜救艇船体结构依据《内规》对航行冰区船舶的要求,在规范规定的冰带区域设置中间肋骨和短纵骨,并对艏部外板在常规船板厚的基础上进行加厚，保证冰期航行时船舶强度。

4.4 消防作业

应船东使用要求,该搜救艇还兼顾一定的消防救援功能。休息室顶部甲板设有1套固定式高压水枪,水枪射程30 m,最大喷射倾侧反力0.35 kN。消防水枪作业过程中会对船舶的稳性有一定影响,作业时船舶稳性需满足《内规》对消防船的要求。经过计算,在消防水枪喷射引起的倾侧力矩作用下,从复原力矩求得的静倾角小于极限静倾角,作业风压稳性衡准数大于1,各项指标均满足规范要求。

5 锚系设备和拖带设备

锚系设备在满足《内规》要求下根据实际使用情况配备。根据规范计算，本船需要配备质量75 kg的艏锚1只,Φ11 mm(AM1)无档锚链55 m,最小破断力34 kN的系船索2根。考虑到船舶在极端天气下出航，结合船东使用需求，该艇实配1只型号为C150短杆霍尔锚。霍尔锚对于各种泥、砂底质均有较好的适应能力，且收藏方便；配Φ14 mm的无档镀锌锚链55 m,并在艏部甲板设置1台轻型不锈钢立式电动锚绞盘。跟卧式锚机相比，立式锚绞盘占用甲板面积较少，一定程度上保证救援过程中艏部甲板操作面积。船体艉部甲板设置1只拖桩,用于救援中的拖带,并配1根Φ50 mm的锦纶绳120 m作拖索；另配1根Φ22 mm的锦纶绳60 m、2根Φ40 mm的丙纶绳各120 m作系船索。

6 舱室内装

船舶装潢的总体原则是环保、美观同时又要具有防火、保温、降低噪声的功能。驾驶室、休息室、居住室围壁和天花用铝合金轻钢龙骨作衬料，表面贴塑铝板，中间夹隔热玻璃棉,地面用强化复合地板或甲板敷料上铺塑胶地板。为降低噪声，机舱四周及顶部内衬吸音岩棉，外覆铝质多孔吸音板。

7 结论

与常规自航船设计相比，救助船经常航行于极端天气，对船舶抗风浪能力要求比较高，同时还需兼顾一定的拖带救援功能。本船设计过程中需重点考虑以下方面：

(1)设置半升高的船员室，满足使用功能的前提下缩小甲板室，减少船舶受风面积，同时主船体采用钢质材料,上层建筑采用铝合金材料, 降低船舶重心，提高船舶抗风浪能力，保证船舶稳性指标满足10级平均风压511 Pa条件下规范的相关要求。

(2)艉部拖桩深入甲板以下,与船底板、实肋板和中内龙骨牢固连接,可以保证拖桩的强度，便于救援过程中的安全拖带。

(3)船艏结构进行局部加强，实现冰期的救援作业。

目前该艇已交付船东,投入使用后将承担起洪泽湖区水上突发风灾搜救、枯水期防堵保畅等重任,大幅度提升洪泽湖水上搜救能力。