本刊記者 徐 華

人類使用船舶作為運輸工具的歷史,幾乎和人類文明史一樣悠久。從遠古的獨木舟發展到現代的運輸船舶,經歷了舟筏時代、帆船時代、蒸汽機船時代和柴油機船時代。當船舶從蒸汽機時代跨入柴油機時代時,船型也經歷了翻天覆地的變化。船舶的專業化使散貨船從雜貨船統治的海運時代脫穎而出。
20世紀50年代以前沒有專用散貨船,早期的雜貨船承攬一切貨種的運輸,包括散裝的煤炭、谷物和桶裝的油類。專用散貨船在20世紀初開始出現,主要用于鐵礦石運輸,第二次世界大戰后,各工業國經濟恢復,原料需求劇增,水泥、化肥、木片、糖等貨物開始采用散裝運輸方式,散貨船應用范圍和船隊規模迅速擴大。同時,船舶大型化帶來的優勢逐漸顯露出來。
然而,隨著船舶體型的增大,普通雜貨船運輸散貨便顯得捉襟見肘。糧食、水泥等散貨的流動性比液體小,都有一定的休止角,因而裝這些散貨時,在艙口圍板內裝滿后,艙口四周的甲板下仍留有一個空檔。船在海上發生橫搖,散貨移動至空檔,形成橫貫整個船寬的自由表面。出現較大橫搖時散貨將移向一舷,船隨即橫傾,在風浪中很容易發生傾覆事故。
據統計,20世紀50年代全世界有150余艘運送散貨的船舶發生海損事故。為了解決這個安全問題,漸漸形成了現在廣泛應用的典型專用散貨船的貨物區域結構型式:兩舷頂部布置頂邊艙并加高艙口圍板以保證滿艙,兩舷舭部布置底邊艙以便于清艙,同時也能增加抗沉性;雙層底和四個邊艙區采用縱骨架式結構以保證船體總縱強度,兩舷邊艙之間水線附近的總縱彎曲應力很小,采用結構比較簡單的橫骨架式結構:兩個貨艙口之間的甲板不參與支持總縱強度,這里的甲板板明顯地比貨艙開口線以外的甲板板薄,骨架也減弱。典型專用散貨船的出現,較好地解決了散貨流動問題,提高了散貨運輸的安全性,使海上散貨船運輸進入一個新的發展階段。在隨后的幾十年里散貨船得到了快速發展,1960年只有1/4的散貨由單甲板承運,而到1980年,幾乎所有的散貨都由專用散貨船承運。
現有典型散貨船的結構型式在全世界獨領風騷30余年,充分顯示了它的優越性,也比較徹底地暴露了它的弱點。20世紀70年代中期,日本建造散貨船處于世界領先地位,其標榜的最大程度地有效利用資源和能源的生產設計方案,得到了世界的認可和數目可觀的訂單,然而,由于過于注重船舶的輕便與集約,以及忽視人類對于海洋認知度的局限,日本船在80年代中期開始令海運界大跌眼鏡。據統計,在散貨船沉船事故多發的80~90年代,80%的散貨船事故發生于日本建造的船舶,在這些事故中,90%以上是因船體結構破損所致。海上散貨運輸業開始企盼著散貨船的結構型式能及早得到改進,或者開發出具有更多優點并能保證規定壽命期內安全營運的全新結構型式。

散貨船的舷側結構是整個船體結構中最薄弱的環節之一,目前絕大多數散貨船為單殼結構,根據多年的散貨船事故統計顯示,在艙口蓋、管系、甲板、舷側外板、船底結構等諸多損傷中,單殼散貨船的舷側外板事故率是最高的。為了有效解決散貨船船體結構和營運過程中出現的這些問題,提高散貨船,尤其是高齡散貨船的使用安全性,散貨船的雙殼化日漸提上了國際海事界的議事日程,單殼散貨船的去留問題成為了上世紀90年代海事界討論的焦點。國際海事界要求提高散貨船建造標準,采用雙殼體的呼聲日益高漲。IMO和IACS也采取了相應的措施。1997年,IACS正式啟動了散貨船雙殼體的研究,但由于各方力量的制衡,散貨船雙殼化并未要求強制執行。
雙殼(雙舷側)通用散貨船的設計也可以稱為表面平整的散貨船,舷側外板和縱艙壁形成雙殼結構,在雙殼之間設置梯子、走道、照明和通風,以便于檢查和避免貨艙縱壁“出汗”等原因產生的腐蝕,同時雙殼之間的空艙可部分或全部作為壓載艙。采用雙舷側結構可以大幅度減小舷側板、頂邊艙、底邊艙部分的剪應力,從而增加散貨船結構的安全性能。
雙殼體散貨船由于增加了內殼,比普通單殼體船的重量增加3%~7%,使結構重量增加,裝載量減少,建造成本增加(首制雙殼散貨船建造成本的增加部分很可能超過船價的5%,甚至高達7%~8%),港口使用費和燃料消耗也隨之增加。但是,雙殼體船具有良好的安全、經濟和運營優勢:雙舷側使船體外殼具有兩道防線,因此對舷側結構的沖擊損傷可減至最小,還可以大量減少船體結構疲勞;雙殼艙壁的剛度更好,能更好地防止各種形式的破壞和貨艙進水;無須在雙殼內全部設置專門的壓載水艙;貨艙底板平整,煤、谷物等不會落入肋骨,易于清艙,從而可提高裝卸效率,減少在港時間,降低營運和維護費用;減少貨艙涂層的維護和保養費用。
為適應散貨船雙殼化的發展趨勢,許多設計公司、造船公司己開發出多種雙殼散貨船,如挪威Ole Jacob Libaek開發的Optima 2000好望角型雙殼散貨船、丹麥CarlBro設計公司與Graig航運公司聯合開發的大靈便型雙殼散貨船、韓國大宇造船海洋工程公司正在推銷的雙殼散貨船、日本的大島、NKK、今治等造船公司正在開發或推銷的雙殼散貨船。此外,CCS、ABS、DNV等船級社也正在幫助一些船廠開發雙殼散貨船。雖然雙殼體散貨船的空船重量和建造成本有所增加,但其安全、經濟和運營優勢越來越得到航運界的認同,散貨船的雙殼化己是大勢所趨。
在20世紀上半葉,由于港口裝卸效率不高,發展緩慢,散貨船的最大載重量只有1萬噸左右。1954年,散貨船平均單船噸位僅為1.9萬載重噸,1973年起開始超過4萬載重噸,目前已達到5.4萬載重噸。
散貨船隊平均單船噸位的增長,主要體現在6~8萬載重噸巴拿馬型、12~20萬載重噸好望角型和4~6萬載重噸大靈便型船的增加,而4萬載重噸以下散貨船數量明顯減少。同時,各型散貨船的平均噸位也呈現增大趨勢。
據統計,好望角型散貨船的平均噸位1990年為129415載重噸,2003年已增至161088載重噸,同期巴拿馬型散貨船平均噸位由64294載重噸增至69970載重噸,靈便型散貨船由30423載重噸增至39191載重噸。其中巴拿馬型散貨船由于受巴拿馬運河寬度限制,13年間只增加了5376載重噸,遠低于好望角型船舶增加的噸位(增加了31673載重噸)。推動散貨船大型化的主要有三個因素,即大型船的經濟性較好;船舶設計和建造水平的不斷提高;碼頭港口規模的擴大和設施的改進。
目前,從事不同類型貨物運輸的船舶大都在擴大自己的運輸能力,而增大載重量是最有效的途徑,近年來靈便型散貨船、巴拿馬型散貨船、好望角型散貨船的載重量都有明顯增加的趨勢。從最近兩年的散貨船訂單看,船東越來越偏好于大噸位的散貨船。可以預見,在未來一段時間里,20萬噸左右的大型散貨船將是建造的主流。
隨著散貨船的大型化,散貨船隊的發展也日新月異。自從20世紀50年代中期,由遮蔽甲板船發展而來的散貨船投入營運以來,散貨船隊經過五十多年的發展,已經成為世界海上運輸一股舉足輕重的力量。
世界散貨船保有量由1954年的61艘、116.7萬載重噸(其中礦石船占70%)增至1960年的471艘、8711萬載重噸(其中礦石船占57%)。此后,散貨船數量以更快的速度增長,在1960~1990年的30年間,散貨船艘數增長了9.8倍,載重噸數增長了27倍,1990年散貨船保有量達5087艘、242555萬載重噸。據英國勞氏船級社統計,2003年底世界散貨船保有量為5888艘、30711萬載重噸,平均船齡為14.5年。
在1960~1975年的15年里,散貨船數量急劇增加。上世紀80年代前半期,與油船噸位急速減少相反,散貨船快速增長,但在1986~1994年間,散貨船數量有所下降,此后又呈現穩定增長趨勢。總體來看,1980年以來在油船、散貨船、集裝箱船和雜貨船(含多用途貨船)四種類型船舶中,集裝箱船發展最快,散貨船增長也較快,油船噸位在前期大幅度下降后,近幾年緩慢增長,而常規雜貨船(含多用途貨船)呈持續減少趨勢。
進入2003年之后,國際造船市場和航運市場持續好轉,全球新船訂造異常活躍,世界新船訂單量大幅增長,全年造船產量也突破了歷史最高紀錄。2009年上半年,全球干散貨船隊為6848艘、42639.1萬載重噸。