18 m航道快艇設計

(江蘇海藝船舶科技有限公司，江蘇 鎮江 212000)

長江航道運輸日益繁忙，深水航道建設速度加快，河床變遷，導致長江航道航標維修和遷移工作量逐年加大。為了保證對長江航道通行的監控和疏導，江蘇海藝船舶科技有限公司受長江航道局委托，研發用于長江航道巡查、航標巡檢并兼顧河床測量的航道快艇。

1 設計理念

在滿足航道巡查、航標巡檢并兼顧河床測量功能的基礎上，體現以人為本，創造方便、舒適、優

良的工作和生活環境；內部艙室劃分簡潔合理，功能齊全，艙室空間利用率高；機電設備配套先進合理，船舶的技術性能優良。

2 總體布置

通過對長江航道各站點的調研，認為該船舶的快速性和靈活性非常重要，由此確定其主要參數為LWL=17.50 m、B=4.00 m、D=1.60 m、v=30.0 km/h、上層建筑物距滿載水面高度≤3.2 m?？傮w布置見圖1，外形效果見圖2。

圖1 航道快艇總布置

2.1 全船艙室劃分

主甲板以下從艏至艉依次為艏尖艙、會議室、空艙、機艙、舵機艙。主甲板兩舷設500 mm寬的外走道通往艏、艉甲板區，甲板室區域設風暴扶手。駕駛室內左側后部放置測量設備。主甲板以上設單層甲板室，機艙及會議室采用半升高甲板室形式，降低上層建筑高度和改善駕駛室的后視效果，便于駕駛人員安全駕駛。

圖2 外形效果

2.2 主要參數選擇

2)船寬B。主要考慮穩性、艙室布置以及風浪中的適航性能要求進行確定。實際選擇B=

4.0 m，B/T=4.44，在保持美觀協調的同時艏部適當外飄，增加甲板面積。

3)主機。本艇以選擇技術性能先進、重量輕、使用穩定可靠的進口高速柴油機為基本原則，經過多種機型比對，最終選取IVECO N67MNTM28或VOLVO D7AT機型。

2.3 船舶性能

1)型線。為提高全天候性能，改善高速航行狀態的適航性，艏部采用圓舭線型，艉部采用折角線型，減小船舶的搖擺；同時考慮吃水淺和螺旋槳直徑等因素，艉部線型為隧道線型，見圖3。

圖3 橫剖型線

2)靜力學性能。滿載出航狀態，船舶基本平浮，吃水0.9 m，排水量23.31 t。

3)快速性。該船為雙機、雙槳、雙舵，配備2只5葉外旋螺旋槳，使伴流更均勻，減小船體艉部振動。

為提高船舶的推進性能和改善高速時的快速性，艉部設有長度800 mm壓浪板。艏部水線上方設置防濺條，減少甲板上浪和飛濺，降低船舶的阻力。

4)操縱性。設兩只流線型平衡舵，配1臺液壓舵機，船舶的操縱性能良好。

5)船模試驗、航速預報。為優化船體型線設計、精確設計螺旋槳和準確預報航速，對該船進行了船模水池試驗。采用環流理論設計螺旋槳，預報航速為30.65 km/h。

2.4 重量控制措施

1)船體采用鋼鋁混合結構。即主船體采用鋼質結構，上層建筑為鋁合金結構，減輕船舶重量，降低船舶的重心高度，既有利于提高航速，又有利于減小船舶的橫搖，提高了船舶的適航性和舒適性；

2)避免冗余結構，合理利用材料。在板材、構件的選取上，盡量將板材、構件優化到最合理尺寸，同時合理分配骨架間距，以合理減重。

3)優化機電設備。在滿足規范和使用要求的前提下，盡可能選用輕型設備。

4)選用輕型的舾裝件。該船門、窗、孔、蓋、梯架、欄桿、扶手等均選用鋁合金材質的，錨機選用超輕型。

5)艙室內裝飾及設施的選擇。所有生活設施均盡可能選擇輕型、輕質的設施和材料。例如采用不銹鋼整體衛生單元；合理使用裝飾材料，如用鋁型材代替木楞作裝潢襯料，且將鋁型材的規格控制到較小，裝飾面板也采用輕型鋁塑板等。

這些都在一定程度上有效控制了空船重量。

2.5 艙室的隔音、隔熱及減振降噪

在艙室的隔音、隔熱及減振降噪方面，除了從機電設備的選型、安裝方面考慮外，艙室圍壁及頂棚內用玻璃棉隔熱。機艙四周及頂棚內襯用吸音巖棉，外貼鋁質多孔吸音板。采用適當的槳葉葉梢安裝間隙及艉部流線形狀，以減小螺旋槳處水流在尾部引起的振動。

3 輪機部分

3.1 機艙布置

機艙布置見圖4。

圖4 機艙布置

機艙總長6.0 m、寬4.0 m。在后部、船舯位置設斜梯可進出機艙。艙內布置力求完美、大方、整潔，留有足夠的通道和檢修空間。

2臺推進主機組，配用ZF220型船用齒輪箱，分別距舯800 mm。左舷主機機帶1臺舵機恒流油泵和1臺軸帶發電機，右舷主機帶1臺消防泵。機艙內還設有船用柴油發電機組、總用艙底消防泵、主配電板、艉軸承滑油柜及泵、江水箱、舵機動力源組件、主、輔機啟動蓄電池、污油水分離裝置、污油箱、污油手搖泵、清水泵及壓力水柜、搗碎泵、污水箱等。

主、輔機均采用濕式排氣，降低艙內溫度，改善工作環境。

3.2 軸系布置

軸線與基線成一定夾角，艉軸管裝置設有2道油潤滑白合金軸承，艉管與軸轂用環氧樹脂定位粘接。在齒輪箱后設推力聯軸器，減少軸系振動。

3.3 設備選型原則

設備選型遵循滿足使用要求，操作方便，外形美觀，體積小，重量輕的原則。

1)主機、齒輪箱。選定主機功率范圍，用國產機型及齒輪箱同進口機型、齒輪箱比較，進口機型及齒輪箱比國產機型和齒輪箱體積小，重量輕約1/3，確定選用進口高速柴油機和齒輪箱。

2)發電機組及機艙設備。首先將380 V/50 Hz與220 V/50 Hz進行比較。220 V的設備比380 V的設備體積小、重量輕，選用220 V的發電機組和機艙設備。再將國產設備同進口設備比較，進口設備又比國產設備重量輕、體積小，這樣大部分設備選用進口設備。選用靜音帶隔音罩發電機組，其它設備亦選用低噪聲產品，降低了機艙噪聲。

4 電氣部分

4.1 電力系統

1)電制。考慮整船電氣設備布置，采用AC220 V單相絕緣制及DC24 V雙線絕緣制，電氣設備體積小，重量輕，便于安裝布置。

2)電源。該船設發電機1臺供全船動力照明通信、生活用電及充電之用。安裝主機軸帶硅整流軸帶發電機對蓄電池組充電或對DC24 V用電設備浮充式供電。設少維護型蓄電池1組，作為本船DC24 V臨時應急電源，向低壓照明、航行信號、廣播、通信等設備提供電力。

3)配電設備。設掛壁式小型主配電板1副，板上設有監測發電機電壓、頻率、電流的系列電表。設小型充放電板1副，對電瓶進行充放電控制。

4.2 駕控臺

駕控臺臺體上部儀表板采用嵌裝板面。包括下列項目：航行燈信號燈控制單元 、DC24 V配電單元、AC220 V助航分電單元 、傳令鐘、主機遙控、警燈控制系統、VHF、雷達、主輔機報警復示、機艙報警復示、攝像監視器、泵遙控、空調切斷及其它銨鈕開關等。

4.3 通信及報警系統

設警燈、警報器控制盒1臺，駕駛室頂棚設高音揚聲器1只，安裝在長排警燈內，另設廣播擴音機1臺，高音揚聲器2只，機艙設號筒揚聲器1只，會議室設嵌入式揚聲器1只。

駕駛室與機艙設HSC系列直通聲力電話、雙主機型傳令鐘、甚高頻無線電裝置及手持雙向甚高頻電話各1套。

配多功能顯示器，雷達天線、GPS天線、測深傳感器，可在顯示器上切換或同時顯示雷達、GPS和測深信息。

主機、發電機的監測報警系統的延伸板設于駕控臺上，延伸功能有：轉速、滑油壓力、冷卻水溫度顯示；滑油壓力低、冷卻水溫度高的聲光報警；啟動電瓶電壓的顯示；機組的啟動與停車控制等功能。

機艙另配報警箱一只，主要監測與報警齒輪箱滑油失壓、電網絕緣降低、艙底水高位、舵機失電、舵機液壓油位低、燃油艙低位等。相關報警信息延伸至駕控臺。

4.4 巡航攝像監視系統

該船設有巡航攝像監視系統一套，對巡航過程中的突發事件進行跟蹤攝錄。采用最新數字監控及數字硬盤錄像，記錄攝像頭的圖象，錄像、錄音(語音現場同步說明)。

5 實船測試結果及分析

船舶建造完工先后進行了傾斜試驗、系泊試驗及航行試驗，船舶浮態良好。試驗結果表明實船技術性能指標達到或超過最初設計要求。船體制作、機電設備、內部裝飾的安裝均達到預期效果，得到用戶充分肯定，主要性能指標見表1、2。

表1 船舶浮態測試結果 m

表2 航速、噪音及重量測試結果

系泊試驗和航行試驗表明主要機電設備運轉正常、可靠。