海工輔助船的創新設計

秦 琦

據《The Motorship》報道，除了X船首，目前海工市場上還出現了許多風格多樣且高效的海工支持船設計。

其中，最為典型的是荷蘭De Hoop船廠建造的“Karina”號快速供應修井船（FSIV）。它并非采取常見的線型外傾設計，船廠選擇了可在不同波況和不同航速下優化的船型，采用了已驗證的多晗線（multi-chine）船形以及球鼻首。球鼻首與細長的入水角以及較長的型線可以產生較好的耐波性，這會改善大風浪條件下的航速。首飄還可以防止甲板上浪。較高的船舷、舷側和上層建筑也有助于保護甲板和貨物區域。“Karina”號及其姐妹船設計用于人員和甲板貨物（包括標準集裝箱）的運輸，船上布置有190m2工作甲板區域，以及最多可以容納100名乘客和8名船員（4間雙人鋪）的房間。它的船尾也有特點，采用了新型船體翼，可以將能量轉化為前進推力。海試表明，航速為12節時可以減少軸功率10%，航速為21節時可以減少15%的功率。據稱，“Karina”號采用的多晗線船體和創新的船體翼減少了波浪中的能量損失，這些設計最初專用于“Karina”號，目前De Hoop船廠正考慮應用于系列船型中的其他船舶。

De Hoop船廠還考慮到了維護問題，該船僅配備2臺發動機而非常規的4臺，可以減少將近一半的維護成本。而且“Karina”號僅安裝2個螺旋槳（該型槳采用大表面/水阻比）而非常規的3或4個螺旋槳或噴水推進系統，這樣可以在運輸重貨時減少損失，據了解該船的負載為200t。同時，定距導管螺旋槳還可以替換成高速調距槳，不過航速超過25節時會增加能耗。

“Karina”號還采用了De Hoop船廠與供應商荷蘭Eekels Elektrotechniek公司聯合開發的動力系統，既能夠使用柴油機驅動，又能夠使用柴電驅動。2臺卡特彼勒3516型發動機可以產生4700kW功率，因此在動力定位操作或低速操作模式下，僅需其中的一臺發動機作為發電機使用，驅動2臺電動機并進一步驅動雙槳軸系的齒輪箱和首部推力器。但是，當航速為13節或更高時，兩臺柴油機自動運轉，直接與齒輪箱嚙合提供船舶所需的推力。這種方式可以解決發動機低負載的問題，又可以在船舶最高速21.3節操作時保持冗余度。同時，這種方法具有較好的經濟性，試航結果表明船舶航速為13節時僅需410kW的功率，耗油量僅為150升/小時。

“Karina”號采用鋼質結構，便于維護，但較大的重量需要較大的功率，進而產生較大的振動，De Hoop船廠根據其在小型豪華游船上的經驗教訓，采用了多種措施減少振動和噪聲，比如整個主機室內部采用彈性設計，就如浮于船體內部一般，這樣振動就不會直接傳至船體。據了解，內部噪聲等級為56dB，僅為正常水平的一半。De Hoop船廠稱，在目前競爭比較激烈的海工市場，必須更加聰明，產品的能耗和噪聲減半，便于維護，會提供給客戶更多利益。

LMG Oilcraft公司設計的雙船首船體和三體船也是市場上的一個亮點。該雙體船型的設計理念是擁有一個較大的球鼻首以延長水線，當船舶切入波浪時，水線以上的另一個船首提供了上浮空間，這樣船舶可以再次浮起。如果再在雙船首之間配上穿浪區，那么船舶可以迅速甩開波浪。靈活的船型吸引了工業界的目光，不過首批訂單出現了資金問題。

據了解，雙船首船體可以應用在檢查修理維護（IMR）船、錨作船、海底建設船和平臺供應船設計。其中平臺供應船長90米，寬20米，擁有足夠空間容納起重機和遠程遙控設備（ROV），擁有較大的甲板面積，為船員提供惡劣天氣下的保護，并且從駕駛室到甲板具有較好的可視性。

另一型創新船型的設計是110米長和48米寬的三體地震勘探船。常規的三體船的主船體比較狹窄，為了獲得甲板面積，LMG Oilcraft公司將一個類似常規船體的中央船體與舷側突出部組合，這樣船寬較寬可以容納電纜絞車以及其他設備。該三體船的阻力如何呢？LMG Oilcraft公司與挪威海事技術研究所進行了計算流體動力學分析，表明采用相同船寬的單體船阻力更大；而三體船的阻力較低，運動性能較好。