江海直達船船型特點和發展前景研究

胡 東

(貴港船舶檢驗局，廣西 貴港 537100)

0 引言

我國自改革開放以來，經濟發展迅速，對外貿易不斷增加。我國地處亞歐大陸東部，緊連太平洋，對外貿易一般以海路運輸的形式進出口。我國國內河流交錯縱橫，極大部分貨物出口是由河運與海運共同完成。傳統的運輸方式是河內運輸轉換成海運，需要經過一個連接點，貨物需要重復裝卸，從而造成了燃料、勞力、時間上的浪費，降低了整個運輸的效率和安全性。為改善這一狀況，改變運輸方式，由此開發出了江海直達船。然而，江海直達運輸船面臨的困境還很多，需要對其進行分析與解決。

1 對江海直達船船型的分析

1.1 船型尺度與設計方面

(1)與傳統船舶相比較，江海直達船在船型的大小、比例、配置等方面進行了創新。工程師對珠江水系水深與大海水深進行比較，將江海直達船改成海船的縮小版。對船長與船寬的比例進行了重新規算，船舶的長度減短，寬度加寬。由于珠江水深比較淺，這樣改良不僅增加了船舶的艙容量同時又增加了船舶的排水量，可以說是一舉兩得。江海直達船一般采用雙機雙槳的推進方式，其目的是為了能在內河航運時可以很好地調轉船的方向，在海里航行時也具有很好的穩定性能。

(2)江海直達船的工作主要是由出發港(地)直接到達目的港(地)，無需中途轉運。這種工作性質就決定了江海直達船必須具備在河運與海運兩種運輸方式中能做到穩定和安全，并且能滿足河道的特殊性質對江海運輸船的特殊要求。因此在船舶的操縱性與回轉性方面必須嚴格要求。

1.2 對船長、船寬、吃水設計方式的研究

(1)江海直達船的航道路線有兩條：一是河道航線；二是海路航線。對船舶的要求需要同時兼顧在河道運行時的回轉性與在海路運行時的耐波性。在這方面起決定性作用的就是船的長度。同時這兩個要求之間又存在矛盾，如果船長過長，則對河道的適應性降低；相反，船長過短則在航向穩定性方面大打折扣，對船舶在海域航行造成不利影響。由此在確定船長時要對這兩方面進行考慮，在兩者的矛盾中尋求合理解決的辦法。內河航道最小回轉半徑也限制著船長的設計。因此在對江海直達船船長的設計上要遵從珠江水系航道的實際寬度，得出最合理的船舶噸位，選取最佳的船長。

(2)在江海直達船寬度設計方面，需要根據船舶營運航線航道和港口泊位的具體情況來進行具體化的設計分析。珠江水系對船舶船長、吃水的限制性因素較低，但本著提高經濟效益的目的來增加江海直達船的載貨量，主要解決辦法就是增加船舶的寬度從而達到增加運貨量的目的，另一方面這樣做的好處就是可以巧妙地避開以上兩種限制因素。所以江海直達船在船寬上往往比海船寬。對船寬進行適當加寬，可在基于不受其他風力影響的前提下，對船的穩定性以及適應性進行改善和提高。相反情況下，船寬過大會導致船舶受到的阻力增大。根據船舶靜力學，船寬過大雖然會提高船舶的穩性，但會導致船舶初穩性高度增大，海船自搖周期的計算公式：

式中：Tθ——船舶的自搖周期；

Bs——所計算裝載狀況下船舶的最大水線寬度；

Kg——所計算裝載狀況下船舶重心至基線的垂向高度；

GM0——計算裝載狀況下船舶未經自由液面修正的初穩性高度。

從式中看，船舶自搖周期隨之過大，當船只處于海上大風環境中時，船舶搖晃幅度過大，船員會產生不適效果，工作效率低下，這對船舶的適航性是極其不利的一個因素。并且寬而扁的船體形狀對保證船舶結構的強度與剛度也很不利。總而言之，江海直達船采取較大的船寬設計是可取的。

(3)在江海直達船的吃水方面，內河船只的運載量遠低于江海直達船，當其在珠江水系航道航行時，因淡水密度比海水密度小，水的浮力不足以承受船體重力，船只整體下沉，吃水增加，船舶吃水的增加導致阻力增大，同時影響船舶航態與性能，給船舶營運帶來了不良影響。第十二屆ITTC公式給出了推薦的實船不受淺水效應影響的最小水深公式。在我國能達到公式中要求的內河航線并不多，所以淺水效應并不是研究內河情況首要考慮的因素，而是通過對經濟利益最大化的研究來確定船舶的吃水狀況。考慮到河道深度過淺，船舶航行時的富余水深過小，可能導致江海直達船產生吸底現象，因此應對航道水深富裕度進行合理選取。除此之外，在對船舶吃水方面可以采取靈活的辦法，就是調整船舶的吃水性能，以應對河道內水位的深淺。可以將河道的限制吃水改為變吃水，對洪水期也要進行研究分析，將變吃水的范圍明確為0.6～1.0 m，個別船舶可以達到1.5 m。在方形系數與尺度比方面，江海直達船受到吃水限制的原因，其方形系數一般較大，數據顯示，已建江海直達船的方形系數在0.70～0.81之間，這顯示出肥大型船舶有一種隨著噸位增大而方形系數增大的趨勢。改善船舶性能的基礎就是吃水度的改善，大多數的江海直達船都有著內河船舶寬而扁的特點，一般寬度吃水比為：B/T=3.0～5.0。

2 江海直達船建造的前景

船、航道、港口是水運的三個重大要素。要發揮最佳的運輸效能，必須結合此三者來進行研究。從水運發展歷史中不難看出經濟社會對于此三者的要求變化。在目前運力過剩情況下，江海直達船存在的競爭力與壓力同樣大。只有明確好發展目標，才能輕松面對其他行業的競爭。相對于現今運輸狀況的形勢，現階段江海直達運輸船在制造成本等因素與中轉運輸船的比較中，其明顯的優勢并沒有顯現出來。隨著經濟的發展，航線越來越長，中轉費用幾乎可以忽略不計。相同噸位情況下江船的制造與營運成本、維護保養成本、船員的薪水成本比海船要低得多，這對江海直達運輸船的發展來說是一個重要的制約因素。所以設計特定航線的江海直達船應以提高其經濟價值從而提升其競爭力為重點發展方向。

2018年1月，中歐江海直達船技術交流會在武漢理工大學召開，世界著名學者葡萄牙里斯本大學C.Guedes.Soares教授參加了本次交流會議，學者們對相關技術問題進行了熱烈的討論。國內首次建造的江海直達船，于2017年4月在浙江省舟山市開建。該船設計總長154 m、寬24 m、吃水9.1 m，載貨量達2.2萬t，這艘江海直達船是針對于特定的海域、特定的航線而建造的，其造價同國內其他的船只相比造價更低，性能更好。能耗降低約12%。這也說明了江海直達船具備了一系列的適用于內河與大海的優良性質。

3 建造江海直達船的重要意義

廣西水運經濟基本與國家經濟保持同步發展，集裝箱船專業化運輸發展加快，船舶結構進一步優化，船舶逐步朝大型化、專業化、標準化方向發展，江海直達船舶必然成為一個新的發展方向。隨著環境保護力度的加強，珠江三角洲很多的內河港口已向珠海高欄港轉移，大量的貨物在此過駁中轉到內地，內地也有大量貨物到高欄港過駁到海船通過海運北上，江海直達運輸船的發展迎來了一個很好的發展機遇。江海直達船除了能創造高效的經濟利益之外，對建設生態航運也具有重大意義，由于減少了過駁環節，既減少了貨物的損耗，也減少了由于過駁而產生的環境污染，為改善河運運輸環境提供了有力保障。珠江水系孕育了沿岸歷代居民，航運的發展更是為其帶來賴以生存的經濟效益，航道運輸是沿岸經濟發展的大動脈。將傳統的水上運輸方式用江海直達運輸替換，將大大提升航運的安全系數。

4 結語

通過對江海直達船船型以及性能方面的研究。不難看出，從江海直達船運輸過程的表現來看，江海直達運輸船船型與性能在不斷改善，通過對發現問題的分析與解決，江海直達船一定能適應各個階段所出現的問題，在珠江水系的運力結構中占據一席之地。