油輪寬體淺吃水的安全設計

寬體淺水尺油輪的安全設計大有發展空間。與集裝箱船、滾裝船，尤其客運輪渡不同的是，出于經濟，特別是安全考慮，沿海區域和內河淺水航道油輪的設計必須越精簡越好。

美國紐約南部地區向南延伸到特拉華灣，全長480公里的特拉華河與若干條運河相連接，形成紐約、費城、賓夕法尼亞、新澤西和特拉華等美國東北部地區重鎮之間相當繁忙的內河航運通道。該地區多的是煉油廠和化工廠，運輸原油、化工原料和液化氣船舶川流不息。特拉華河上的油輪大多是寬體，吃水淺，單船運力可觀，安全系數高。尤其令人關注的是，這些寬體、吃水淺、運量大的油輪大多配備獨立工作的兩臺船舶推進器，與類型相似的單螺旋槳油輪相比，雙螺旋槳、淺水尺寬體油輪的運營成本可以降低8％，同時又能提高船舶航行安全性能和單船貨運量。長期以來，傳統油輪船體寬度／設計水尺之比是2．5 ∶ 3．3，油輪通常裝備2沖程柴油發動機和單螺旋槳推進器，不少人以為如此單主機單螺旋槳寬體淺吃水油輪工作性能穩定可靠。但是，不少油輪市場專家認為，從航運安全角度來看，尤其是從發生油輪碰撞和擱淺等惡性事故和大量油料泄露造成的嚴重水面污染，傳統的單主機單螺旋槳油輪船體寬度／設計水尺之比設計的最大弊病就是安全系數不足，必須以創新精神確保其推進系統的充分冗余度。這里所講的充分冗余度或者超靜定性指的是油輪在遭遇超過8級頂風外加頂浪的情況下，以其50％的額定主機推進動力，繼續保持超過6節的航速。而單主機單螺旋槳的寬體、淺吃水油輪很難達到這一點。因此所謂油輪的充分冗余度或者超靜定性指的是油輪應該在設計的時候優先考慮到擁有相互獨立運營的左右兩間主機艙，兩臺主機各自驅動艉部左右側的兩臺推進器，船艉左右側各有1個舵。

普通寬體油輪的阻力遠遠超過標準型油輪，以300 000載重噸VLCC油輪為例，如果設計配備單主機單螺旋槳，其需要的推進器驅動力必須額外增加9％；如果寬體油輪是雙主機雙螺旋槳，額外增加的9％推進器驅動力立即可以得到補償。當然，雙螺旋槳、淺水尺寬體油輪的造價相對較高，雙螺旋槳油輪造價增加15％。但是雙主機動力推進系統的雙螺旋槳油輪尾流場類似于單主機單螺旋槳油輪。相比之下，雙主機動力推進系統的雙螺旋槳油輪船殼面積擴大5％。在相同耗油量的情況下，進一步提高油輪貨艙容量和油輪運營效益，雙螺旋槳淺水尺寬體油輪的規模經濟潛力卻令美國和歐洲眾多國家內河和沿海油輪公司青睞，至于其投資造價的追加部分很快可以獲得高得多的效益回報。目前，歐美國家的200 000載重噸液化天然氣寬體船舶幾乎全部采用雙低速主機和雙螺旋槳結構。

通常情況下，船舶螺旋槳葉片直徑越大，其產生的驅動力或者推進力就越強，當然安裝螺旋槳的空間也隨著其葉片直徑延長而擴大，單螺旋槳如此，雙螺旋槳更是如此。對于雙螺旋槳來講，其葉片直徑限度很大，因為并排在船艉的雙螺旋槳葉片不能超過船尾寬度，也不能靠得太近，否則其突出船尾部分或者相互緊靠部分在螺旋槳工作旋轉的時候，必然會產生危害干擾。按照習以為常的雙螺旋槳船舶的建造實踐，安裝在船尾右側的螺旋槳是順時針轉動，安裝在船尾左側的螺旋槳逆時針轉動，由此雙螺旋槳可以產生所謂最佳推力效應，降低噪聲和振動。

雙螺旋槳油輪的最大好處就是當一臺主機發生故障時不至于停航，更不會陷入困境，可以在另外一臺主機的推動下，一邊續航，一邊修理，大幅度提高其油輪安全航行性能，特別是油輪的淺吃水寬體船結構，在提高單船運量的前提下，在內河和沿海航行范圍更廣。