雙槳雙舵船舶建造技術研究

陸國強 賀迎賓 曲道龍

摘要：隨著運輸船舶日趨大型化、高速化，大型雙槳雙舵船舶的應用越來越廣泛。本文分析了雙槳雙舵船舶的特點，提出了適合國內建造大型雙槳雙舵船舶的大型總段劃分法及相關建造方案，對雙槳雙舵船舶尾形設計、艉軸管安裝精度控制、雙面肋板拉入法和殼舾涂一體化等多個方面進行了研究，從而為我國大型雙槳雙舵船舶的建造提供一些可行性思路。

關鍵詞：雙槳雙舵;建造技術;大型總段造船法

前言

隨著航運業的發展，過去主要用于軍用艦船的雙槳雙舵船舶得到越來越廣泛的應用，特別是在超大型集裝箱船中開始大量使用。超大型船舶配備雙槳雙舵，可以使其具有更加靈活自主的操縱性能，并可實現安全、高效和節能等目標。在對船舶經濟性和安全性要求不斷提高的現代社會，雙槳雙舵船舶的應用領域將會不斷擴大。因此，對雙槳雙舵船舶建造技術的研究，將具有重要的理論和工程意義。

1.雙槳雙舵船舶特點

雙槳雙舵船舶一般采用雙軸系，對稱布置在船體中縱剖面的兩側，相對船體基線略有傾斜，從而保證螺旋槳能夠充分沒入水中。雙軸可以使用兩套相互獨立的推進系統，分別擁有供油單元及冷卻系統等，正常工作時兩套推進系統一起工作，兩邊的舵為聯動工作。鑒于船體結構的限制，螺旋槳到尾軸管的距離一般較遠，即尾軸較長，因此在建造的時候，需要在船體的外部安裝人字架來支撐懸伸在船外的尾軸;另外，為了拆裝方便還需將尾軸分成兩段來制造，中間使用聯軸器進行連接。

雙槳雙舵使得船舶具有高速、機動性好和可靠性高的特點。其在一套推進系統無法正常工作的情況下，仍然可以只用一側的螺旋槳驅動船舶前進，然后使用舵角進行航向的修正;也可通過PTI模式來保證在單主機工作情況下的雙槳推進，即正常運轉的一側軸帶動發電機為另一側軸發供電。另外，根據船舶航行狀況的不同，可以在高速域使用雙槳同速推進，雙舵聯動控制;而在低速域則使用雙槳錯車及雙舵單獨控制的方法操縱船舶。

2.總段劃分及建造方案

2.1大型總段劃分

由于采用常規大分段建造法時，一艘大型船舶的分段數量往往超過100個，為了減少總段數目，現在國外船廠已經采用巨型總段造船法。例如一艘阿芙拉型油船使用巨型總段造船法，可以使分段數量減少為11個，但吊進船塢大合攏的分段重量將加大2000～3000噸，這就需要起吊能力3000噸以上的浮吊來完成。但國內的大型浮吊數量稀少，所以適合采用總段重量在2000噸以下的大型總段技術，即船體分段制造完成后先合并為小總段，再合并為大總段并進行分段預舾裝，最后在船塢進行大總段合攏[1]。

2.2大型總段平移方案

限于浮吊的吊臂長度，搭載完成后的大型總段必須平移一段距離才能滿足浮吊的吊運需要，因此需要一套安全、簡便和資金投入少的平移方案。而平移方案的關鍵在于承載介質和驅動工具的選擇。由于使用鋼珠作為介質時，其質量問題可能導致鋼珠碎裂的現象，而碎裂的鋼珠會產生不小的麻煩，因此采用高分子尼龍滑塊作為承載介質，其平移屬于滑動摩擦，實際摩擦系數為0.0516左右，與鋼珠摩擦系數相近。但使用尼龍滑塊的軌道表面需要鋪設一層不銹鋼玻璃鏡面，并且需要在不銹鋼表面涂抹潤滑劑。由于油泵操作控制簡單且運行穩定，因此選用油泵作為驅動工具，方向控制通過導軌來實現。

2.3吊裝方案

浮吊可以選用2500噸級浮吊，把浮吊的把桿幅度設在60°。吊索采用鋼絲繩，左右兩側各八根纜索，前后各兩根纜索進行固定，全部按10噸拉力配置。總段底座撐柱采用木楔打緊。

2.4合攏方案

在大型總段合攏前，使用全站儀勘劃出大合攏三向基準線，并設置總段合攏墩木、支架以及頂升移動裝置等。使用2500噸浮吊采用尾吊方式將大型總段吊進塢內，并且基本放置到位;然后利用頂升移動裝置進行總段的頂升和移動的微調操作，使之符合公差要求;最后裝焊好定位馬板及定位焊后，松卸浮吊吊鉤，開始按照焊接工藝要求進行焊接。

3.?船舶建造技術

3.1尾形設計

雙槳雙舵船舶如果使用普通尾部形狀，由于螺旋槳是布置在船舯的左右兩側，槳盤處的伴流分數較低，造成船身推進效率較低，因此船尾設計應改為類似于兩個單槳船尾的雙尾鰭形狀，就可以顯著的減少阻力[2]。由于尾部伴流在多數情況下為內旋，所以再配合螺旋槳外旋，就可進一步提高推進效率。

3.2艉軸管安裝精度控制

雙槳雙舵船舶艉軸管是由前后軸殼以及中間接管三部分構成，需要先將前軸殼和中間接管在平臺上進行水平對接，將其裝焊完成后再與后軸殼在平臺上進行垂直對接，最后將艉軸管吊上分段組裝。為了確保其安裝精度，關鍵是在組裝全過程中，實時用激光經緯儀進行跟蹤檢測進行定位，隨時糾正可能出現的精度偏差，從而確保艉軸管的安裝精度。

3.3雙面肋板拉入法

目前船舶制造常用的肋板安裝方法主要是肋板插入法和單面肋板拉入法，這兩種方法的缺點是需要大量的補板，造成大量鋼材的浪費。因此采用雙面肋板拉入法，既可以節約大量鋼材和焊材，又可以縮短分段建造周期，其工藝流程是，先在內殼板上裝焊縱骨，自縱骨的端頭拉入第一面肋板并焊接組成內殼部件，然后在胎架上固定外板部件，翻轉內殼部件，對齊肋板上貫通孔與外板部件的縱端頭，拉入第二面肋板，最后焊接內殼部件和外板部件成為完整船體分段[3]。

3.4殼舾涂一體化

根據船舶的結構與布置特點，把整個船體劃分為幾大區域，并盡可能實現零件模塊化，將其分包給專業化生產工廠制造，再從提高設計質量和先行舾涂裝完成量著手，來大幅減少塢內或碼頭舾涂裝所占時間，從而縮短船舶的整個建造周期。總體來說，殼舾涂一體化是以“船體為基礎、舾裝為中心、涂裝為重點”的一種管理思想，即將殼、舾、涂三大作業實現空間分道、時間有序的一種生產狀態。

4.結束語

通過應用以上建造技術，將大大縮短大型雙槳雙舵船舶的建造周期，但大型雙槳雙舵船舶的建造對于我國船舶制造企業來說，仍然有許多建造技術問題有待解決和提高，本文只是從幾個技術點去研究其建造技術，希望能起到拋磚引玉的作用，為我國大型雙槳雙舵船舶建造技術的發展貢獻一份力量。

參考文獻：

[1]胡小林.?大型總段建造技術研究（碩士學位論文）.?哈爾濱：哈爾濱工程大學，2012.

[2]初冠南，孫清潔.?現代船舶建造技術.?北京：北京大學出版社，2014.

[3]劉恩旭.?現代造船模式下大型船舶建造工法研究（碩士學位論文）.?哈爾濱：哈爾濱工程大學，2011.