超巴拿馬大型汽車滾裝船開發設計

張文斌，張敏健

（上海船舶研究設計院，上海 201203）

0 引 言

汽車滾裝船是具有多層汽車甲板的用于大規模運送轎車、卡車的專用運輸船，配備跳板、坡道、坡道蓋和水/氣密門等滾裝通道供車輛自行裝卸。按載車量劃分主要有3類：3000車級以下的小型汽車滾裝船，4000車級至6000車級的中型汽車滾裝船和7000車級及以上的大型汽車滾裝船。現有汽車滾裝船船隊中的最大型為8000車級巴拿馬型。

在巴拿馬運河拓寬前，由于船寬32.26m的限制，汽車滾裝船航運公司為了達到經濟效益最大化而推出的8000車級巴拿馬型只能通過突破日本港口的船舶總長200m的限制，使其加長至227.9m[1]，然而完整穩性的先天不足使得該類船需額外裝載大量壓載水或固定壓載實現預定的載車能力。

近年來，隨著新巴拿馬運河的開通，突破了船寬32.26m的限制。由于船寬的增加，提高了穩性、減少了壓載水、使船舶的有效裝車能力大幅增加。因此，韓國、日本和挪威的主流航運公司陸續訂造了超巴拿馬型7000車級、8000車級大型汽車滾裝船[2]。2013年韓國現代Glovis接收了由現代三湖建造的全球首艘超巴拿馬型汽車滾裝船7300車“Glovis Spirit”。2014年日本郵船接收了由新來島造船有限公司建造的日本首艘超巴拿馬型汽車滾裝船7000車“Aries Leader”，船身被噴涂為綠色，以彰顯其環保旗艦船的地位[3]。

由此可見，巴拿馬運河的拓寬，市場的需求對開發超巴拿馬型汽車滾裝船具有有利因素。燃油價格的上漲、國際海事組織對環保要求的不斷提高，特別是海上環境保護委員會2014年第66次會議通過的決議對汽車滾裝船規定了折減系數和參考線值，對該類新建船型明確提出了EEDI的要求值，這些都將導致市場支持的經濟航速不斷降低。因此，超巴拿馬型汽車滾裝船的開發設計在使用功能、總體布置、線型設計和節能減排上呈現許多新特征。

1 開發設計

1.1 主要參數

根據市場調研的信息，在主要參數的6500車級巴拿馬型汽車滾裝船的基礎上，通過控制船舶總長在200m、在傳統的32.26m船寬上增加3～4m的措施來增加15%以上的載車輛，進行了服務航速降至16.5kn的7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船的開發設計，其主要參數見表2。

表1 6500車和7600車汽車滾裝船主要參數

1.2 總體布置

7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船采用單殼設計，雙層底內均布置壓載水艙， 4個燃油儲存艙分別布置在第1層甲板和第3層甲板之間的艏艉兩端，艏艉尖艙為空艙。設置了13層車輛甲板，其中“2”、“4”、“6”、“7”和“9”這5層為活動甲板，由于按折算后每臺RT43車的運費算，裝載高車、重車的利潤是常規車輛的2.5倍之多，干舷甲板上配備的最大裝車高度達7m，而6500車級巴拿馬型汽車滾裝船的最大高度僅為5.15m。車輛艙內設2排支柱，配備了2個1000kW的艏側推。圖1為其總布置。

7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船的這些新穎的總體布置使得其與 6500車級巴拿馬型汽車滾裝船相比，具有以下優點：

1) 更便捷的浮態調整，更低的總縱彎矩與剪力；

2) 增強了載貨量，提高了裝載高車、重車的能力；

3) 2排支柱的設置加強了結構的可靠性，減少了甲板間高；

4) 提高了港口的操縱性能。

圖1 7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船總布置

1.3 EEDI分析

與6500車級巴拿馬型汽車滾裝船的服務航速20kn相比，7600車超巴拿馬型服務航速 16.5kn，屬于低速汽車滾裝船，圖2為7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船模型試驗中的航速功率。

為減少二氧化碳排放量，國際海事組織制定了2013年1月1日生效的衡量船舶設計能效水平指標EEDI。在 2014年4月的海上環境保護委員會第66次會議上通過了汽車滾裝船要求的EEDI為(1-X/100)×參考線值，其中參考線值為a×b-c，參考線參數a,b,c按表2選取，折減系數X的值按照表3要求執行[4]。

表2 汽車滾裝船EEDI參考線參數

圖2 7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船模型試驗的航速功率

表3 汽車滾裝船各階段折減系數X

該船型總噸為70000t，則DWT/GT<0.3，經計算，EEDI得到值為15.590，EEDI要求值為17.675，EEDI得到值比要求值降低約12%，達到階段1，比要求15%折減的階段2還差3%（見圖3）。

圖3 7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船EEDI值

1.4 完整穩性和破艙穩性

由于船寬的原由，與6500車級巴拿馬型汽車滾裝船相比，7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船的完整穩性好，壓載水量占載重量的比例從31%降至22%，可實現少壓載水、多裝車量的滿載出港。如表4所示為7600車超巴拿馬型與6500車級巴拿馬型汽車滾裝船滿載出港時壓載水量和裝車量的比較。

表4 滿載出港時壓載水量和裝車量的比較

按照SOLAS 2009的要求，在7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船的設計中，在干舷甲板上方再設置第8層甲板為水密甲板以滿足破艙穩性。

1.5 防火安全

汽車滾裝船裝載的車輛一般都帶有部分燃料油，必須重視車輛艙的防火分隔。按照海上安全委員會MSC.338(91)[5]的要求，從2014年7月1日開始滾裝處所防火分隔的等級提高，在設計中將相關提高的等級都統一為A30以便于統一訂貨，這將使7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船增加300t的防火材料，空船重心提高約0.2m。

為有效地配置CO2容量，該船型分為4個水平分隔的氣密區域：甲板1～甲板5的A區、甲板5～甲板8的B區、甲板8～甲板11的C區和甲板11～甲板13的D區。由于氣密容積較大，將CO2室布置在第13甲板，內設2個低壓CO2儲藏罐。

1.6 通風噪聲

7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船氣密容積大，所需貨艙風機多達56臺，在第13甲板的幾乎都被通風設備占據。按照海上安全委員會MSC91會議上通過的2014年7月1日生效的船上噪聲水平規則[6]，大于10000GT的船舶，居住處所除了露天娛樂區域（外部娛樂區域）外，最大噪聲極限值需比1600GT至10000GT的船舶減少5dB。

與6500車級巴拿馬型汽車滾裝船的風機全布置在最上一層甲板不同，為減小居住處所的通風噪聲，7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船通過損失一定的車位的措施將第13層甲板居住處所旁的30臺風機下移至第12層甲板。

1.7 環保措施

汽車滾裝船由于所載運的車輛本身不包含有害物質，因此，7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船在開發中考慮的環保措施主要是為滿足2015年1月1日后硫排放控制區內硫含量0.10% m/m的要求，采用從第11層甲板以上的甲板安裝4.5m寬的廢氣清洗系統。

2 結 語

今后，隨著國際海事組織在安全和環保方面法規要求的愈加苛刻，如汽車滾裝船EEDI要求的phase2階段的2020年實施、氮氧化物Tier III排放的2021年實施和第二代完整穩性的即將出臺等，還將帶來7600車超巴拿馬大型汽車滾裝船配備了Tier III雙燃料低速機推進的滿足第二代完整穩性的開發設計。

[1] 張敏健. 中大型汽車滾裝船設計[J]. 上海造船，2010, (3): 22-26, 46.

[2] 楊佳寧. 2012年汽車運輸船市場回顧與展望[J]. 中國遠洋航務，2013, (2): 42-43.

[3] New Car Carrier Aries Leader Delivered[EB/OL]. www.nyk.com/english/release/3132/003318.html.

[4] IMO, MEPC.251(66). Amendments to MARPOL Annex VI and the NOXTechnical Code 2008 [S]. 2014.

[5] IMO, MSC.338(91). Adoption of Amendments to the International Convention for the Safety of Life at Sea, 1974, as Amended[S]. 2012.

[6] IMO, MSC.337(91). Adoption of the Code on Noise Levels on Board Ships [S]. 2012.