6.8m混合高速執法用艇的研制

黃國金

摘 要：6.8m混合高速執法用艇是一種新型艇體為鋼質、舾裝為玻璃鋼、船長為6.8m的混合高速艇，專為執法用艇的需要研制而成。本文對該艇的設計、研制進行了分析研討。

關鍵詞：新型快艇 設計 研制

設計背景及目前狀況

1、設計背景

本設計依托江西省港航管理局為了加大對鄱陽湖水域采砂區現場水上安全監督和稽查征費的需要，原采用的玻璃鋼快艇，最大的缺點：強度差、碰撞性能弱而導致使用壽命短、安全性能差及執法成本過高等不足。為了保護執法人員身體健康和安全及降低執法成本，省局領導十分重視。指示盡快地設計開發、研制出一種實用新型的艇體為鋼質、舾裝為玻璃鋼、船長為6.8m的混合高速艇作為執法用艇。

2、目前狀況

如果采用玻璃鋼快艇作為執法用艇，因艇體破裂而報廢的現象頻繁（每年省局必須更換幾十艘）。另外由于艇體質量輕，在行駛過程中振動很大，對執法人員的身體有較大的影響。穩性、抗沉性能較差存在一定的安全隱患。

設計中的問題分析及解決辦法

1、總體設計

為了滿足抗沉性能要求，總體設計、計算，各項嚴格按照《內河高速船入級及建造規范》2002版的要求和2004年的《修改通報》進行并滿足《法規》的各項要求。所以我們將該艇設計為：總長：6.8m，型寬：2.15m，型深：1.0m。設計水線長為：5.954m，吃水：0.425m，排水量：1.95噸，定員：6人。航區A級。方形系數0.405。助距：0.5m。總站號為13#，自0#～2#為艉部密封艙，0#艉封板后仰300mm。其中1#～2#中間為電瓶艙和油箱艙。2#～9#底部為舯部密封艙。9#～13#為艏部密封艙。密封艙的總排水量，大于該船自重的2倍，故抗沉性能安全可靠。玻璃鋼棚位于3？# ～9#。坐椅位于：4？#、6#、7？#分2側對稱布置。9#甲板型寬為2.017m。

2、設計航速

按執法用艇的需要航速必須大于35公里/時。航速的快、慢與船體的主尺度、型線的設計、方形系數的大小（在滿足穩性的前提下，方形系數越小越好）、主機功率匹配非常重要。對于線型的設計，適當采取了一些反變形方式。

其優點：①工作人員使用面積大，上下船安全。②破浪性能好，抗風能力大。③穩性、抗沉性、抗傾覆性能好。

3、強度設計

為了延長使用壽命我們將該船船體設計為鋼質，舾裝為玻璃鋼，故船體材料：全船采用CCS船用板，厚度：2.5mm。甲板采用花紋鋼板，防滑安全性能好。護舷材：采用 橡膠條即可。

4、航向穩定性能和高速時傾斜性能設計

對于航向穩定性能和高速時傾斜性能的要求。我們采取了：①在艉中區域設置1塊“中心分水板”，有效解決了航向穩定性的問題。（分水板的尺寸：長1000mm×寬100mm）第②在艉部底板折角處分別設置了1塊“壓水調節板”解決了高速航行時的傾斜問題。（壓水調節板尺寸：480×200×2塊）

5、機電及其它設計

輪機部：采用水星90馬力（軸動率），舷外掛機1臺。轉向器采用液壓式。滿足規范要求。

電氣：全船采用12V低壓電路控制。航行燈具嚴格按照高速艇的規范要求進行布置。裝有執法警燈一盞。直流艙底水泵1個。

救生設備和系泊設備按規范要求進行配齊。

制造過程

6.8m混合高速艇的研制任務重大，對此非常重視。立即組織了精干的技術人員和技術工人積極參加。在研制過程中，我們首先成立了項目領導小組。有精干的專職人員指揮研制工作，并編排了一個比較科學的生產工藝流程，嚴格執行三級檢制度。

在放樣和肋位模型的工藝中，為了達到該艇進行批量生產的準確性，特購置了一批優質纖維板進行放樣。并將每個肋位按1：1的比例進行制作模型，確保了批量生產精確度。對于胎架的制作，利用一根300mm的工字鋼，作為胎架中龍筋。利用2根200mm的槽鋼進行壓架的工藝。有效地防止了因船小變形大的問題出現。在船體的焊接過程中，采用了CO2氣體保護焊。使船體的外板變形控制在最小。對于部分的小變形，采用水火校調的方式進行。保證了該艇的線型光順，對于所有外板焊縫，全部采取機械打磨，減少了航行阻力，使其航行速度達到最佳。對于該艇焊縫檢查，我們采用油密試驗和氣密試驗相結合的方式，確保了該艇的所有密封艙都能滿足密封性能。該艇有可靠的安全性能。對于玻璃鋼棚的制作，為了使尺寸統一性，線形光順。專程制作了玻璃鋼棚的內外模，確保玻璃鋼棚的質量。對于電器的導線和操縱管線的安裝，我們全部采取在裝飾板內走線方式，確保了裝飾的美觀。如航行燈線路全部預制在玻璃鋼棚內。對于主機安裝，為了確保精度，委托生產廠家負責安裝調試，保證了安裝質量。

檢驗流程

6.8m混合高速艇設計圖紙全面、合理。完全滿足《內河高速船入級與建造規范》和《鋼質內河船舶入級與建造規范》及《內河船舶法定檢驗技術規則》，本設計對于關鍵部位留有一定的富裕量。設計圖紙經2005年3月28日批準，批準號：2005—02號。

1、該艇的設計檢驗

線型為折角流線型：設計線型比較光順，首部甲板面積較大（便于工作人員操作）。水下尖型，具有一定的反變型，破浪性能較好。方型系數較小，航行速度比較理想。艉中區域設置一塊“中心分水板”和艉部底板折角處分別設置一塊“壓水調節板”，設置新穎、合理、恰當，有效地解決了高速時的航向穩定和傾側的問題。

主船體分為4個區域：艉～1#為尾浮力艙、1#～2#為主油箱及電瓶艙，兩舷為浮力艙、2#～9#為乘員艙，底艙采用密封結構增加了抗沉性能、9#～艏為首浮力艙。

主甲板采用防滑花紋鋼板，并配有安全扶手。結構設計比較合理，滿足了結構強度計算的要求。endprint

主機選型比較先進，功率配備比較合理。救生、消防設備、系泊設備、通訊設備、航行信號設備均按規范要求配齊。

2、該艇的建造檢驗

型線的放樣，放樣師認真工作，放樣準確度較高。線條控制得比較好，線型較為光順，肋骨樣板做得較好，變形量較小。

該艇所用的材料比較規范，船體外板及部分結構材料均采用CCS船板。胎架制作強度較強，基線模型較為準確，整體尺寸控制得比較好。外板排列比較規范，沒有發現夾角縫，外板連接比較平整。骨架及外板焊接采用的是CO2氣體保護焊，焊縫質量較好。

船體密性試驗采用的是煤油試漏與氣壓試驗相結合的方式。舾裝及水尺和載重線的勘繪完全符合設計圖紙與“規范”的要求，主機安裝及電氣設備的安裝比較到位。

傾斜試驗：實船與計算中的數據比較接近，排水量：空船與設計數據差為0.414%，小于±2%；初穩性的高度：實船與設計數誤差為0.554%，小于±5%之內；重心高度：實船與設計數誤差為-0.498%，小于±5%，符合《內河船舶法定檢驗技術規則》第6篇穩性§1.1.2.3要求。

艇體不沉性試驗及抗傾覆試驗。根據中國船級社《內河高速船入級與建造規范》（2002）§12.7.6.2中的要求對該艇進行試驗均合格。

系泊與航行試驗：其試驗按照系泊與航行試驗大綱進行，各項性能指標均良好。

A：航速“順水：46km/h，逆水：43km/h，平均航速44.5km/h，大于設計要求航速35km/h。

B：操舵試驗：良好。

C：航向穩定性

主機轉速為5500r/min時，航行時間2min，操舵次數2次，偏航角度0.2度，最大操舵角度0.5度、良好。

D：回轉性能良好。

E：慣性試驗均合格。

所有實驗滿足設計和《規范》要求。

結語

該項目已成功列入江西省交通廳2005年科技項目計劃并成功通過專家鑒定。填補了國內空白，深受省廳領導和省廳專家組和省局領導的好評。獲得了2項國家專利（國家專利號：ZL20092014155.8和ZL200930211621.4）當年累計生產了90余艘，創造產值1241萬元，實現利潤182.5萬元，稅收210.97萬元，有效的解決了省局對執法快艇的需要。

參考文獻：

[1] 中國船級社《內河高速船入級與建造規范》（2002）版和2004年《修改通報》

[2] 中國船級社《鋼質內河船舶入級與建造規范》（2002）版

[3] 中國船級社《內河船舶法定檢驗技術規則》（2004）版

（作者單位：江西省航道工程局）endprint