漁船裝設(shè)球艏利弊再認(rèn)識(shí)

龔進(jìn)交 鄭建麗 馬 牛

船舶設(shè)置球艏的主要目的，是為了降低船舶阻力。對(duì)于高速船型，球艏波系可與船體的波系形成有利的干擾，從而降低興波阻力；對(duì)于低速肥大船型，球艏可緩和艏部型線，改善艏部水流，減少艏底漩渦，從而降低形狀阻力。至于球艏可以增強(qiáng)航向穩(wěn)定性及減小縱搖等功能，只是附帶效益而已，其并非初始追求的目標(biāo)。

出于減阻節(jié)能的考慮，在運(yùn)輸船舶上已經(jīng)廣泛采用球艏，近期在漁船上也多有仿效，但這種仿效尚處在弊多利少的階段。所謂弊多利少，就是在很多漁船裝上球艏并不能節(jié)能，反而增加能耗并經(jīng)常發(fā)生球艏碰撞碼頭和碰撞船舶等事故。這不禁令人反思漁船安裝球艏的必要性，現(xiàn)從以下幾個(gè)方面重新進(jìn)行認(rèn)識(shí)。

漁船裝設(shè)球艏的決定因素

球艏能否降阻，主要取決于船型肥瘦的方形系數(shù)CB和船速快慢的傅汝德數(shù)Fn。對(duì)于兩者之間的關(guān)系，國(guó)外學(xué)者研究出著名的經(jīng)驗(yàn)公式有NPL公式：Fn≥0.506-0.417CB；MARIN公式：Fn≥0.658-0.595CB；HSVA公式：VK≥（3.54-3.0CB）；亞歷山大公式：CB≥1.08-1.68Fn。如果把它們換算成方形系數(shù)CB與傅汝德數(shù)Fn的對(duì)應(yīng)關(guān)系，應(yīng)如表1所列：

表1 各公式方形系數(shù)CB與傅汝德數(shù)Fn的關(guān)系

表2 不同CB、Fn、LPP對(duì)應(yīng)的航速VK（kn）

現(xiàn)行漁船安裝球艏的節(jié)能分析

近幾年來(lái)，隨著一批老舊漁船的更新改造，球艏在新造漁船上的應(yīng)用越來(lái)越普遍。以浙江省沿海為例，最近5年更新改造的主機(jī)功率147kW以上的漁船，基本上都安裝了球艏，將來(lái)可能會(huì)達(dá)到全面覆蓋。雖然漁船安裝球艏越來(lái)越普遍，但大多數(shù)的漁船都不可能取得節(jié)能的效果，究其原因，主要有三個(gè)方面：一是漁船的設(shè)計(jì)航速達(dá)不到安裝球艏的應(yīng)有航速；二是漁船的作業(yè)方式不宜安裝球艏；三是球艏的形狀與漁船的船型不配套。

漁船不屬于低速肥大（CB≥0.8）船型，設(shè)置球艏無(wú)益于降低形狀阻力。就航速而言，除去圍網(wǎng)船航速略高以外，一般漁船都不會(huì)超過(guò)12kn。以數(shù)量最多的船長(zhǎng)20m以下的小型漁船為例，其方形系數(shù)在0.55～0.65之間，航速多在7kn左右，對(duì)照表2可以看出，適合安裝球艏的船型數(shù)量有限，若全部安裝，可能連事倍功半的效果都難以取得。大型漁船方形系數(shù)多不超過(guò)0.70，航速一般為10kn～12kn，從表2看，適合裝設(shè)球艏的船型也非常有限，隨意的裝設(shè)不可能有好的效果。

從作業(yè)方式看，交通運(yùn)輸船多數(shù)時(shí)間都能在設(shè)計(jì)航速下連續(xù)營(yíng)運(yùn)，發(fā)揮球艏效益具有持續(xù)性，能夠取得明顯的節(jié)能效果。有些漁船的航速視作業(yè)工況需求而變化，時(shí)快時(shí)慢。球艏只有在設(shè)計(jì)航速（達(dá)到表2的相應(yīng)值）時(shí)才能發(fā)揮降阻效益，低于設(shè)計(jì)航速時(shí)反而會(huì)增阻耗能。以拖網(wǎng)船為例，其30%的時(shí)間自由航行，70%的時(shí)間保持在4kn以下進(jìn)行拖網(wǎng)作業(yè)。也就是說(shuō)，拖網(wǎng)漁船安裝球艏，30%的時(shí)間具有節(jié)能效果，70%的時(shí)間另行增加能耗，具體細(xì)賬不必再去詳算，單看節(jié)能、耗能的時(shí)間比例，就應(yīng)直接否定球艏在拖網(wǎng)漁船上的應(yīng)用。恰恰這最不適宜安裝球艏的拖網(wǎng)漁船，在我國(guó)漁船的數(shù)量中所占比例最大。類(lèi)似的還有金槍魚(yú)延繩釣船，也不適宜安裝球艏。

從球艏的形狀進(jìn)行分類(lèi)，計(jì)有撞角形、水滴形、梨形、圓筒形和SV形等多種球艏，不同形狀的球艏適合于不同的船型。實(shí)踐證明，球艏的設(shè)計(jì)帶有很大的經(jīng)驗(yàn)性，裝在一艘船上的優(yōu)良球艏，改裝在不同船型的另一艘船上，并不一定有降阻的性能。具體球艏的設(shè)計(jì)，只有通過(guò)船模試驗(yàn)才能確定其降阻效果的優(yōu)劣。用船模試驗(yàn)去校正漁船球艏的形狀及尺度，若非科研項(xiàng)目，通常的設(shè)計(jì)是不可能做到的。而一般的設(shè)計(jì)或拷貝，很難取得節(jié)能的效益。

圖1 “浙普漁68985”撞壞的球艏

球艏在漁船碰撞事故中產(chǎn)生的影響

漁業(yè)是個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)業(yè)，海上環(huán)境復(fù)雜，不安全因素較多，加上船員的素質(zhì)相對(duì)偏低，各類(lèi)碰撞事故時(shí)有發(fā)生，而安裝球艏的船，往往會(huì)在撞船或撞碼頭等事故中造成更大的損失。

例如，2014年9月27日凌晨，裝載了228個(gè)集裝箱船從福建開(kāi)往上海的“XX69”輪與由東往西開(kāi)的“浙普漁68985”漁船在舟山海域交叉相遇發(fā)生碰撞，致使“XX69”輪右舷貨艙進(jìn)水，最終導(dǎo)致該輪沉沒(méi)，該起事故的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1億左右。圖1為“浙普漁68985”撞壞的球艏。

又如，今年4月3日，“浙×漁01369”號(hào)與“浙×漁運(yùn)08226”號(hào)在舟山朱家尖外海發(fā)生了碰撞事故，致使“浙×漁01369”號(hào)船進(jìn)水沉沒(méi)。事故直接原因是“浙×漁運(yùn)08226”號(hào)球艏沖撞到“浙×漁01369”號(hào)左舷，致“浙×漁01369”號(hào)左舷水線下外板破洞大量進(jìn)水繼而沉沒(méi)。

由于各種因素導(dǎo)致我國(guó)漁場(chǎng)作業(yè)海區(qū)越來(lái)越小，漁船生產(chǎn)密度增大，安裝了球艏的漁船轉(zhuǎn)向遲緩，回轉(zhuǎn)半徑加大，特別容易發(fā)生碰撞事故。球艏在碰撞事故中破壞力極強(qiáng)，可以直接撞進(jìn)對(duì)方的船體之中（見(jiàn)圖2）。根據(jù)浙江省漁業(yè)互保協(xié)會(huì)舟山服務(wù)中心的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年有5起為漁船之間碰撞后導(dǎo)致一方沉沒(méi)的全損理賠案件，事故直接原因全為球艏撞入他船造成破艙進(jìn)水繼而沉沒(méi)。

另外，漁船進(jìn)出港口和停靠碼頭的次數(shù)頻繁，由于船員駕駛技術(shù)所限，致使觸碰碼頭的事件頻發(fā)（見(jiàn)圖3）。根據(jù)浙江省漁業(yè)互保協(xié)會(huì)舟山服務(wù)中心的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年共計(jì)發(fā)生因漁船觸碰浮碼頭致浮碼頭受損事故高達(dá)8起，其中浮碼頭進(jìn)水后沉沒(méi)事故2起，直接經(jīng)濟(jì)損失300余萬(wàn)元，其基本原因都是球艏觸碰所造成的。

圖2 被球艏撞壞的漁船

圖3 被球艏撞壞的碼頭

應(yīng)對(duì)漁船球艏泛濫的措施

既然在漁船上裝設(shè)球艏多數(shù)是弊多利少，為什么還會(huì)如此泛濫呢？這主要是船東的強(qiáng)烈要求所致，認(rèn)為球艏好看、威武、有利于海上碰撞，這實(shí)際上是一種不健康的意識(shí)在作怪。如何應(yīng)對(duì)漁船球艏泛濫的現(xiàn)狀，建議采取以下措施：

1、加強(qiáng)宣傳。讓船東明了裝設(shè)球艏有益必須滿(mǎn)足的船舶條件，明了并非所有的球艏都有節(jié)能的效果，明了所有球艏都有潛在的危險(xiǎn)性，一旦造成事故將產(chǎn)生巨額的費(fèi)用，要慎重采用。

2、提高漁民安全生產(chǎn)意識(shí)。對(duì)已經(jīng)安裝球艏的漁船，要進(jìn)一步落實(shí)值班瞭望制度，特別在能見(jiàn)度不良的情況下，要正確使用船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng) (AIS)以及雷達(dá)等航海儀器，以避免碰撞事故的發(fā)生。

3、更新并提高漁船駕駛?cè)藛T的技能。加強(qiáng)船舶駕駛?cè)藛T的技術(shù)培訓(xùn)，尤其是剛剛從普通漁船更新改造為球艏漁船的駕駛?cè)藛T，更應(yīng)學(xué)習(xí)新的駕駛技能，不能使用老的一套去靠泊或避讓。同時(shí)還要掌握發(fā)生碰撞事故后應(yīng)積極采取的有效措施：

1） 漁 船 發(fā)生碰撞事故后應(yīng)立即停車(chē)，認(rèn)真檢查船舶碰損情況，并及時(shí)發(fā)出求救警報(bào)，在保證安全的情況下組織船員進(jìn)行有效的施救。

2）當(dāng)球艏撞入他船船體時(shí)，不能盲目倒車(chē)，以防他船瞬間加大進(jìn)水量，應(yīng)待他船做好關(guān)閉連通其他艙室的管路閥門(mén)和堵漏準(zhǔn)備工作就緒后，方可退出。

3）當(dāng)被撞船破損進(jìn)水時(shí)，應(yīng)盡力采取堵漏措施，同時(shí)利用各種水泵及他船水泵迅速排水，經(jīng)搶救后還能自浮者，應(yīng)護(hù)航其即刻返港。

綜上所述，就大多數(shù)漁船而言，安裝球艏不僅不會(huì)節(jié)能反而要能耗，在徒增造價(jià)的同時(shí)又留有一定的安全隱患。故有關(guān)部門(mén)及設(shè)計(jì)單位，應(yīng)該做好相應(yīng)的宣傳工作，不能盲目地滿(mǎn)足船東的要求。對(duì)于經(jīng)過(guò)論證而不可能產(chǎn)生節(jié)能效益的球艏，設(shè)計(jì)單位應(yīng)本著節(jié)約社會(huì)資源人人有責(zé)的態(tài)度予以拒絕；相關(guān)部門(mén)也應(yīng)采取適當(dāng)?shù)呐e措，禁止或制裁無(wú)益球艏的安裝，如對(duì)拖網(wǎng)、延繩釣類(lèi)作業(yè)漁船的球艏安裝。對(duì)于已經(jīng)安裝球艏的漁船，則應(yīng)加強(qiáng)對(duì)駕駛?cè)藛T的培訓(xùn)工作，以減少災(zāi)害事故的發(fā)生。