無(wú)牽引船舶氣囊下水

jimosea

  

船舶氣囊下水是中國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一門工藝,無(wú)需特定的滑道和額外固定設(shè)備，因此與傳統(tǒng)的下水方式相比具有機(jī)動(dòng)靈活、工程建設(shè)少，投資少、周期短等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于新建船廠以及老船廠提高產(chǎn)能的應(yīng)用。隨著船用氣囊制造技術(shù)的提高以及下水工藝的逐步完善，氣囊下水技術(shù)的安全性和科學(xué)性取得了很大的進(jìn)步?？v觀氣囊下水技術(shù)的發(fā)展歷史，近幾年的發(fā)展尤其迅猛，其中很重要的一個(gè)原因就是氣囊下水技術(shù)從起初的經(jīng)驗(yàn)論到現(xiàn)在的科學(xué)論的轉(zhuǎn)變。未來(lái)該技術(shù)的發(fā)展也將取決于其理論體系的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性的完善程度。建立在科學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)上的氣囊下水技術(shù)，根據(jù)下水過(guò)程船舶、氣囊受力以及運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算分析，能夠提前發(fā)現(xiàn)安全隱患，從而采取措施修正設(shè)計(jì)方案，以確保下水工程的安全和效率。通過(guò)數(shù)學(xué)模型的建立和計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，船舶下水各階段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以在一定范圍內(nèi)做到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，能夠真正實(shí)現(xiàn)氣囊下水的安全性、可控性，從而推動(dòng)該技術(shù)在更多領(lǐng)域向更高層次的發(fā)展。

青島永泰船舶用品有限公司是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的下水氣囊以及船用護(hù)舷的生產(chǎn)企業(yè)，始終堅(jiān)持以科技發(fā)展作為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。青島永泰下屬青島永安順是專業(yè)氣囊下水工程公司，是國(guó)內(nèi)外首家應(yīng)用科學(xué)計(jì)算和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)設(shè)計(jì)下水方案的技術(shù)型企業(yè)。通過(guò)與國(guó)內(nèi)一流大學(xué)的合作，青島永泰建立了較完善的氣囊下水理論體系，并且通過(guò)在實(shí)際下水工程中的應(yīng)用，不斷修正和完善其理論模型。同時(shí)理論計(jì)算與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合，推動(dòng)了氣囊下水技術(shù)可控性、準(zhǔn)確性的發(fā)展。2009年7月某船廠一艘18000DWT的散貨船在無(wú)地錨無(wú)卷?yè)P(yáng)機(jī)條件下，成功應(yīng)用氣囊下水的案例充分展示了氣囊下水技術(shù)的靈活性、獨(dú)特性以及科學(xué)計(jì)算的重要性。

該船總長(zhǎng)150米，型寬21.6米，型深11.6米，建造在坡比為1.5/100的船臺(tái)上。船尾距離船臺(tái)末端15米，下水水域?yàn)閮?nèi)陸河，水深7-11米，河寬350米。由于該船臺(tái)無(wú)地錨、軌道等設(shè)施，無(wú)法采用常規(guī)下水方式，因此氣囊下水成為一個(gè)必要選擇。由于沒有止滑力，該船下水的主要困難有兩點(diǎn)：一是如何防止船舶在氣囊頂升時(shí)下滑，二是如何啟動(dòng)船舶下水。承包該下水工程的青島永安順工程公司在船廠的大力協(xié)助下，根據(jù)該船的詳細(xì)資料，首先完成船舶的數(shù)學(xué)建模工作，并實(shí)地測(cè)量了當(dāng)?shù)仫L(fēng)速，水流速度、船臺(tái)摩擦系數(shù)等重要數(shù)據(jù)。通過(guò)計(jì)算以及計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，青島永安順公司最終確定了周詳?shù)南滤桨?，在海事局召開的論證會(huì)上得到了大家的一致認(rèn)可。

該方案一共使用34只1.5米直徑，18米長(zhǎng)度的永泰下水氣囊，通過(guò)調(diào)整船首尾氣囊高度的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)止滑和下水。由于船臺(tái)本身具有1.5/100的坡度，并且無(wú)法使用卷?yè)P(yáng)機(jī)，因此計(jì)算船的最大安全傾角是該方案的關(guān)鍵點(diǎn)。最大安全傾角是指船完全被氣囊頂升起時(shí)，船沿斜坡方向的最大下滑分力與船和氣囊之間的摩擦力相等時(shí)的臨界傾角。在氣囊舉升階段只要保證船的傾角小于最大安全傾角，就可以避免船的滑動(dòng)。在船準(zhǔn)備下水時(shí)，如果船的傾角接近最大安全傾角，在船首的一個(gè)很小的推動(dòng)力就可以啟動(dòng)船的下滑，從而帶動(dòng)氣囊的滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)順利下水。這樣通過(guò)調(diào)整氣囊的內(nèi)壓精確控制船的傾角就可以解決該下水工程的兩個(gè)主要困難。另外與常規(guī)船舶氣囊下水工程相同的其他問題，例如下水水位、下水距離等參數(shù)，該方案都做了詳細(xì)規(guī)定。

2009年7月14日，該方案順利實(shí)施。經(jīng)過(guò)10個(gè)小時(shí)的準(zhǔn)備工作，氣囊舉升起整條船，并在等待水位上漲時(shí)，調(diào)整船的傾角為最大傾角的85%。當(dāng)水位到達(dá)預(yù)定深度80%時(shí)，重新調(diào)整船傾角為最大傾角的95%。在船首處一臺(tái)挖掘機(jī)的挖斗用廢舊輪胎包裹好，當(dāng)水位達(dá)到下水深度時(shí)，挖掘機(jī)的挖斗在鼻艏處施加一個(gè)斜向上的前推力。在挖掘機(jī)第二次推動(dòng)下，船的傾角超過(guò)最大傾角，開始緩緩移動(dòng)，并帶動(dòng)氣囊向前滾動(dòng)，最終平緩入水。

氣囊下水技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展完善已經(jīng)逐漸成為一項(xiàng)必不可缺的下水方式。對(duì)于某些特定條件下的下水，例如滑道不完善，工期緊等因素，氣囊下水是最簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的選擇。