無牽引船舶氣囊下水

jimosea

  

船舶氣囊下水是中國獨創(chuàng)的一門工藝,無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動靈活、工程建設(shè)少，投資少、周期短等優(yōu)點，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，其中很重要的一個原因就是氣囊下水技術(shù)從起初的經(jīng)驗論到現(xiàn)在的科學(xué)論的轉(zhuǎn)變。未來該技術(shù)的發(fā)展也將取決于其理論體系的科學(xué)性和嚴謹性的完善程度。建立在科學(xué)計算基礎(chǔ)上的氣囊下水技術(shù)，根據(jù)下水過程船舶、氣囊受力以及運動速度的計算分析，能夠提前發(fā)現(xiàn)安全隱患，從而采取措施修正設(shè)計方案，以確保下水工程的安全和效率。通過數(shù)學(xué)模型的建立和計算機模擬計算，船舶下水各階段的運動狀態(tài)可以在一定范圍內(nèi)做到準確預(yù)測，能夠真正實現(xiàn)氣囊下水的安全性、可控性，從而推動該技術(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內(nèi)領(lǐng)先的下水氣囊以及船用護舷的生產(chǎn)企業(yè)，始終堅持以科技發(fā)展作為企業(yè)的核心競爭力。青島永泰下屬青島永安順是專業(yè)氣囊下水工程公司，是國內(nèi)外首家應(yīng)用科學(xué)計算和計算機模擬技術(shù)設(shè)計下水方案的技術(shù)型企業(yè)。通過與國內(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，并且通過在實際下水工程中的應(yīng)用，不斷修正和完善其理論模型。同時理論計算與實際經(jīng)驗的結(jié)合，推動了氣囊下水技術(shù)可控性、準確性的發(fā)展。2009年7月某船廠一艘18000DWT的散貨船在無地錨無卷揚機條件下，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、獨特性以及科學(xué)計算的重要性。

該船總長150米，型寬21.6米，型深11.6米，建造在坡比為1.5/100的船臺上。船尾距離船臺末端15米，下水水域為內(nèi)陸河，水深7-11米，河寬350米。由于該船臺無地錨、軌道等設(shè)施，無法采用常規(guī)下水方式，因此氣囊下水成為一個必要選擇。由于沒有止滑力，該船下水的主要困難有兩點：一是如何防止船舶在氣囊頂升時下滑，二是如何啟動船舶下水。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)該船的詳細資料，首先完成船舶的數(shù)學(xué)建模工作，并實地測量了當?shù)仫L(fēng)速，水流速度、船臺摩擦系數(shù)等重要數(shù)據(jù)。通過計算以及計算機模擬結(jié)果，青島永安順公司最終確定了周詳?shù)南滤桨福诤Ｊ戮终匍_的論證會上得到了大家的一致認可。

該方案一共使用34只1.5米直徑，18米長度的永泰下水氣囊，通過調(diào)整船首尾氣囊高度的不同來實現(xiàn)止滑和下水。由于船臺本身具有1.5/100的坡度，并且無法使用卷揚機，因此計算船的最大安全傾角是該方案的關(guān)鍵點。最大安全傾角是指船完全被氣囊頂升起時，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。在船準備下水時，如果船的傾角接近最大安全傾角，在船首的一個很小的推動力就可以啟動船的下滑，從而帶動氣囊的滾動，實現(xiàn)順利下水。這樣通過調(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)，該方案都做了詳細規(guī)定。

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

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