油輪寬體淺吃水的安全設(shè)計

寬體淺水尺油輪的安全設(shè)計大有發(fā)展空間。與集裝箱船、滾裝船，尤其客運輪渡不同的是，出于經(jīng)濟，特別是安全考慮，沿海區(qū)域和內(nèi)河淺水航道油輪的設(shè)計必須越精簡越好。

美國紐約南部地區(qū)向南延伸到特拉華灣，全長480公里的特拉華河與若干條運河相連接，形成紐約、費城、賓夕法尼亞、新澤西和特拉華等美國東北部地區(qū)重鎮(zhèn)之間相當(dāng)繁忙的內(nèi)河航運通道。該地區(qū)多的是煉油廠和化工廠，運輸原油、化工原料和液化氣船舶川流不息。特拉華河上的油輪大多是寬體，吃水淺，單船運力可觀，安全系數(shù)高。尤其令人關(guān)注的是，這些寬體、吃水淺、運量大的油輪大多配備獨立工作的兩臺船舶推進器，與類型相似的單螺旋槳油輪相比，雙螺旋槳、淺水尺寬體油輪的運營成本可以降低8％，同時又能提高船舶航行安全性能和單船貨運量。長期以來，傳統(tǒng)油輪船體寬度／設(shè)計水尺之比是2．5 ∶ 3．3，油輪通常裝備2沖程柴油發(fā)動機和單螺旋槳推進器，不少人以為如此單主機單螺旋槳寬體淺吃水油輪工作性能穩(wěn)定可靠。但是，不少油輪市場專家認(rèn)為，從航運安全角度來看，尤其是從發(fā)生油輪碰撞和擱淺等惡性事故和大量油料泄露造成的嚴(yán)重水面污染，傳統(tǒng)的單主機單螺旋槳油輪船體寬度／設(shè)計水尺之比設(shè)計的最大弊病就是安全系數(shù)不足，必須以創(chuàng)新精神確保其推進系統(tǒng)的充分冗余度。這里所講的充分冗余度或者超靜定性指的是油輪在遭遇超過8級頂風(fēng)外加頂浪的情況下，以其50％的額定主機推進動力，繼續(xù)保持超過6節(jié)的航速。而單主機單螺旋槳的寬體、淺吃水油輪很難達到這一點。因此所謂油輪的充分冗余度或者超靜定性指的是油輪應(yīng)該在設(shè)計的時候優(yōu)先考慮到擁有相互獨立運營的左右兩間主機艙，兩臺主機各自驅(qū)動艉部左右側(cè)的兩臺推進器，船艉左右側(cè)各有1個舵。

普通寬體油輪的阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)型油輪，以300 000載重噸VLCC油輪為例，如果設(shè)計配備單主機單螺旋槳，其需要的推進器驅(qū)動力必須額外增加9％；如果寬體油輪是雙主機雙螺旋槳，額外增加的9％推進器驅(qū)動力立即可以得到補償。當(dāng)然，雙螺旋槳、淺水尺寬體油輪的造價相對較高，雙螺旋槳油輪造價增加15％。但是雙主機動力推進系統(tǒng)的雙螺旋槳油輪尾流場類似于單主機單螺旋槳油輪。相比之下，雙主機動力推進系統(tǒng)的雙螺旋槳油輪船殼面積擴大5％。在相同耗油量的情況下，進一步提高油輪貨艙容量和油輪運營效益，雙螺旋槳淺水尺寬體油輪的規(guī)模經(jīng)濟潛力卻令美國和歐洲眾多國家內(nèi)河和沿海油輪公司青睞，至于其投資造價的追加部分很快可以獲得高得多的效益回報。目前，歐美國家的200 000載重噸液化天然氣寬體船舶幾乎全部采用雙低速主機和雙螺旋槳結(jié)構(gòu)。

通常情況下，船舶螺旋槳葉片直徑越大，其產(chǎn)生的驅(qū)動力或者推進力就越強，當(dāng)然安裝螺旋槳的空間也隨著其葉片直徑延長而擴大，單螺旋槳如此，雙螺旋槳更是如此。對于雙螺旋槳來講，其葉片直徑限度很大，因為并排在船艉的雙螺旋槳葉片不能超過船尾寬度，也不能靠得太近，否則其突出船尾部分或者相互緊靠部分在螺旋槳工作旋轉(zhuǎn)的時候，必然會產(chǎn)生危害干擾。按照習(xí)以為常的雙螺旋槳船舶的建造實踐，安裝在船尾右側(cè)的螺旋槳是順時針轉(zhuǎn)動，安裝在船尾左側(cè)的螺旋槳逆時針轉(zhuǎn)動，由此雙螺旋槳可以產(chǎn)生所謂最佳推力效應(yīng)，降低噪聲和振動。

雙螺旋槳油輪的最大好處就是當(dāng)一臺主機發(fā)生故障時不至于停航，更不會陷入困境，可以在另外一臺主機的推動下，一邊續(xù)航，一邊修理，大幅度提高其油輪安全航行性能，特別是油輪的淺吃水寬體船結(jié)構(gòu)，在提高單船運量的前提下，在內(nèi)河和沿海航行范圍更廣。