大型船舶現(xiàn)場建造期間的重量重心控制

王凱歌，周　晶，尹東亮

（1.海軍駐大連四二六廠軍事代表室，遼寧大連116000；2.大連船舶重工集團有限公司，遼寧大連116000；3.海軍工程大學(xué)管理工程系，湖北武漢430033）

大型船舶現(xiàn)場建造期間的重量重心控制

王凱歌1，周晶2，尹東亮3

（1.海軍駐大連四二六廠軍事代表室，遼寧大連116000；2.大連船舶重工集團有限公司，遼寧大連116000；3.海軍工程大學(xué)管理工程系，湖北武漢430033）

大型船舶重量重心對其浮性、穩(wěn)性、抗沉性、快速性、操縱性、耐波性及其設(shè)備的使用都有著較大影響。隨著船舶排水量的增加，為了保證船舶正常使用功能不被影響，必須嚴(yán)格控制大型船舶現(xiàn)場建造期間的重量重心。

大型船舶；重量重心；控制

1　船舶重量重心控制的重要性

船舶重量重心控制對船舶浮性、穩(wěn)性、抗沉性、快速性、操縱性、耐波性及其設(shè)備的使用等方面有較大的影響［1］，下面進行具體說明：

（1）重量重心對船舶浮性的影響

船舶建造完成后，在主尺度不變的情況下，重量超出設(shè)計狀態(tài)，將會使船舶排水量增加，增大吃水。若艏艉方向或橫向重心與設(shè)計狀態(tài)不符，則會造成船舶的縱傾或橫傾，甚至造成縱傾和橫傾的耦合，這種情況下，將會被動地啟用固體或液體壓載艙，也會增加吃水。

（2）重量重心對船舶穩(wěn)性的影響

大型船舶建造期間，若船體分段、武器裝備、設(shè)備等重量控制不嚴(yán)格，則會造成船舶重心在垂直方向較設(shè)計狀態(tài)偏高或偏低，使初穩(wěn)性高增大或減小，進而影響船舶穩(wěn)性，使船舶偏離原技術(shù)狀態(tài)。

（3）重量重心對船舶抗沉性的影響

對于大型船舶，航空煤油艙等液艙比小型船舶多，重量重心如果與設(shè)計狀態(tài)不符，那么在船體破損的情況下，將會影響船舶一艙或數(shù)艙進水后的浮態(tài)及穩(wěn)性，進而影響抗沉性。

（4）重量重心對船舶快速性、操縱性和耐波性的影響

船舶重量重心偏離設(shè)計，不僅會導(dǎo)致船舶姿態(tài)失衡和水線面的變化，還影響船舶快速性和回轉(zhuǎn)中的航速、回轉(zhuǎn)中的橫傾角，造成操縱性指標(biāo)的改變。另外，垂直方向重心位置的改變將直接影響船舶橫搖、縱搖的周期，造成耐波性指標(biāo)的改變。

（5）重量重心對船舶設(shè)備使用的影響

大型船舶建造期間船體分段數(shù)量龐大，設(shè)備種類繁多、重量大，重量重心難以控制。船舶在錨泊或航行狀態(tài)下，重量重心偏離設(shè)計狀態(tài)，將會直接影響設(shè)備的的正常使用。尤其對于有特殊使用要求的大型船舶，對船舶在海上姿態(tài)的要求較高，這就要求船舶的原重量重心必須與原設(shè)計狀態(tài)盡量保持一致，這樣才能保證船舶使用效能。

（6）建造期間重量重心對船舶后續(xù)加改裝的影響

船舶在建造期間重量重心控制不嚴(yán)格，對船舶后續(xù)的現(xiàn)代化改裝、維修保障設(shè)備的上船安裝及布置也將產(chǎn)生一定影響。

2　船舶建造期間重量重心的控制方法

在船舶建造階段要注意以下幾點，以更好地對船舶重量重心進行控制。

（1）技術(shù)設(shè)計審查階段發(fā)現(xiàn)的問題必須在建造期間得到有效落實。

技術(shù)設(shè)計審查期間，應(yīng)對各專業(yè)，各系統(tǒng)的重量重心計算書進行細(xì)致地審查，確保船舶艏艉方向及左右舷方向的載荷分布均勻［2］。此外，總體設(shè)計單位應(yīng)合理地進行大型設(shè)備的總體布置。在條件允許并不影響使用的情況下，盡量將該區(qū)域內(nèi)的設(shè)備靠下層甲板布置?，F(xiàn)場建造期間，應(yīng)密切關(guān)注上述問題，確保技術(shù)設(shè)計階段的問題不在建造過程中發(fā)生。

（2）優(yōu)化管路系統(tǒng)設(shè)計

現(xiàn)場建造期間，應(yīng)密切關(guān)注管路系統(tǒng)走向，對于相互干涉等設(shè)計不合理的部位，應(yīng)及時聯(lián)系工廠設(shè)計所和總體設(shè)計所進行現(xiàn)場勘驗、優(yōu)化修改，確保管路系統(tǒng)走向最優(yōu)化。

（3）精確開展建造現(xiàn)場的稱重工作

嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，對要求稱重的材料、設(shè)備及船體結(jié)構(gòu)進行稱重。船體結(jié)構(gòu)稱重時，應(yīng)除去臨時支撐加強物、余量、尚未開的孔、未拆下來的工裝夾具等重量，尚未施焊的焊縫重量按理論重量計入。對于合攏之前的設(shè)備、船體結(jié)構(gòu)材料、內(nèi)裝材料、管材及電纜等，必須審查重量報告，重大設(shè)備還應(yīng)提供重心位置。對超差項目應(yīng)查明原因，并根據(jù)實際情況，由總體設(shè)計單位提出處理意見，檢驗方和承造船廠共同協(xié)商，妥善處理，處理結(jié)果應(yīng)進行登記，并編入定期重量報告。此外，在大型船舶的稱重工作過程中，左右舷對稱的船體分段或設(shè)備要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，公差除滿足標(biāo)準(zhǔn)要求之外，更要執(zhí)行一致，避免左舷與右舷偏差太大。如果稱重過程中出現(xiàn)稱重數(shù)據(jù)偏差較大，要查清原因，深入分析，并采取相應(yīng)的解決措施后方可流入下道工序。

（4）精密組織開展液艙容積測量工作

大型船舶由于裝載人員、設(shè)備較多，供人員、設(shè)備使用的液艙數(shù)量較多，容量較大，這些液艙在注滿時對船舶排水量有一定的影響，因此，能否精確地測量液艙容積，對控制大型船舶重量重心起著重要作用。

（5）嚴(yán)格實施傾斜試驗

由于船舶設(shè)計階段計算所得的重量和重心位置與船舶建造完成之后的實際重量和重心位置往往存在一定偏差，所以建造完成后必須進行傾斜試驗，以便準(zhǔn)確獲取重量及重心的位置，且試驗的結(jié)果要求精確可靠。

試驗前，應(yīng)嚴(yán)格檢查試驗條件是否符合要求，如設(shè)備、物體是否進行了固定，是否將船上各類液體艙柜抽空或注滿，以消除自由液面的影響，如有自由液面，則應(yīng)查明原因，以便進行修正。

（6）在重要節(jié)點做好對重量重心的掌控

大型船舶下水、傾斜試驗等重大階段，船廠應(yīng)編制階段重量報告，送交總體設(shè)計單位和檢驗方審查，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時修正，避免問題帶入到后續(xù)工作中。

（7）精細(xì)現(xiàn)場管理，減小累計誤差

由于設(shè)備加裝、結(jié)構(gòu)修改、管路修改等原因［3］，導(dǎo)致船舶建造完成后的重量重心與原設(shè)計狀態(tài)存在不可避免的微小偏差，因此，在建造過程中，需要精細(xì)現(xiàn)場管理，嚴(yán)格控制每個階段的誤差，減小累計誤差，確保重量重心可控。

3　結(jié)束語

船舶重量重心控制貫穿整個研制過程，建造期間的重量重心控制尤為重要。能否在建造期間控制好大型船舶的重量重心，對于船舶各種設(shè)備的正常使用以及后續(xù)的改裝起著關(guān)鍵作用。

［1］周巍，張維俊.水面艦船研制過程中重量重心控制方法［J］.中國艦船研究，2012，7（4）：1-5.

［2］邵國良，王新，等.艦船重量重心控制系統(tǒng)設(shè)計［J］.航海工程，2007，36（1）：11-13.

［3］肖松.滑行艇模型主尺度選擇及重量重心的設(shè)定［J］.技術(shù)與市場，2011，18（1）：30-31.

ControlofWeightand Center ofG ravity during Building Large Shipping Vessels

WANG Kai-ge1，ZHOU Jing2，YIN Dong-liang3
（1.Dalian 426 Shipyard Military Representative Office，Dalian 116000，China；2.Dalian Shipbuilding（Group）Company Limited，Dalian 116000，China；3.Dept.of Management Engineering，Naval Univ.of Engineering，Wuhan 430033，China）

Large shipping vessels weight and center of gravity has a great influence to its buoyancy，stability，resistance to sink，rapidity，maneuverability，the use of sea-keeping and its equipment.With the increase of shipping vessel’s displacement，it must be strictly controlled of the weight and center of gravity during construction in order to ensure the normal order of the shipping vessels.

large shipping vessels；the weightand center of gravity；control

U674.3

A

1672-545X（2016）06-0181-02

2016-03-29

王凱歌（1989-），男，河南開封人，助理工程師，碩士，研究方向為船舶制造；周晶（1982-），女，山東萊陽人，工程師，本科，研究方向為船舶設(shè)計；尹東亮（1992-），男，河南駐馬店人，碩士研究生，研究方向為裝備綜合保障。