養(yǎng)殖漁船固定壓載的優(yōu)化

丁 笑 笑

(威海海洋職業(yè)學(xué)院,山東 威海 264300)

0 引言

養(yǎng)殖漁船集中了居住、交通、養(yǎng)殖等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，近年來，越來越多的生產(chǎn)捕撈漁船被稍加改動(dòng)直接作為養(yǎng)殖漁船使用[1]，改造后的養(yǎng)殖漁船穩(wěn)性不足，甚至一些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)盲目追求規(guī)范要求，未考慮漁船的能效和安全航行最優(yōu)化[2]。

而養(yǎng)殖漁船因自身特點(diǎn)，船艙大部分空間作為燃油艙、淡水艙及魚艙使用，所以艙室的合理布置極為重要[3]。相比于壓載水艙，使用固定壓載既不會(huì)占用多余的空間，又可以調(diào)節(jié)船舶整體重心和航行浮態(tài)，因此分析養(yǎng)殖漁船固定壓載的優(yōu)化可給工程師提供一些方法與思路。

1 船型特點(diǎn)

利用28.8 m養(yǎng)殖漁船為分析對(duì)象，其主尺度參數(shù)包括：船長(zhǎng)25.43 m，垂線間長(zhǎng)23.5 m,型寬5 m,型深2.6,滿載設(shè)計(jì)吃水1.8 m。航區(qū)為近海航區(qū)，屬于單機(jī)單槳，尾機(jī)型，主甲板分為艏升高甲板、甲板載貨料餌工作區(qū)、駕駛室等；艙室包括首空艙、錨鏈艙、淡水艙、首壓載艙、工作艙、機(jī)艙、燃油艙、壓載水艙等艙室[4]，見圖1。

2 工況分析

滿載出港時(shí)，養(yǎng)殖漁船上裝有食品、淡水、燃油、甲板貨物等，實(shí)船基本載況時(shí)船上前后設(shè)有兩組壓載水艙，未設(shè)有固定壓載，具體見表1。滿載出港時(shí)，甲板裝有貨物，使得漁船重心高，船舶穩(wěn)性不足；空載到港航行中，由于甲板貨物清空船舶整體重心后移，尾傾嚴(yán)重，影響漁船浮態(tài)。在滿載出港和空載到港兩種載況下為最危險(xiǎn)載況[5]。漁船在FR45錨鏈艙底部、(FR41+250)艏尖艙兩個(gè)位置擁有空間施加固定壓載。滿載出港工況下分別在兩個(gè)上述位置從2 t開始每間隔2 t依次施加至10 t，形成A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10這10個(gè)工況進(jìn)行穩(wěn)性計(jì)算；同樣，當(dāng)漁船為空載到港時(shí)，分別在上述兩個(gè)位置設(shè)置固定壓載形成B1～B10共10個(gè)工況進(jìn)行穩(wěn)性計(jì)算。

表1 漁業(yè)養(yǎng)殖船實(shí)船基本載況

3 計(jì)算結(jié)果分析

圖2中顯示實(shí)船的載貨量為8.5 t，自FR45、(FR41+250)兩處依次施加固定壓載時(shí)，隨著固定壓載噸位的增大，兩種極端載況下情況，甲板載貨物噸位逐漸減少，兩者趨勢(shì)明顯，當(dāng)固定壓載噸位增加到10 t后滿載出港甲板載貨量降到9.3 t，空載出港甲板載貨量降到8.5 t。這說明固定壓載受船舶甲板載貨物影響較大，為了提高養(yǎng)殖漁船的效能必須考慮甲板載貨量。

穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)b/a是衡量船舶穩(wěn)性一個(gè)重要指標(biāo)，圖3可以看出當(dāng)在錨鏈艙室部施加固定壓載替換原有壓載水艙，計(jì)算結(jié)果顯示數(shù)值b/a不斷上升，從A4荷載開始，數(shù)值b/a達(dá)到3.055，甲板載貨量達(dá)到12.2 t，兩項(xiàng)指標(biāo)均超過首部?jī)H設(shè)壓載水艙荷載工況下的b/a2.982，載貨量8.5 t。當(dāng)壓載位置設(shè)為FR43—FR47部，替換原有壓載水艙，在A9載況下數(shù)值b/a為3.1和載貨量為11.5 t。

圖4顯示空載情況下，同樣在錨鏈艙底部、艏尖艙底部設(shè)置固定壓載代替No.1首壓載水艙，工況B5及B10的b/a達(dá)到4.499和4.522，超過實(shí)船普通載況下的4.171，這說明對(duì)漁業(yè)養(yǎng)殖船的艙室進(jìn)行調(diào)整后，船舶的穩(wěn)性和載貨量均達(dá)到優(yōu)化。

表2 不同工況下漁業(yè)養(yǎng)殖船參數(shù)對(duì)比

考慮固定壓載重量時(shí)主要考慮三個(gè)因素，第一是船舶滿載吃水的限制，在此條件下，船舶的壓載取的過少船舶穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)不夠，過多影響船舶的載貨量及滿載吃水。第二是船舶的浮態(tài)，壓載過少導(dǎo)致船舶尾傾，過多使船舶首傾，增加船舶的載重量。第三船舶艙室空間有限，固定壓載不宜過多艙室設(shè)置。表2顯示，綜合這三個(gè)因素可以看出A4，A9，B5，B10這四個(gè)載況下，A4，A9的固定壓載重量?jī)?yōu)于B5，B10兩個(gè)載況，而A4載況下的載重量為12.2 t，優(yōu)于A9工況的11.5 t。因此在A4工況下，養(yǎng)殖漁船的穩(wěn)性和載貨量達(dá)到最優(yōu)，船舶效能最好。此時(shí)施加固定荷載位置處于FR45錨鏈艙底部，施加重量為8 t。

4 結(jié)語

通過分析28.8 m養(yǎng)殖漁船在兩個(gè)極端載況下，用固定壓載的方式代替船舶原有水壓載艙、列舉設(shè)置固定壓載位置和重量的方法，得到養(yǎng)殖漁船載貨量與穩(wěn)性的最優(yōu)化，可以看出該方法對(duì)船舶的能效有較大提高，在舊船改造和新船設(shè)計(jì)中都有指導(dǎo)意義。