某新型深遠(yuǎn)海救助船的救助設(shè)備配置及選型分析

劉 鶴，鄒慶國，繆 宸，袁 遠(yuǎn)

（1.招商局重工（深圳）有限公司，深圳 518054；2.招商局深海裝備研究院（三亞）有限公司，三亞 572025）

1 前言

隨著國家一帶一路及海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)施，各類海上活動(dòng)越來越頻繁，精準(zhǔn)、及時(shí)、高效的海上搜救工作越發(fā)凸顯。2019年10月，國務(wù)院頒布的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)水上搜救工作的通知》中明確提出：注重裝備研發(fā)配備和技術(shù)應(yīng)用，聚焦破解水上搜救工作中的設(shè)備先進(jìn)性和實(shí)用性。

目前國內(nèi)現(xiàn)有救助船，在深遠(yuǎn)海保障、遠(yuǎn)距離探測、援潛救生、推進(jìn)動(dòng)力、設(shè)備配置等方面存在明顯不足，缺乏深遠(yuǎn)海救助船和深遠(yuǎn)海搜集裝備設(shè)施，深遠(yuǎn)海應(yīng)急保障能力不足，與海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略不相適。這就要求我們進(jìn)一步提高救助船的配置，使其具備深遠(yuǎn)海高海況下的救助能力，以滿足我國未來深遠(yuǎn)海應(yīng)急救援搶險(xiǎn)保障的需求。

2 深遠(yuǎn)海救助船的主要特點(diǎn)

深遠(yuǎn)海救助船的主要特點(diǎn)，是續(xù)航力和抗風(fēng)浪能力強(qiáng)，具有強(qiáng)大的深遠(yuǎn)海和高海況下的救助能力：

（1）主機(jī)功率大，通常為8 000 ～ 14 000 kW；

（2）具有較高的巡航速度，能夠迅速到達(dá)救助現(xiàn)場；

（3）低速操縱性、定位性能好，能夠安全接近遇難船舶實(shí)施救助；

（4）拖力大，具備救助、拖帶大型船舶的能力；

（5）耐波性、適航性強(qiáng)，能夠適應(yīng)各種惡劣海況；

（6）續(xù)航力大，能夠進(jìn)行深遠(yuǎn)海的救助作業(yè)；

（7）具有較強(qiáng)的水下作業(yè)能力，配置折臂吊、起重A字架等專用設(shè)備；

（8）設(shè)置直升飛機(jī)起降平臺(tái)，具備全天候、海空立體救助能力。

3 某新型深遠(yuǎn)海救助船的主要救助裝備及選型

某新型深遠(yuǎn)海救助船，設(shè)計(jì)總長136.9 m、寬26.7 m、設(shè)計(jì)航速17.5 kn、系柱拖力3 500 kN；配置先進(jìn)的DP3動(dòng)力定位系統(tǒng)；配置500 t拖纜機(jī)及250 t波浪補(bǔ)償起重機(jī)，具備強(qiáng)大的救助拖帶、起吊作業(yè)能力。

該船船體前部配置了大型直升機(jī)起降平臺(tái)和中型直升機(jī)機(jī)庫以及相應(yīng)的直升機(jī)助降系統(tǒng)，可進(jìn)行海空立體救助及聯(lián)合巡航作業(yè)；中部預(yù)留直通海洋的月池，可以為援潛救生和500 m飽和潛水作業(yè)提供有效支持；船尾甲板配置了1臺(tái)350 t海上起重A字架，并預(yù)留空間可搭載6 000 m級(jí)TAUV（深拖系統(tǒng)）/AUV（自主式無纜潛航器）；船舯位置布置兩套R(shí)OV（水下機(jī)器人）等水下作業(yè)設(shè)備，配合全海深多波束探測系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)深遠(yuǎn)海水下搜尋作業(yè)；此外，該船配備4臺(tái)對(duì)外消防炮，可達(dá)到二級(jí)對(duì)外消防滅火作業(yè)能力。

該船主要救助裝備，如表1所列。

表1 某新型深遠(yuǎn)海救助船主要救助裝備

3.1 拖曳設(shè)備

拖纜機(jī)是一種用于收放纜繩、拖帶沒有自航能力的船舶和海上設(shè)施，以及失去自航能力的船舶，是實(shí)施海上救助拖曳作業(yè)的關(guān)鍵性大型設(shè)備。

拖纜機(jī)一般由驅(qū)動(dòng)裝置、卷筒裝置、制動(dòng)裝置、排繩裝置、離合器裝置、機(jī)架等組成。按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力方式不同，拖纜機(jī)可分為蒸汽機(jī)拖纜機(jī)、柴油機(jī)拖纜機(jī)、電動(dòng)拖纜機(jī)和液壓拖纜機(jī)等類型。大型拖纜機(jī)的制動(dòng)和離合裝置通常采用液壓驅(qū)動(dòng)和控制，以提高操作的可靠性。

拖纜機(jī)一般有單卷筒和雙卷筒兩種形式：單卷筒拖纜機(jī)，只作為一些不能自航船舶和設(shè)施海上救助的拖曳工具；雙卷筒通常為高低布置，其中上卷筒為主拖曳卷筒，下卷筒通常用于輔助起拋錨作業(yè)，同時(shí)也作為主拖纜的備用；拖纜機(jī)卷筒的容繩量，至少為各卷筒能容納一根所配置的主拖纜；主拖纜機(jī)卷筒最外層的拖纜拉力，應(yīng)大于或等于拖船的系柱拖力。

雙卷筒拖纜機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示。

圖1 雙卷筒拖纜機(jī)的結(jié)構(gòu)形式

目前10 000 kW以上的遠(yuǎn)洋救助船液壓拖纜機(jī)的工作負(fù)載，通常為200 t以上，繩速約0～5 m/min。

某新型深遠(yuǎn)海救助船配備有500 t雙卷筒臥式拖纜機(jī)，2只卷筒均設(shè)有獨(dú)立排纜裝置，卷筒具有可控動(dòng)態(tài)剎車功能、拖纜張力和長度參數(shù)任意調(diào)整和動(dòng)靜態(tài)顯示功能、主拖纜應(yīng)急釋放功能和潤滑油自動(dòng)加油系統(tǒng)；2只卷筒均采用下出繩方式，1只卷筒作為主拖曳卷筒使用，可進(jìn)行遠(yuǎn)洋拖帶；另1只卷筒作為備用拖曳卷筒，可兼作起升卷筒使用，配合A字架進(jìn)行起重作業(yè)。500 t拖纜機(jī)主要技術(shù)參數(shù)，如表2所列。

表2 500 t拖纜機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

3.2 起重設(shè)備

（1）起重機(jī)

起重機(jī)是各類深遠(yuǎn)海作業(yè)船舶必備的核心設(shè)備，廣泛應(yīng)用于貨物駁運(yùn)、油水食品補(bǔ)給、設(shè)備和人員轉(zhuǎn)運(yùn)、海上救助等各類場合。

與常規(guī)船用臂架式全回轉(zhuǎn)起重機(jī)相比，折臂式起重機(jī)在遠(yuǎn)洋救助船上應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢：① 起重臂可以折疊，在非作業(yè)工況下可以節(jié)約寶貴的甲板空間；② 作業(yè)過程中，可以通過液壓油缸操控起重臂姿態(tài)，縮短吊鉤鋼絲繩的懸垂長度，極大地減少起升過程中的晃蕩，適合吊裝高精度、昂貴的試驗(yàn)、探測、搜救設(shè)備，如圖2所示。

圖2 典型的折臂吊結(jié)構(gòu)

某新型深遠(yuǎn)海救助船配備有250 t折臂起重機(jī)。由于遠(yuǎn)洋救助作業(yè)對(duì)控制精度和響應(yīng)時(shí)間要求，起重機(jī)配備有主動(dòng)升沉補(bǔ)償系統(tǒng)，其高效、占地面積小、起吊能力強(qiáng)、作業(yè)水深大的顯著優(yōu)勢，為深海救助打撈作業(yè)提供了主要?jiǎng)恿Α?50 t AHC折臂吊主要技術(shù)參數(shù)，如表3所列。

表3 250 t AHC折臂吊主要技術(shù)參數(shù)

（2） A字架

A字架系統(tǒng)是一種典型的重物吊放回收系統(tǒng)，具有可承受載荷大、便于設(shè)置安全保護(hù)功能、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。起重A字架作為收放載荷的主要承載構(gòu)件，其主要功能是在收放設(shè)備的過程中，將設(shè)備從船舷內(nèi)擺至船舷外（或由船舷外擺至船舷內(nèi)）。目前國內(nèi)自主研制的 A 字架系統(tǒng)起吊重物噸位較低（小于100 t），達(dá)不到實(shí)際作業(yè)時(shí)的要求。國外 A 字架的研究和應(yīng)用比較成熟，主要有挪威的 TTS 公司等。典型的A字架結(jié)構(gòu)形式，如圖3所示。

圖3 典型的A字架結(jié)構(gòu)

某新型深遠(yuǎn)海救助船配備有可拆卸式350 t海上起重A字架，門架橫跨船尾部，門架橫梁上設(shè)置多套滑輪吊點(diǎn)座，能夠在四級(jí)海況下作業(yè)；安裝于甲板面上的導(dǎo)向滑輪均為可拆式，在A字架不作業(yè)期間可進(jìn)行拆除。

350 t海上起重A字架，預(yù)留空間吊放TAUV（深拖系統(tǒng)）/AUV（自主式無纜潛航器）等水下作業(yè)設(shè)備，這為實(shí)現(xiàn)深遠(yuǎn)海水下打撈救援工作提供了重要條件。350 tA字架主要技術(shù)參數(shù)，如表4所列。

表4 350 t A字架主要技術(shù)參數(shù)

3.3 其他救援設(shè)備

（1）直升機(jī)平臺(tái)

直升機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)，選用我國現(xiàn)役直升機(jī)作為艦載機(jī)，機(jī)型為EC-225型救助直升機(jī)（折疊槳葉）或S-76D型直升機(jī)（折疊槳葉），同時(shí)可兼用于該直升機(jī)的相近機(jī)型或以下中小型機(jī)型的起降、停放、系留；直升機(jī)艦面系統(tǒng)，按直升機(jī)可在白天和夜間起降的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；機(jī)庫設(shè)置在直升機(jī)平臺(tái)后方與平臺(tái)相連，便于直升機(jī)進(jìn)出機(jī)庫；機(jī)庫空間滿足存放1架S-76D /EC225型直升機(jī)的要求。

（2）全海深多波束探測系統(tǒng)

配備一套全海深多波束系統(tǒng)，能夠?qū)５讓?shí)施全覆蓋探測，可以獲取采樣點(diǎn)的位置為救助打撈提供海底情報(bào)信息；工作頻率12 Hz，工作水深20-11 000 m，最大覆蓋寬度6倍水深，波束寬度1°×2°，最大工作速度可達(dá)12 kn。

（3）其他救助保障設(shè)備

為了更好地為多種高端海洋工程水下作業(yè)和水下?lián)岆U(xiǎn)救助打撈提供作業(yè)支持服務(wù)，設(shè)置了6 000 m ROV及其收放系統(tǒng)、3 000 m TAUV/6 000 m AUV、智能無人駕駛高速救助工作艇等；搭載救助裝備方面，設(shè)置500 m潛水救助艇和200 m機(jī)動(dòng)潛水救助鐘等多種援潛救生裝備。

4 我國現(xiàn)役遠(yuǎn)洋救助船“南海救101”

4.1 主要參數(shù)及配置

“南海救101”是完全由國內(nèi)設(shè)計(jì)建造的多功能遠(yuǎn)洋救助船，總長109.7 m、寬16.2 m、最大航速22 kn、系柱拖力1 400 kN。2007年交付使用，其主要參數(shù)及配置如表5所示。

表5 “南海101”主要參數(shù)

4.2 新型大功率救助船的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢

某新型深遠(yuǎn)海救助船相比現(xiàn)役救助船“南海救101”，具有以下幾方面的主要優(yōu)勢：

（1）滿足抗風(fēng)能力12級(jí)要求，配備高冗余度三級(jí)動(dòng)力定位系統(tǒng)，救助保障海域擴(kuò)展至深遠(yuǎn)海海域；

（2）救助裝備強(qiáng)，配置有500 t大型拖纜機(jī)、250 tAHC起重機(jī)、350 t A字架及其作業(yè)系統(tǒng)，具備對(duì)海損或遇險(xiǎn)的大型運(yùn)輸船舶和深水海洋工程裝備進(jìn)行遠(yuǎn)距離救助拖航的能力，以及水下遇難船舶或飛行器等殘骸的救助打撈能力；

（3）設(shè)有大型直升機(jī)平臺(tái)和中型直升機(jī)機(jī)庫，具備?？樟Ⅲw搜尋、救助和人道主義物資投送作業(yè)能力；

（4）實(shí)現(xiàn)萬米超深水水下探測、6 000 m水下機(jī)器人探測打撈、3 000 mTAUV/6 000 mAUV探測等，使其具備深遠(yuǎn)海水域水下搜尋和探測能力；

（5）續(xù)航力大，能夠進(jìn)行深遠(yuǎn)海的救助作業(yè)；主機(jī)功率大，具有較高的巡航速度，能夠迅速到達(dá)救助現(xiàn)場；拖力大，具備救助、拖帶大型船舶的能力；具有較強(qiáng)的水下作業(yè)能力，具備全天候、?？樟Ⅲw救助能力。升級(jí)后的某新型深遠(yuǎn)海救助船完全能夠滿足我國未來深遠(yuǎn)海應(yīng)急救援搶險(xiǎn)保障的需求，符合我國“海洋強(qiáng)國”的戰(zhàn)略部署。