裝箱量全球最大 擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán) 24000箱海上巨無霸“長益”號在滬誕生

□ 于 露 張文豪

“長益”號駛進洋山港

2022年7月1日上午8時30分，由我國自主設(shè)計建造的首艘全球裝箱量最大的24000箱（TEU）超大型集裝箱船“長益”號，靠泊上海洋山深水港二期碼頭，從而刷新了超大型集裝箱船靠泊洋山深水港的歷史記錄。

“長益”號由中國船舶集團有限公司旗下滬東中華造船（集團）有限公司自主設(shè)計建造，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。作為國內(nèi)箱船建造領(lǐng)域無可爭議的領(lǐng)軍企業(yè)之一，滬東中華過去幾年中不斷地將世界超大型集裝箱船的發(fā)展推向新的高度。2020年9月，他們完工交付了中國首創(chuàng)全球首艘23000箱雙燃料動力超大型集裝箱船；此次“長益”號的成功運行，標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域又取得一項重大突破，創(chuàng)造了中國船舶工業(yè)新的里程碑。

除了“肚量大”，這一海上“巨無霸”還隱藏著不少特質(zhì)，而且其研發(fā)、生產(chǎn)的整個過程，也隱藏著許多不為人知的故事。讓我們走進孕育巨輪的船廠，看看滬東中華如何應(yīng)對挑戰(zhàn)、勇創(chuàng)輝煌的吧。

“綠巨人”：22層樓高+480趟中歐班列

“長益”號由滬東中華自主設(shè)計建造，在上海長興島基地簽字交付，入級美國船級社，投入遠(yuǎn)東至歐洲航線的運營。此前，該船首航靠泊青島港，其間共裝卸11692只標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。

“長益”號船舷被飾以綠、紅上下兩條色帶，其中綠色的部分占比較大，因此這個海上“巨無霸”也被昵稱為“綠巨人”。依據(jù)官方數(shù)據(jù)，該船總長399.99米，型寬61.5米，高度達(dá)到76.5米，甲板面積24000平方米。光憑數(shù)字，可能無法感知這樣一個“巨人”究竟大到什么地步。實際上，它的長度比世界上最大的航母還長60多米，甲板面積相當(dāng)于3.5個標(biāo)準(zhǔn)足球場；如果把它豎起來，那么它的高度和上海陸家嘴的金茂大廈相差不多。該船一共可裝載24004個標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，是目前全球裝箱量第一的集裝箱船；其貨艙內(nèi)加上艙蓋，最大可堆裝25層——相當(dāng)于22層樓高的集裝箱。如果用中歐貨運班列來運送這些集裝箱，就需要480列。如果這些箱子首尾相接地連起來，總長可達(dá)145公里。

因為做到了“同尺度船型中載箱數(shù)最多，在同級別船型中承載能力最大”，“長益”號和此類船型被船東贊為“載貨王”。當(dāng)有許多優(yōu)點。根據(jù)功能不同，該船主要分為貨艙區(qū)、機艙區(qū)、住艙區(qū)、艏艉系泊區(qū)域等，另有油艙、舵機艙和艏側(cè)推艙等。其中貨艙區(qū)，顧名思義，就是用來裝載集裝箱貨物的區(qū)域，是整艘船占地面積最大的部分。機艙區(qū)是用來布置主機、發(fā)電機、鍋爐等各類機電設(shè)備的區(qū)域。住艙區(qū)是船員生活居住的區(qū)域，包括廚房、食堂、娛樂空間、健身房等，而位于頂層的駕駛室是全船的指揮中樞。艏艉系泊區(qū)域即為船的首尾區(qū)域，布置有錨機、錨鏈、絞車、纜繩等船舶停泊時的設(shè)備用品。

值得一提的是，與傳統(tǒng)箱船不同，“長益”號的住艙區(qū)遠(yuǎn)離機艙區(qū)，一方面在確保安全駕駛視線的情況下實現(xiàn)整個貨艙區(qū)堆箱層數(shù)最多，有效提升了集裝箱裝載量；另一方面，這種布局也盡可能降低了機艙區(qū)域噪音對住艙區(qū)的影響。此外，甚至很不起眼的纜繩也暗藏玄機——“長益”號使用的纜繩相比傳統(tǒng)鋼絲繩，同直徑同強度，而重量卻只有鋼絲繩的1/8，擁有高強、輕質(zhì)、可靠等明顯優(yōu)勢，具有縮短靠泊作業(yè)時間、降低港口使用費、提高系泊作業(yè)安全性等隱形效益。

典范：“環(huán)境友好型”+“船員友好型”

對船東而言，超強的“帶貨”然，“大塊頭”可不是單純的“傻大個”，在龐大的身軀背后，飽含著設(shè)計人員的諸多巧思與心血。

“長益”號能帶這么多貨，關(guān)鍵在于設(shè)計方最大程度地利用了船體的“身材”。滬東中華該項目負(fù)責(zé)人劉學(xué)東告訴筆者，設(shè)計人員突破傳統(tǒng)，隨著船體錯落有致的線型，對上層建筑、貨艙區(qū)、煙囪等的分布，進行了量體裁衣般的優(yōu)化分艙布置，讓各區(qū)段盡可能多地容納集裝箱，由此做到了同尺度船型中載箱數(shù)最多。同時，設(shè)計人員通過采用大肋距骨架、混合式橫艙壁、一體化綁扎橋等輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，最小化自身空船重量，使得“長益”號的載重量達(dá)到24.2萬噸，按重量計，它比上一代23000箱集裝箱船能多載10%的貨物。

談到分艙布置，“長益”號還能力固然重要，但還有其他多種因素需要考量。除了節(jié)能環(huán)保、安全可靠、便于操作和維護等之外，由于受到具體航線、海上天氣、洋流等的影響，從遠(yuǎn)東至歐洲的貨運航線，單程短則三四周，長則數(shù)月，因此，擁有良好的工作、生活環(huán)境的集裝箱船無疑更受船員歡迎。

在船臺上的“長益”號

對“長益”號而言，由于運用了全球最新的水動力優(yōu)化等技術(shù)，以及采用封閉式橋樓等設(shè)計，該船節(jié)能低碳、舒適宜居、運維便利，是一艘兼具了“環(huán)境友好型”和“船員友好型”特征的海上“巨無霸”，堪稱頂級超大型集裝箱船的典范之作。

“長益”號能在多裝重載的情況下實現(xiàn)高航速、低油耗，得益于滬東中華運用的水動力優(yōu)化技術(shù)。具體說來，就是借助水中航行的仿真設(shè)計技術(shù)，利用計算機進行多輪迭代計算，形成“用盡可能小的濕表面積獲得相同排水量”的最優(yōu)線型方案，這樣一來，排水量保持不變，但是航行時船體受到的阻力卻被最小化，于是就能多裝快跑。

此外，滬東中華還運用了目前最先進的螺旋槳槳前預(yù)旋裝置，以提高螺旋槳的推進效率；同時采用扭曲舵加舵球的方案，有效減小尾流損失，從而進一步提高推進效率。值得一提的是，他們還首次對大型集裝箱船開展風(fēng)洞試驗，以優(yōu)化船體線型，減少航行中的風(fēng)阻。

據(jù)測算，與傳統(tǒng)燃油的23000箱集裝箱船相比，盡管24000箱超大型集裝箱船的裝箱量更大，但每天航行可減少二氧化碳排放約38噸，按14噸重箱裝載換算，單位集裝箱運輸碳排放量減少13.5%，各項性能指標(biāo)均達(dá)到國際先進水平。

說完了“環(huán)境友好”，再來看看“巨無霸”對船員們的關(guān)心。據(jù)劉學(xué)東介紹，整體上，滬東中華開發(fā)該船時，其船體結(jié)構(gòu)按照25年疲勞壽命考慮，同時在功能上按一個人可以駕駛船舶、機艙可以無人值班等標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計，其他關(guān)鍵設(shè)備等也都專門進行了分析和計算，充分考慮到船舶的可靠性、易操作性和維護方便等特性。

在惡劣海況下，“長益”號的船員們不必頂著狂風(fēng)巨浪，冒險在室外工作，這是因為該船采用全封閉式橋樓設(shè)計，駕駛甲板從左舷到右舷全寬度整合在駕駛室內(nèi)，這樣船員如果需要觀察船舶兩舷的狀態(tài)，整個過程都可以在室內(nèi)完成，在確保安全的同時，還實現(xiàn)了全天候空調(diào)環(huán)境下的操控作業(yè)。

作為一艘“巨無霸”，在停靠碼頭時，駕駛者很難直接觀察船舷及碼頭的情況。為此，“長益”號駕駛室的兩側(cè)分別設(shè)有兩個獨立的小型駕控臺，有了它們，當(dāng)船靠岸時，船員就可以來到這個特殊的“哨點”，一邊觀察船的位置，一邊完成相應(yīng)的操控。

24000多只標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的裝卸不是一件容易的事。為了使相關(guān)作業(yè)更安全順暢地進行，滬東中華在系固高層集裝箱、防止其傾斜、墜落的綁扎橋上動腦筋，創(chuàng)新地采用A型綁扎橋設(shè)計，最大限度地方便船員操作綁扎件，避免結(jié)構(gòu)死角或船員在逼仄的空間操作。同時，船上所有工作場所均提供安全便捷的通道，以提高船員的工作效率。

工作要安全舒心，船上的生活更要暖心舒適。不僅居住艙室遠(yuǎn)離機艙，而且還應(yīng)用時尚化和個性化的內(nèi)飾設(shè)計，顯著提升船員工作、生活的舒適感，彰顯出人文關(guān)懷的溫度。在寬敞明亮的娛樂健身室，暖橙色的沙發(fā)匹配明黃色的靠背椅相映成趣，簡約、別致的屏風(fēng)柜巧妙地隔開不同的功能空間?！拔覀兡贸鲈摯徽麑蛹装澹贾贸蔀閵蕵方∩硎?，室內(nèi)陳設(shè)的布局搭配、顏色色調(diào)，都嚴(yán)格按照四星級賓館體驗標(biāo)準(zhǔn)來要求，甚至連一把椅子的型式顏色都要反復(fù)優(yōu)化，以達(dá)到整體和諧的效果?！眲W(xué)東還告訴記者一個細(xì)節(jié)：整個住艙區(qū)布置設(shè)計過程中，圖紙修改多達(dá)十幾版，前后花了一年多時間。

超越：3%的推進功率+24004TEU

2019年11月26日，24000箱集裝箱船項目簽約；2020年11月27日，首制船開工；2022年6月22日，首制船交付。相關(guān)專家表示，去除疫情影響，“長益”號的建造周期達(dá)到世界先進建造水平。

其實，這艘超大型集裝箱船的傳奇故事，在項目簽約之前就開始了，而它的誕生過程，也不僅僅是“神速”這么簡單。

故事要從2019年5月說起。當(dāng)時，滬東中華收到了船東方面的標(biāo)書。作為全球屈指可數(shù)的全系列集裝箱船研發(fā)設(shè)計建造領(lǐng)軍船企，負(fù)責(zé)箱船設(shè)計的團隊實力非凡，加之考慮到競標(biāo)方案基于多輪優(yōu)化設(shè)計，完全符合標(biāo)書要求，設(shè)計團隊信心滿滿地參與了競標(biāo)。

但在當(dāng)年7月，船東的反饋卻讓設(shè)計團隊感受到了壓力：相較于國外船廠，首輪船型方案給出的快速性指標(biāo)存在近3%的差距。這里的3%指的是推進功率的差距。雖然滬東中華在歐洲水池開展試驗，競爭對手在其本國水池開展試驗，各個水池采用的修正方法不盡相同，但顯然，船東不會接受“不同水池數(shù)據(jù)沒有可比性”這樣的解釋。設(shè)計團隊非常清楚，只有拿出更佳的設(shè)計方案，才能打動嚴(yán)格的船東。

挑戰(zhàn)巨大，留給設(shè)計團隊的時間則不到3個月。研發(fā)主任設(shè)計師袁紅良、總體設(shè)計師陳曉瑩，帶領(lǐng)團隊核心成員全力以赴、夜以繼日。他們對船舶線型設(shè)計方案、相關(guān)技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化空間、影響快速性指標(biāo)的各個因素等，作了全面分析，經(jīng)過各專業(yè)緊密配合，一步步優(yōu)化，一點點打磨，逐步侵蝕消化這3%的差距。最終，通過多達(dá)六輪的船模試驗，新方案的性能指標(biāo)得到了全面提升。

著眼于全面提升競爭力，除了提高動力效率，滬東中華各專業(yè)還加大研發(fā)力度，通力合作，繼續(xù)小步快跑，銖積寸累，持續(xù)挖潛，以提升堆箱能力。結(jié)構(gòu)方面，他們進一步優(yōu)化貨艙型式，在貨艙區(qū)域增加箱位；機艙布置方面，在滿足船東要求的前提下，進一步優(yōu)化布置型式，增加了十幾個箱位的空間；在總高限制的情況下，進一步優(yōu)化駕駛視線點的布置，新增40多個箱位；綁扎系統(tǒng)方面，通過與船級社溝通交流進一步優(yōu)化綁扎設(shè)計，增加了60多個箱位……

正是靠著集腋成裘、聚沙成塔的不懈努力，整條船對空間的利用效率不斷逼近極限，與原設(shè)計相比，最終方案增加了多達(dá)200個箱位，使得滬東中華設(shè)計的集裝箱船的總箱數(shù)達(dá)24004個標(biāo)準(zhǔn)箱，超越競爭對手，成為全球第一“帶貨王”。而且，裝箱能力的提升并沒有帶來成本的增加，船東的盈利能力相應(yīng)提高，對該船也是好評不斷。

滬東中華開發(fā)所箱船設(shè)計總師袁紅良表示，從23000箱雙燃料動力超大型集裝箱船到24000箱的“長益”號，他們在不到2年的時間里，再次取得技術(shù)突破，這是設(shè)計團隊發(fā)揚滬東中華“精益求精，創(chuàng)新超越”的企業(yè)精神，不斷挑戰(zhàn)自我，將優(yōu)化設(shè)計做到極致的結(jié)果。在“長益”號項目之后，滬東中華箱船設(shè)計團隊的奮進腳步并沒有停止。目前，優(yōu)化型24000箱集裝箱船的裝箱量達(dá)24116個標(biāo)準(zhǔn)箱，將世界紀(jì)錄又提升了112個標(biāo)準(zhǔn)箱。

24000箱絕不是海上“巨無霸”的終點，只是新征程的起點。截至2022年7月，滬東中華已交付8000箱級以上的集裝箱船近70艘，累計承接24000箱超大型集裝箱船9艘，居中國各大船企之首；另外還有6艘正在建造中，有3艘計劃在年內(nèi)交付。與此同時，他們還前瞻性地開展多型新產(chǎn)品的研發(fā)和技術(shù)儲備工作，一方面優(yōu)化現(xiàn)有船型，不斷滿足客戶要求，引領(lǐng)市場需求；另一方面，他們更是率先完成了25000箱、26000箱集裝箱船的自主設(shè)計研發(fā)，不斷將世界超大型集裝箱船的發(fā)展推向新的高度。

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