基于NAPA的便捷型集装箱船总体设计系统研究.doc

基于NAPA的便捷型集装箱船总体设计系统研究.doc第一章绪论
[25,26,27]
交通运输业是国民经济发展的关键。素有“黄金水道”之称的长江,是我国的一条交通大动脉,担负着水上运输的繁重任务。但同国外发达国家相比,我国的水运事业的发展却相当缓慢。长江水量与密西西比河相当,是莱茵河的十八倍,但长江的货运密度仅分别为它们的1/7和1/6,这条“黄金水道”没有得到很好利用。另一方面从调查的情况来看,运输的货物很大部分是适箱的杂货。而集装箱运输具有装卸效率高、周转快、运输成本低,货物破损率低等显著优点,是交通现代化的显著标志。因此,在长江中下游开展江海直达集装箱运输,对于缩短运输周期、提高运输效率和经济效益,改变不合理的运输结构,吸引货源,繁荣长江流域的经济,振兴我国的水运事业有着十分重要意义。
江海直达运输是世界航运的一个发展趋势。上世纪六十年代,日本建造了一批船宽吃水比B/T大于3的江海直达船舶,营运结果、经济效益显著。对于内河水系比较发达的国家,例如苏联、德国和美国都积极发展江海直达运输。苏联建成的4000t江海直达货船投入江海直达运输后,减轻了港口负担,缩短了运输周期,在外贸航线上显示了很好的经济效益;德国建造的营运于不来梅至挪威航线3000t江海直达型集装箱船,美国建造的航行于圣路易斯港至拉美国家1000~1200t的“微型船”,营运效果都很好。
随着改革开放、长江水运的发展,加上上海洋山深水港建成投入使用,上海港的集装箱吞吐量将会有一个新的发展,同时国内与国外,内地与沿海的联系会更加密切。南通、张家港、镇江、南京、芜湖、九江、武汉和重庆均被辟为外贸口岸,其中南通、张家港、南京等港从国外引进集装箱专用装卸设备,建立了集装箱码头。长江沿线各口岸均成立了集装箱运输公司,初步形成了沿海、长江、内陆集装箱运输网络,为长江集装箱运输的发展提供了良好基础。目前,长江中下游至沿海间的江海直达运输大多数仅限于海轮进江、江船出海,而海轮和江船进行江海直达运输都存在弊端。对海轮进江,由于船舶吃水限制、船高受桥梁净空的限制难以深入腹地港口,经济效益受到影响;对江船出海,则由于船舶强度、耐波性等原因难以适应海上航行。因此,有必要根据航线情况和航道状况,设计出一种既不同于常规的海船,又不同于常规的江船的特殊船型——江海直达船型。
研究现状
从集装箱船市场来看,2004年的世界集装箱航运市场运力处于短缺状态,2005年对于集装箱船的需求量仍在增长。而随着世界经济的好转,国内航运事业也蓬勃发展,航线由内河逐步向沿海,甚至近海延伸。就内河集装箱运输而言,随着长江两岸的率先发展和上海洋山港深水码头(属沿海区域)的建成投产,一方面内地集装箱运输量将有较大的增长,另一方面运输船型将面临着结构的调整。尤其缺乏技术水平较高的可用于江海直达的集装箱船,在航的各种船型混杂,主要有下列船型[36]:
①驳船。由于具有浅吃水、载重量大、周转率高等优势,一度在长江水上运输中占主导地位。但长江上目前营运的集装箱驳船大多不是专用集装箱驳船,集装箱装卸速度快,驳船周转率高的优势几乎无法体现,营运成本较高;
②散货船改造集装箱船。这些船船长一般在50~80m之间,船宽10~15m,装载能力在50~150TEU之间。但由于散货船改造,装载集装箱时船稳心高度增加,易造成侧横风向时的倾覆;船舶货舱开口增大,造成船舶横向强度减弱;装载集装箱时吃水较浅,油耗大;驾驶室高度不够,视线容易被集装箱阻挡。
③其他类型船舶改造集装箱船。由于长江客运业不景气,部分船运公司尝试将客船的上层建筑改装以装集装箱。
④专用集装箱船。一些船东特别是私营业主开始将目光由改装转向建造专用集装箱运输船舶。这类船建造时采用了一些先进的技术,如驾驶舱设在船艏,采用球鼻艏,设有压载水舱,配备了冷藏箱专用装置等,船型设计也趋于合理,航速提高,但由于民间资本的局限性,技术含量仍然较低,很难适应未来港口和集装箱运输发展的需要。
面对内河集装箱船船型混杂的情况,我们应该抓紧时机开发适用于江海直达的集装箱船。便捷型集装箱船作为一种新开发船型具有广阔的市场前景,研究具有重大价值。便捷型集装箱船[32],即江海直达敞口集装箱船,由于具有货舱开口大、吃水浅、无舱口盖、装卸时间短、装箱灵活等特点使货物运输方便快捷而得名,是近年来发展的一种适合于江海直达航线的集装箱运输船型,在长江集装箱运输中被力推为较有潜力的船型。
船舶总体设计和新船型开发的关键环节是确定船舶主尺度。主尺度确定是一个复杂的问题,需要经过空船重量和排水量估算,航速估算,干舷校核,初稳性校核,技术性能计算,营运、经济计算等过程,优选出技术上可行、经济上合理的船型方案。国内外对于集装箱船总体设计已经进行了许多研究,对于在集装箱船设计过程中存在的舱容利用率低、货舱容易进水、船舶