4100TEU巴拿马型集装箱船总体设计分析

4100TEU巴拿马型集装箱船总体设计分析

袁红良左德权

( 沪东中华造船集团开发研究所)

[关键词] 巴拿马型集装箱船总体设计

[摘要] 本文从快速性及总体性能方面对4100TEU集装箱船的总体设计进行了简单分析

巴拿马型集装箱船相对于超巴拿马型等其它类型的集装箱船来说，由于受到巴拿马运河对船舶长度与宽度的限制，而集装箱船又属于布置地位型船，这就使得大型巴拿马型集装箱船的设计无论完整稳性、破舱稳性或快速性等问题都比较特殊，而且较难处理。特别是由于稳性的问题造成在出港时须装载一定量的压载水作为调整稳性之用，使此类集装箱船的经济性受到一定的影响，随着设计技术的进步,高稳性线型的成功开发，船模试验水池预报水平的提高，CFD 等技术的发展及在集装箱船线型设计中的广泛使用，使得集装箱船的线型设计有了较大的进步，使巴拿马型集装箱船的线型在满足快速性要求的前提下，同时又能获得较大的KM值，使大型巴拿马型集装箱船的经济性得到了较大的提高。

1.主尺度要素及总布置

垂线间长=251.4m 船宽=32.2m 设计吃水=11.0m

结构吃水=12.50m 航速= 24.20kn(吃水=11.0m 15%SM，NCR)

主机: MCR 36480kW x 104rpm NCR 32832kW x 100.4rpm

螺旋桨: 5叶, 直径: 8.20m

下表为本船的三个设计桨的参数：

可以看出：三个桨的直径，盘面比完全相同，仅螺距比及侧斜角度不同。为了减少设计状态的最大脉动压力，侧斜角度一个比一个大，从脉动压力的测量结果来看，也收到了同样的效果，然而尽管在设计状态的压力较小，就第三个桨而言，脉动压力也超过了9kPa。就脉动压力的问题，至今为止，设计人员也仅凭感觉，认为肯定越低越好，如要设计一个航速特性好又具有较好的空泡性能，脉动压力又低的螺旋桨恐怕比较困难。而设计人员往往更多地使用船级社等的推荐值作为衡量标准，笔者认为这是一个不可取的方法，下表摘自设计手册中的推荐值并没有对不同的船型，吨位大小,桨叶的大小,叶数等进行区别对待，而是比较笼统地给出一个数值。应该更多地从振动的角度出发来衡量脉动压力的可接受程度，对于设计的具体项目来说，如果通过振动分析脉动压力值可以被接受，而且只要速度，空泡性能良好的螺旋桨就可以作为设计桨使用。要不然，仅从推荐值的角度来判断设计桨性能的好坏或许会让设计人员陷入困境，或是不管设计多少桨，都无法达到推荐的数值，有时只能从中挑选一个可能航速较快或脉动压力较低的设计。

另外,均匀分布的伴流场对于设计桨的性能好坏也有很大的影响，因此在设计

3.总体性能分析

1). 本船以二甲板作为干舷甲板。由于passageway 既要作为船员通道，又必须作为管子布置的通道，因此二甲板高度的确定不仅从破舱稳性的角度考虑，又要从使用、布置的角度考虑。与列表中的同类型船相比，二甲板的高度已经较大，而在进行破舱稳性计算时，却无法满足SOLAS的要求，不得已将二甲板大部分通向货舱的门改为水密门，并将二甲板的通道用水密门分隔成几段以满足破舱稳性的要求。

2).与韩国设计建造的同类型船相比，本船在甲板上布置了绑扎桥，400吨左右的重量造成空船重心的提高，使原来受到船宽条件限制，稳性、破舱稳性性能较差的船型变得设计条件更加恶劣。

3).技术说明书对IMO 749具体使用条款没有明确说明，因此在详细设计的过程中，对4.9 的条款也同时进行了校核，从下表的结果可以发现如要满足说明书要求的14t重箱数要求，稳性则无法满足4.9条款的要求，只能满足3.1条款关于稳性方面的要求。

4).由于船东的额外要求，舱口盖的负荷由原来的100t改为120t，在详细设计的过程中发现：由于各个船级社对于绑扎计算的要求不同，根据有的船级社的要求装载能达到120t，而有的根本无法达到，而且对于前面没有绑扎桥的Bay不可能达到120t的堆载，因此在开发此类船型时应该注意这一点，造成不必要的成本浪费，而且增加空船重量。

5).本船的堆箱间距舱内为100/191，甲板为38/103。对于甲板来说，最外层的集装箱距中心线为16140mm，而本船半宽为16100mm，因此需要依靠外板的厚度，而外板厚度沿船长方向减少，使得堆箱超过外板的现象，只能在艏部采用25/38混装的方式。而在舱内由于结构计算对舱口围角隅R的要求,使得这个位置的导