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甲板运输船总体设计研究

夏讨饭;曹凯;张志强

【摘要】针对装载重大件整体货物对船舶设计的特殊要求,以最新交付的某甲板运

输船为例,并结合该船型的技术特点,从特殊主尺度、型线设计优化、船舶稳性和总

体布置、压载系统和推进系统等方面的关键技术进行分析和总结,对主要技术难点

提出具体的解决途径,并归纳、总结其与常规船型的差异提出相应的设计建议.该研

究为后期类似船型的总体设计提供一定的参考.

【期刊名称】《船舶》

【年(卷),期】2018(029)004

【总页数】6页(P14-19)

【关键词】甲板运输船;特殊主尺度;大件整体货物;稳性特点;总布置;系统设计

【作者】夏讨饭;曹凯;张志强

【作者单位】中远海运重工技术研发中心大连116600;中远海运重工技术研发中

心大连116600;中远海运重工技术研发中心大连116600

【正文语种】中文

【中图分类】U661.2

引言

甲板运输船主要用于运输不可分解的、大件尺寸的整体货物，包括海工模块、大型

发电设备、化工和炼油设备、重大基建设备、卫星和军事装备以及拖船、驳船等，

属于高附加值的特种船舶。其具有载货甲板面积大、货物涵盖范围广、整体货物运

输和装卸便捷等优点。基于甲板运输船上述功能特点，其总体设计的技术难点主要

包括：

（1）总体布置怎样实现全通无障碍载货甲板；

（2）特殊主尺度对型线优化设计的限制；

（3）如何通过合理分舱等设计，满足载运整体大件货物稳性要求；

（4）压载系统设计满足快速调载和码头装卸货物的需求；

（5）其他技术难点，如载货区域结构设计、推进系统和动力定位配置等。

笔者通过对比分析该船型与常规船型的差异，总结出该船型的总体设计特点。

1船型特点及难点设计分析

1.1主尺度特征

甲板运输船仅在甲板上载运货物，属于布置地位型船舶，货物尺寸大小决定整船的

主尺度。

甲板运输船主尺度一般具有以下特点：

（1）船宽大

由于载运单件货物的重心高度在甲板以上可达30m或更高，因此需要有足够大的

船宽和水线面面积来提供充足的复原力矩以满足稳性要求。

（2）型深小

为降低船舶整体的重心高度，在保证稳性和压载舱容积满足要求的前提下，应选择

较小的型深。较小的型深也可使船舶能够适应更多的现有码头设施，实现载货甲板

与码头基本平齐的装卸载要求。

（3）主尺度比差异

甲板运输船船宽大、吃水浅，船舶的长宽比通常很小（约为4），而宽深比和宽度

吃水比则通常较大（约为常规船型的2倍）。特殊的主尺度比给线型的设计优化

带来巨大挑战。

不同船型主尺度比参见表1。

表1不同船型主尺度比参数常规货船船型甲板运输船船型船长/型宽6～7～4

型宽/型深＜2～4型宽/吃水2～3～6

1.2线型设计和水动力性能

线型设计对船舶的主要影响包括快速性能和操作性能，对于甲板运输船，还需要重

点考虑其船长短、船宽大、型深小的船型主尺度特点。因此，首部采用进水角小的

线型并设置球鼻首，避免波浪对船首的抨击影响；尾部采用平坦的方型设计，便于

提供宽敞的载货甲板。

甲板运输船的主尺度与船体阻力和快速性相比，并不十分理想。船体有效功率大，

而螺旋桨直径却非常小，不仅影响船舶快速性，给船体线型设计也带来很大挑战。

甲板运输船由于长宽比很小，故具有较好的回转性能，但其船宽和吃水较大，因此

船舶航向的稳定性较差。针对如此特殊的主尺度比，甲板运输船通常会在尾部设置

呆木。

由于特殊的线型设计，使甲板运输船在快速性、操纵性和适航性等水动力性能方面，

与常规船型具有明显差异，所以在设计初期很难凭借经验获得准确的判断和结果，

通常需要采用CFD和船模试验相结合，通过CFD进行多轮计算和比较，再结合模

型试验对其进行验证和优化，最终确定较优的线型。

甲板运输船型线图（横剖面）参见图1。

图1甲板运输船型线图（横剖面）

1.3完整稳性的主要影响因素

船舶稳性是衡量船舶是否可以在海上安全航行的基本条件之一。甲板运输船由于其

特殊的主尺度和重大件货物运输的原因，其完整稳性的主要影响因素可归纳为以下

方面：

（1）重心高度的影响

在装载大件货物时，全船重心高度因受货物影响而大幅增加（约为装货前的3

倍）；与此同时，受风面积也随之增加约1倍，且形心高度增加3倍。由此可见，

货物的尺寸和重心高度对船舶稳性具有决定性的影响。

（2）受风面积的影响

除重心高度外