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NOBS概念船优缺点分析
发布时间:2011-10-15        浏览次数:643        返回列表
 [br]  为保证航行安全,远洋船舶需要装载一定量的压载水来维持船舶必要的吃水;船舶空载时为防止船首遭受砰击和螺旋桨空转也需要装载一定的压载水。当船舶装载货物时,需要将压载水排出以空出吨位。据统计,全世界每年大约转运100亿吨压载水,已被确认约有500种微生物经由压载水传播入侵。压载水随意排放可能带来的生物入侵和生态灾难,已经被国际海事组织(IMO)宣布为海洋面临的四大危害之一。[br]  2004年2月国际海事组织通过了国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约,该公约提高了船舶处理压载水的技术指标。同年3月,IMO出台规定,从2009年起,新建船只必须符合新标准的压载水管理系统。[br]  据悉,按照新的压载水处理标准,一艘10万吨级的散货船至少将要增加50万美元的成本。[br]  为解决这一难题,日本造船研究中心(SRCJ)提出了一种新船型无压载水船NOBS(no-ballast-watership)。SRCJ通过改变船体形状来保证船舶在无压载水的情况下具有足够的吃水,从而避免了船首遭受砰击和螺旋桨空转等问题的出现。SRCJ从2001年就开始对该船型进行研究和开发,应用于该船型的专利已被世界多数国家所接受。自2003年以来,该研究工作还受到了日本船舶技术研究协会以及私人企业的支持。[br]  2005年,日本3个主要机构:三菱重工、石川岛播磨造船和日本船级社也加入了SRCJ的这一项目,进行相关的研发工作。目前,NOBS已被证实可以应用到现实中。[br]  1NOBS总体设计NOBS船体设计中一个主要特征就是船底为横向倾斜的,如此设计主要是为了使船舶在无压载水的情况下拥有足够的吃水以保证船舶的安全航行。此外,通过加宽船体来解决排水量减少的问题,。具体来说,NOBS的船体在宽度上要比传统的船体宽;为满足吃水时的排水量,船底设计成横向具有较大倾角的形状;为分散排水量,加大了船首和船尾的面积;此外,采用小而高效的螺旋桨推进。[br]  自2001年以来,NOBS的研发工作已经取得了很大进展,目前从研发情况来看,可以确定,NOBS适用于大型船舶如苏伊士油轮和VLCC,并且有希望获得较好的经济效益。为避免空载时船首位置遭受砰击和螺旋桨发生空转,SRCJ根据目前已有气候的影响记录和传统油轮的航行记录,指出NOBS在设计中要达到以下要求:1)正常气候条件下,船舶无压载水空载时,为保证安全航行,NOBS船必须满足首吃水达到3m并且完全浸没螺旋桨的要求,传统船型则是通过在压载舱内注满压载水的方法来满足此要求;2)恶劣气候条件下,为保证船舶安全航行,NOBS船必须装载相当于传统船型四分之一的压载水以满足达到一定吃水的要求;3)与载重吨位相同的传统船型相比,NOBS必须能够至少节约5的能源;4)NOBS的船体结构强度必须满足和遵守所有规范的要求;5)NOBS必须保证良好的适航性;6)NOBS通过宽大的船体来保证船舶的平衡,防止船舶摇摆;7)NOBS的可操纵性必须满足IMO船舶操纵性标准的相关要求;8)必须充分考虑NOBS的建造和维修费用。[br]  2NOBS模型船实验结果通过对NOBS模型船与传统船型进行相关实验比较,相关实验包括:静水中的推进效率、波浪阻力的增加、波浪动力系统运动以及波浪载荷等,可以得出以下结论:1)相同条件下,NOBS船首所受到的波浪砰击和螺旋桨空转情况与传统船型相似。这表明,作为远洋船NOBS在无压载水的情况下仍可安全航行,而传统船型则需要装载排水量3040的压载水;2)恶劣气候条件下,NOBS只需装载相当于传统油轮四分之一的压载水就能够保持一定的吃水,以保证船舶安全航行;3)NOBS的推进性能在满载时能够满足要求;空载时则可提高约6.4.由此可见,用NOBS取代传统船舶,在主机和燃料消耗方面可以节省能源;4)在可以预期的航海条件下,NOBS具有足够的船体结构强度;5)在船舶运动、阻力增加以及波浪纵向弯矩性能方面,NOBS与传统船型在同一等级上,适航性方面不存在任何问题;6)NOBS可以大幅度地降低船舶的摇摆运动,因此无需安装舭龙骨;7)NOBS具有良好的可操纵性,完全满足IMO船舶操纵性标准的要求;8)随着船体宽度的增加,船体纵向弯矩也将增大。[br]  为加强船体结构强度,抵制船体纵向弯矩的增大,就需要增加船体结构重量。而船体结构重量的增加则可以通过提高推进性能来弥补。[br]  3NOBS概念船优缺点分析通过对船舶主要尺寸、船体设计等方面的研究,结果表明,新概念NOBS油船在无压载的情况下仍可安全地进行远洋航行。在此研究基础上,初步设计出了苏伊士油船和VLCC的轮廓图。[br]  此外,NOBS可以完全排除压载水携带微生物破坏海洋生态环境的可能,也就是说,NOBS将完全不受IMO有关压载水管理规范的相关规定的限制。因此,NOBS这一新概念船型很可能成为下一代环保型船舶发展的方向。[br]  以上研究表明,大型油船采用NOBS概念是有实际应用价值的。但SRCJ在过去几年的研究中,没有对散货船、集装箱船以及中小型油船采用NOBS概念的实际应用的可能性进行研究,不过一些造船专家们在这些方面进行了一定的研究并得出了一些结论。在此基础上,SRCJ分析了采用NOBS概念可能存在的优缺点,得出以下观点:1)由于NOBS只需在恶劣气候条件下装载相当于传统油船四分之一的压载水,因此,该结构船可以通过减少压载舱涂层的面积和压载水的处理设备(2004年2月IMO公布了!国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约?,对压载水的处理进行了规定),使船舶的建造和2)根据模型试验结果,可以预期,NOBS实船空载时的推进性能将比传统船型有所提高;[br]  3)为加强船体结构强度以抵消由于船体宽度增加而增大的纵向弯矩,船体结构重量将增加10.然而,从经济角度考虑,未来可以通过采用重量轻而强度高的钢材来减轻船体重量;4)由于该结构船船底具有一定的倾角,因此,船舶在建造期间或在干船坞中进行维修的过程中,需要安放不同尺寸的龙骨墩来支撑船底。[br]  4NOBS概念船未来研究趋势在NOBS与传统船舶的经济性比较中,由于NOBS船体结构重量增加而使船舶建造成本增大的问题,将在未来几年的进一步研究中得到解决。目前有关NOBS的研究还局限在采用倾斜船底和加大船体宽度的船型开发上。下一步的研究重点将放在采用倾斜船底和深吃水的船型开发上。[br]  虽然这些研究将产生不同的船体设计结构,但研究的目的都是为了达到无压载水的要求。有关船舶的操纵性和港口局限性也将成为下一步需要考虑的问题。我们期望这些研究结果能够真正应用在NOBS船的建造上。如果该型船舶建造成功将对全球海洋环境做出重大贡献。[br] [br]