李炎鋒++劉志榮++曾翠梅++劉明瑞

摘 要：本文介紹一艘全鋁合金雙體客渡輪的設(shè)計(jì)，該船的獨(dú)特設(shè)計(jì)是其國(guó)際招標(biāo)中標(biāo)的基礎(chǔ)，這些設(shè)計(jì)特點(diǎn)很好地滿足了巴西2 000客位的城市觀光旅客渡船的需要，并讓旅客能從這溫馨的渡船中感受到巴西政府對(duì)民眾的人文體貼與關(guān)愛。

關(guān)鍵詞：鋁合金雙體客渡輪；減震降噪；低碳環(huán)保；關(guān)愛旅客

中圖分類號(hào)：U674.192 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Design of Brazil Ferry P?o de A?úcar

LI Yanfeng， LIU Zhirong， ZENG Cuimei， LIU Mingrui

（Afai Southern Shipyard （Guangzhou Panyu） Ltd.， Guangzhou 511431）

Abstract： This paper introduces the unique design of an aluminum alloy catamaran passenger ferry. This design wins in the international bidding， meets the sightseeing requirements of 2 000 passengers in Brazil and allows passengers to feel the humanistic care and love of the Brazilian government.

Keywords： Aluminum Alloy catamaran passenger ferry； Vibration and noise reduction；Low-carbon and environment friendly； Care for passengers

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

英輝南方造船（廣州番禺）有限公司和來(lái)自22個(gè)其他國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)者參加了巴西里約熱內(nèi)盧州政府的一個(gè)國(guó)際公開招標(biāo)項(xiàng)目，經(jīng)過嚴(yán)格考核與多重評(píng)審程序，英輝南方成功中標(biāo)該項(xiàng)目的7艘2 000客位全鋁合金客渡船的設(shè)計(jì)與建造工程，其中6艘以柴油為燃料，一艘配備柴油和壓縮天然氣（CNG）雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，將在24～30個(gè)月內(nèi)全部完成交付，目前已成功在巴西交付第一艘“面包山”號(hào)及后續(xù)各船（見圖1）。該項(xiàng)目的成功中標(biāo)，展現(xiàn)了英輝南方在全球鋁合金造船市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。

該項(xiàng)目為巴西2016年奧運(yùn)會(huì)旅客運(yùn)輸服務(wù)的項(xiàng)目之一，用于里約熱內(nèi)盧及其衛(wèi)星城尼泰羅伊市之間的水上交通服務(wù)。里約-尼泰羅伊客渡航線是西半球距離最長(zhǎng)的城際水上航線，目前存在客流量迅速增長(zhǎng)、船舶陳舊老化等問題，無(wú)法滿足市民的出行需求。英輝南方設(shè)計(jì)和建造的這批客渡船將大幅度提高該航線的安全性和舒適性，國(guó)際一流的設(shè)計(jì)、優(yōu)質(zhì)的建造質(zhì)量和舒適便利的艙室環(huán)境將使里約全體市民受益。

短途快速渡輪“面包山”號(hào)是一艘設(shè)計(jì)獨(dú)特的中速鋁合金雙體客船。船舶首尾對(duì)稱，在頂甲板設(shè)置有2個(gè)遠(yuǎn)離船中、具有最大視域的駕駛室，確保駕駛員具有良好的視野，方便船舶的安全靠港、停泊。流線型的船體帶來(lái)良好的耐波性，能確保船舶的舒適性、安全性及高燃油效率。船舶外觀為藍(lán)白波浪紋路相間，突出輕快、明亮的海濱城市特點(diǎn)。

本船船體及上層建筑均采用船用鋁合金焊接而成。

本船為全電力推進(jìn)客渡輪，2臺(tái)主柴油發(fā)電機(jī)組分別驅(qū)動(dòng)2個(gè)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器，全船一共4個(gè)全回轉(zhuǎn)、對(duì)轉(zhuǎn)槳推進(jìn)器?？捎梢蝗瞬倏v，安全實(shí)現(xiàn)全速前行、后退、平移等多功能，任一駕駛室均能操縱全船4個(gè)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器，實(shí)現(xiàn)兩岸停、離碼頭不調(diào)頭航行，快速、便捷操縱船舶。

2 主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)

船 名 P?o de A?úcar（第一艘船名：面包山）

船旗國(guó) 巴西

船藉港 Rio de Janeiro

識(shí)別號(hào) CN20141240328

船 東 State Department of Transportation

of the State of Rio de Janeiro of Brazil

造船廠 英輝南方造船（廣州番禺）有限公司

船 級(jí) BUREAU VERITAS （BV）

船舶總長(zhǎng) 78.4 m

型 寬 14.4 m

型 深 4 m

滿載吃水 1.75 m

航速（滿載） ≥18 kn

全速回轉(zhuǎn)半徑 ～2倍船長(zhǎng)

全速慣性急停距離 3～6倍船長(zhǎng)（至怠速）、

2.5～4倍船長(zhǎng)（至全速倒車）

總噸位 1 999 t

船舶主要噪聲 駕駛室及客艙≤60 +3 dB（A）

該項(xiàng)目在招評(píng)標(biāo)及建造測(cè)試驗(yàn)證過程中，船東非常關(guān)注這類淺吃水、全鋁合金客渡輪的一些技術(shù)指標(biāo)。比如：船舶的設(shè)計(jì)吃水及包含螺旋槳推進(jìn)器等的最大吃水，就是這個(gè)吃水指標(biāo)限制，淘汰了一大批投標(biāo)者；而船舶的噪聲指標(biāo)更是苛刻，若無(wú)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算基礎(chǔ)，將無(wú)法保證這個(gè)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也就意味著無(wú)法進(jìn)行可靠的應(yīng)標(biāo)。此外，船舶的燃油消耗指標(biāo)以及船舶的綜合布置和外觀造型等，這些都是船東關(guān)注的核心指標(biāo)之一，所有這些關(guān)鍵指標(biāo)的符合性響應(yīng)，是英輝南方在國(guó)際鋁合金船艇競(jìng)標(biāo)中的核心實(shí)力體現(xiàn)。

3 主要設(shè)備

（1）主推進(jìn)發(fā)電機(jī)組

Caterpillar3512C-HD型船用柴油機(jī)2臺(tái)，額定轉(zhuǎn)速1 800 r/min， 柴油機(jī)額定功率1 628 kW。

（2）主推進(jìn)發(fā)電機(jī)

型號(hào)：3512C-HD

功率：1 550 kW

轉(zhuǎn)速：1 800 r/minendprint

電制：690 V，3P，60 Hz

（3）輔助發(fā)電機(jī)組

型號(hào)：C9

功率：215 kW

轉(zhuǎn)速：1 800 r/min

電制：440 V - 60 Hz

（4）主要救生設(shè)備

救生浮具41只，每只容納50人；救生圈10只；乘客救生衣2 200件（其中200件兒童救生衣），船用工作救生衣18件；火箭降落傘信號(hào)12支。

4 全船特殊設(shè)計(jì)

（1）對(duì)轉(zhuǎn)全回轉(zhuǎn)螺旋槳、電力推進(jìn)設(shè)計(jì)：本船配置了4臺(tái)對(duì)轉(zhuǎn)、全回轉(zhuǎn)螺旋槳，采用高效的電力推進(jìn)，配以流暢的船體對(duì)稱線型，使得燃油消耗完全符合船東的招標(biāo)要求。對(duì)比其現(xiàn)有渡船，為船東節(jié)省大量燃料費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)船東提出的低碳環(huán)保設(shè)計(jì)要求，這是本船的一大設(shè)計(jì)亮點(diǎn)；

（2）淺吃水設(shè)計(jì)：在滿足船舶強(qiáng)度的前提下，優(yōu)化總體及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大量選用鋁合金帶筋板結(jié)構(gòu)、槽型艙壁結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格控制重量，輔以合適的建造工藝，使船舶最終滿足客戶的淺吃水要求；

（3）合理的船舶總體布置和極具現(xiàn)代感的船舶外觀造型及色彩設(shè)計(jì)：世界上有眾多的雙駕駛室客渡船，但只有讓船東感覺是為其打造的“有面子”的特有設(shè)計(jì)，才是船東需要的服務(wù)；

（4）全船噪聲控制：機(jī)艙遠(yuǎn)離客艙區(qū)布置，并采用雙層隔音減振設(shè)計(jì)。在機(jī)艙結(jié)構(gòu)圍壁上敷設(shè)特殊隔音棉材料，在結(jié)構(gòu)圍壁和機(jī)器設(shè)備之間安裝了專用吸音、隔音罩板，機(jī)艙底部采用SYLOMER作減震結(jié)構(gòu)，主要機(jī)器采用公用底座和高減振復(fù)合底座，使機(jī)艙設(shè)置成具有雙隔音層的箱型結(jié)構(gòu)，這些措施可有效減少機(jī)器設(shè)備艙的噪聲結(jié)構(gòu)傳遞，同時(shí)對(duì)機(jī)艙的進(jìn)出風(fēng)口均采用消聲設(shè)計(jì)，減少機(jī)艙噪聲及其振動(dòng)對(duì)外的傳遞，使得客艙、駕駛室等處所的噪音滿足船東要求的噪聲等級(jí)，全船具有良好舒適性，這正是英輝能中標(biāo)的重要原因之一。

（5）客艙外門設(shè)計(jì)：在滿足風(fēng)雨密性要求的前提下，上下兩層的客艙前后旅客進(jìn)出門均設(shè)置為搖控自動(dòng)開啟，減少了靠碼頭時(shí)船員操作開門的時(shí)間，從而縮短旅客上、下船的時(shí)間。 圖2為李克強(qiáng)總理在“面包山”輪上主持座談會(huì)。

5 關(guān)愛旅客設(shè)計(jì)

基于巴西國(guó)內(nèi)法規(guī)的特殊要求及對(duì)旅客的關(guān)愛考慮，我們定制了不少關(guān)愛旅客的設(shè)計(jì)。

（1）門檻斜坡：主客艙的前后主門和側(cè)面通道門，在其門檻上設(shè)置了滿足巴西法規(guī)要求的大斜度斜坡，變成無(wú)門檻、無(wú)障礙的連續(xù)通道設(shè)計(jì)，方便全體旅客特別是殘疾人士上下船；

（2）肥胖人以及殘障人士專用座椅及位置：在客艙內(nèi)為肥胖人士、殘障人士設(shè)置了專用的座椅及其位置，配置專用的安全帶；

（3）盲人通道及其標(biāo)示：在客艙區(qū)及旅客上下通道、走道、衛(wèi)生間等處所，為盲人設(shè)置了專門的標(biāo)識(shí)及符號(hào)標(biāo)志，具有連續(xù)的通道標(biāo)識(shí)，讓盲人可實(shí)現(xiàn)安全上下船和找到合適的座椅位置；

（4）殘障人衛(wèi)生間呼叫系統(tǒng)：在殘障人衛(wèi)生間設(shè)有緊急呼叫按鈕及拉繩，門口設(shè)報(bào)警聲響器，駕駛室設(shè)報(bào)警應(yīng)答器，保證殘障人士在衛(wèi)生間的任何位置均能拉響求助聲響器；

（5）自行車存放支架：本船設(shè)置了立式、水平式的自行車存放支架，可以滿足不同旅客的出行需求；

（6）甲板艙蓋的平置式設(shè)計(jì)：在滿足船舶密性安全的前提下，該船的主甲板及上甲板客艙，整個(gè)甲板面都沒有突出的艙口蓋，全部設(shè)置為平置式艙口蓋，保證了旅客的行走安全；

（7）全船中央空調(diào)設(shè)計(jì)：相比普通的渡口渡船，該船客艙設(shè)置了中央空調(diào)以及客艙自動(dòng)新風(fēng)換氣系統(tǒng)，這一設(shè)計(jì)得到了客戶及旅客的極力贊賞。

6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本船采用雙體船形式，有中央連接橋和左右兩個(gè)片體相連，在滿足總縱強(qiáng)度要求下，大量選用鋁合金帶筋板及槽型艙壁結(jié)構(gòu)，大大減少了船體材料，減輕船體重量，這對(duì)高速船及減少燃油消耗非常有利。通過全船有限元設(shè)計(jì)計(jì)算，優(yōu)化具體的肋框及甲板橫縱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既滿足強(qiáng)度要求，又降低結(jié)構(gòu)重量。

上層建筑為旅客的活動(dòng)區(qū)域，在結(jié)構(gòu)方面充分考慮盡量增大空間和人性化設(shè)計(jì)。舷側(cè)是肋框形式，中間均采用立柱作支撐，立柱與座位巧妙布置，給旅客活動(dòng)提供舒適的無(wú)障礙感。

7 消防及空調(diào)安全設(shè)計(jì)

本船配備了2臺(tái)消防泵，每一臺(tái)消防泵都可以滿足全船消防要求，互為備用。每層甲板及艙室、客艙區(qū)均設(shè)置消防栓，消防水射程達(dá)到15 m以上，每個(gè)區(qū)域可實(shí)現(xiàn)同時(shí)有兩股消防水覆蓋，不僅滿足BV船級(jí)社要求，同時(shí)也滿足巴西海事及船東的特殊要求。

機(jī)艙區(qū)域設(shè)置了CO2滅火裝置，CO2釋放時(shí)在駕駛室和相應(yīng)機(jī)艙都會(huì)有警報(bào)響起。啟動(dòng)CO2系統(tǒng)以后，相應(yīng)機(jī)艙的通風(fēng)將會(huì)停止，進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)防火風(fēng)閘都將自動(dòng)關(guān)閉。其他安全消防系統(tǒng)均嚴(yán)格按照船級(jí)社要求配備。

空調(diào)系統(tǒng)：全船每個(gè)工作艙室、客艙都配備了空調(diào)系統(tǒng)。駕駛室處所、船員處所、乘客處所、機(jī)艙、泵艙和有限空間都提供了機(jī)械通風(fēng)。乘客和船員處所要持續(xù)提供至少每人每小時(shí)17 m?的新鮮空氣。新鮮空氣的新風(fēng)機(jī)組可以根據(jù)客艙室內(nèi)CO2濃度自動(dòng)啟動(dòng)?？照{(diào)及新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了對(duì)旅客空氣安全、舒適的充分考慮。

8 電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本船推進(jìn)系統(tǒng)由2臺(tái)船用柴油發(fā)電機(jī)組提供，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的額定功率為1 550 kW，分別驅(qū)動(dòng)2臺(tái)700 kW的全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器。在前、后駕駛室均設(shè)有推進(jìn)控制系統(tǒng)，控制方式可通過一鍵轉(zhuǎn)換，操作方便、快捷。船上航行燈、信號(hào)燈隨推進(jìn)控制方式的轉(zhuǎn)換同時(shí)轉(zhuǎn)換首、尾方向，避免了船員再次人為操作的繁瑣。

船上另設(shè)置2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組，供電給全船其他設(shè)備、日常生活用電。

涉及航行安全、機(jī)器設(shè)備的故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警采用綜合監(jiān)測(cè)的方式，在前、后駕駛室均能掌握全船的監(jiān)測(cè)點(diǎn)、報(bào)警點(diǎn)，操作界面采用先進(jìn)的觸摸屏形式。

乘客處所的照明采用先進(jìn)可靠的LED燈具，即節(jié)能又美觀，方形的外觀與天花渾然天成。

航線按BV規(guī)范要求屬于內(nèi)河航區(qū)，但是考慮船舶實(shí)際航線為內(nèi)陸海域，導(dǎo)航、無(wú)線電設(shè)備按A2海區(qū)進(jìn)行配置。船上設(shè)GPS、AIS、X-band雷達(dá)、電羅經(jīng)等導(dǎo)航設(shè)備，設(shè)VHF、NAVTEX、雷達(dá)應(yīng)答器、應(yīng)急示位標(biāo)、手持VHF等無(wú)線電設(shè)備，保證船舶航行安全。

設(shè)有專門的娛樂系統(tǒng)，由電視、DVD組成，與公共廣播相聯(lián)?？赏ㄟ^全船的廣播系統(tǒng)向乘客放送背景音樂，播放DVD，為旅客提供舒適愉悅的旅途。

9 結(jié)語(yǔ)

全鋁合金客渡船是船舶市場(chǎng)的一個(gè)小的分支，雖然其尺度和噸位相比大型游輪或三大主力船型而言很小，但鋁合金船相比鋼質(zhì)船、玻璃鋼船等有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如環(huán)保性、綜合經(jīng)濟(jì)性等，在國(guó)外特別是歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家取得了良好的發(fā)展，無(wú)論是大型的客渡輪或是小型的工作艇、巡邏艇，甚至諸如導(dǎo)彈快艇、軍用高速運(yùn)輸船等方面，都得到了很好的應(yīng)用。因此，期待通過我們與業(yè)界的共同努力，切實(shí)提高和改進(jìn)鋁合金船的設(shè)計(jì)及建造技術(shù)，將鋁合金船能更好、更多地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)。endprint