張文斌，張敏健

（上海船舶研究設計院，上海 201203）

滾裝船的研究與研發(fā)

張文斌，張敏健

（上海船舶研究設計院，上海 201203）

對滾裝船的航運市場和造船市場進行研究，得出結論：全球前7大滾裝船運營商主要集中在地中海、波羅的海和北海沿岸國家，其車道總長度約占統(tǒng)計船隊的60%；全球前3位滾裝船建造廠是德國的FSG、我國的金陵船廠和韓國的現(xiàn)代尾浦。根據(jù)船寬、最大吃水、甲板層數(shù)、活動甲板、跳板和服務航速等因素的差異，分析航行于地中海、波羅的海和北海區(qū)域的滾裝船統(tǒng)計船隊的技術特征。由此，研發(fā)航行于地中海區(qū)域的2700m車道雙燃料主機推進的新型滾裝船，該船可滿足更靈便載運滾裝貨物要求、船舶能效設計指數(shù)（Energy Efficiency Design Index，EEDI）階段2要求、低硫化物排放要求和NOxTier Ⅲ排放要求。

船舶、艦船工程；滾裝船；研究；研發(fā)

0 引 言

滾裝船多用于運輸國際短途滾裝貨物，主要在地中海、波羅的海和北海航行，其航線往往是可在3d內到達的點對點中短程航線。表1為滾裝船主要港口間的航程和航行所需時間。

表1 滾裝船主要港口間的航程和航行所需時間

滾裝船主要載運的貨物有道路拖車、低架拖車系統(tǒng)、卡車、卷筒紙、集裝箱及巨型/重型設備等，其中巨型/重型設備無標準的質量和尺度。圖1為低架拖車系統(tǒng)。

1 滾裝船市場

1.1 航運市場

近年來，除了一些特殊的航線（如愛爾蘭航線）之外，車道長度＜1500m的滾裝船正被逐步淘汰。根據(jù)HIS Fairplay的統(tǒng)計，截至2015年9月，現(xiàn)有滾裝船船隊中車道長度＞1500m且結構吃水≤7.8m的滾裝船共計202艘，總計524621m車道。表2為全球前7大滾裝船運營商的船舶數(shù)量和車道長度。

表2 全球前7大滾裝船運營商的船舶數(shù)量和車道長度

由表2可知：全球前7大運營商主要集中在地中海、波羅的海和北海沿岸國家，共計運營109艘船舶，車道總長度達314354m，平均車道長度達2760m。從車道總長度來看，前7大運營商的車道長度約占統(tǒng)計船隊車道長度的60%，具有一定的壟斷地位。

1.2 造船市場

自20世紀90年代以來，全球范圍內有德國、法國、芬蘭、丹麥、波蘭、韓國、日本和我國建造過滾裝船。近15a來，主要承建此類船舶的造船廠有德國的FSG、波蘭的Szczecin、韓國的現(xiàn)代尾浦、日本的kyokuyo和我國的金陵船廠。根據(jù)HIS Fairplay的統(tǒng)計，截至2015年9月，按照車道總長度排序，全球前3位滾裝船建造廠是德國的FSG、我國的金陵船廠和韓國的現(xiàn)代尾浦。表3為全球前3位滾裝船建造廠所建造的滾裝船數(shù)量和車道長度。

表3 全球前3位滾裝船建造廠所建造的滾裝船數(shù)量和車道長度

由表3可知：全球前3位滾裝船建造廠共計交付71艘滾裝船，車道總長度達232795m，平均車道長度達3279m。

2 統(tǒng)計船隊的技術特征

從202艘滾裝船的統(tǒng)計船隊中可看出：滾裝船屬于航線定制型特種船舶，互通性不強。為研究統(tǒng)計船隊的技術特征，通過對分別適應土耳其至意大利航線、芬蘭至英國航線、英國至荷蘭航線的FSG滾裝船、金陵船廠滾裝船及142m總長滾裝船的船型進行對比分析，分別研究航行在地中海、波羅的海和北海的滾裝船的技術特征。

2.1 FSG系列滾裝船技術特征

FSG系列滾裝船[1-2]主要包括FSG2700、FSG3700、FSG3800和FSG4100。表4為FSG系列滾裝船典型船型。

表4 FSG系列滾裝船典型船型

FSG系列滾裝船的主要技術特征是：航行區(qū)域主要為地中海；寬度為26.0～26.5m；最大吃水為7.00～7.42m；服務航速為20～23kn；甲板層數(shù)為3～4層（固定甲板），有些配置2層活動甲板；艉跳板配備1塊；上層建筑均位于船舯后。圖2為FSG 3700滾裝船示意圖。

2.2 金陵船廠滾裝船[1,3]技術特征

金陵船廠建造的滾裝船主要包括8050dwt紙/拖車、10300dwt紙/拖車和10500dwt滾裝貨船。表5為金陵船廠滾裝船典型船型。

表5 金陵船廠滾裝船典型船型

金陵船廠滾裝船的主要技術特征是：航行區(qū)域主要為波羅的海；有較高的冰區(qū)加強；船寬為20.6～26.5m；最大吃水為6.6～6.9m；服務航速為20kn；甲板層數(shù)為3～4層（固定甲板），有些配置2層活動甲板；配備2塊艉跳板；上層建筑均位于艏部。圖3為10500dwt滾裝貨船總布置簡圖。

2.3 142m總長滾裝船技術特征

142m總長滾裝船[1,4]主要在日本、我國、西班牙和德國的船廠建造。表6為142m總長滾裝船典型船型。

表6 142m總長滾裝船典型船型

142m總長滾裝船的主要技術特征是：航行區(qū)域均在北海，受港口約束總長限制在142m左右；無冰區(qū)加強；船寬為23～25m；最大吃水為5.4～5.7m；服務航速為18～22kn；甲板層數(shù)為3～4層（固定甲板），沒有配置活動甲板，艉跳板配備1塊～2塊；上層建筑均位于艏部。圖4為142m總長滾裝船總布置簡圖。

3 2700m車道新型貨物滾裝船研發(fā)

3.1 主要參數(shù)

結合對滾裝船市場和統(tǒng)計船隊技術特征的研究，考慮到地中海、波羅的海和北海區(qū)域有極嚴格的硫排放法規(guī)限制及從2016年1月1日開始生效的新造船NOxTier Ⅲ的要求，研發(fā)一種滿足Tier Ⅲ排放標準、主要航行于地中海區(qū)域、適航于法國至土耳其航線的2700m車道雙燃料主機推進滾裝船，其主要參數(shù)見表7。表8為均值滿載工況和壓載工況下的壓載水量及穩(wěn)性。

表7 2700m車道滾裝船主要參數(shù)

表8 2700m車道滾裝船裝載工況

3.2 總體布置

2700m車道新型滾裝船因設計吃水相對較淺而采用雙機雙槳推進方式；主甲板以下采用雙殼設計，雙層底內均布置壓載水艙和空艙；4對燃油儲存艙布置在貨艙區(qū)的邊艙內；艏尖艙為壓載水艙；設置1對防橫傾水艙和防橫搖水艙；配備3層固定甲板、3層電動活動甲板、1塊寬15m的艉部跳板、1臺20t的甲板吊、2個1000kW的艏側推、2個1400m3的C型LNG罐。圖5為2700m車道新型滾裝船總布置簡圖。

3.3 貨艙布局

2700m車道滾裝船的貨艙布局是按照滾裝船甲板凈高進一步增大、活動甲板增多的趨勢研發(fā)的。圖6為2700m車道新型滾裝船的貨艙布局。由圖6可知：下貨艙在活動甲板處于收藏位置時的凈高達6.5m，可方便地載運2層堆積的集裝箱；上貨艙在無活動甲板時的凈高達8.5m，可載運超重/超高滾裝貨物；3層活動甲板的配備可方便載運凈高在2.0～4.1m的滾裝貨物。

3.4 EEDI分析

按照國際海事組織海上環(huán)境保護委員會決議的要求，自2015年9月1日起簽訂建造合同的滾裝貨船需滿足階段1的船舶能效設計指數(shù)（Energy Efficiency Design Index，EEDI）要求。滾裝貨船要求的EEDI為1405.15×DWT-0.498，其中階段1按照5%進行折減。按照MEPC.245(66)[5]的計算方法進行其EEDI得到值的分析。表9為2700m車道新型滾裝船在階段0、階段1及階段2的EEDI要求值和得到值。

表9 2700m車道新型滾裝船的EEDI要求值和得到值

由于2700m車道新型滾裝船配備了雙燃料主機，因此在設計航速為19kn的情況下可滿足滾裝貨船相對EEDI階段2的要求。

4 結 語

在對滾裝船市場和統(tǒng)計船隊技術特征進行研究的基礎上，考慮EEDI的要求、硫化物和NOx排放法規(guī)，研發(fā)適航于法國至土耳其航線的2700m車道雙燃料主機推進的新型滾裝船。該船既具有甲板凈高進一步增大、活動甲板增多、可更靈便地載運滾裝貨物的特點，又具有可滿足EEDI階段2要求、低硫化物要求和NOxTier III排放要求的優(yōu)點。

[1] The Royal Institution of Naval Architects (RINA).Significant Ships[G].London: RINA, 1991～2014.

[2] Stefan Krueger.Design of modern roro ships [R].Hamburg: Technical University of Hamburg-Harburg, 2002.

[3] 錢海波.歐洲滾裝船設計回顧[J].船舶設計通訊，2009 (3): 22-26.

[4] 車文斌.120車位滾裝船簡介[J].廣船科技，1998 (3): 1-5.

[5] IMO.Guidelines on the method of calculation of the attained Energy Efficiency Design Index (EEDI) for new ships: MEPC.245(66)[S].2014.

Research and Development of Ro-Ro Ships

ZHANG Wen-bin，ZHANG Min-jian

（Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute, Shanghai 201203, China）

Both the shipping market and shipbuilding market of Ro-Ro ships are studied with the conclusion that the top seven Ro-Ro ship operators are mainly located in the costal countries of the Mediterranean, the Baltic Sea and the North Sea, whose aggregate lane meters account for 60% of the statistical fleet.The top three Ro-Ro shipbuilding yards are the FSG from Germany, JINLING Shipyard from China and the Hyundai Mipo Shipyard from Korea.Then, the technical features of the Ro-Ro ship operating in the Mediterranean, the Baltic Sea and the North Sea are analyzed based on the differences in ship breadth, maximum drafts, number of deck levels, activities decks, springboards, service speeds and etc.As a result, a new generation of Ro-Ro ship to operate in the Mediterranean is developed with 2700m lane length and duel fuel propulsion engine, which meet the requirement for convenient transportation of ro-ro cargos, the phase II of EEDI (Energy Efficiency Design Index) Ro-Ro rules, the low SOxemission regulations and IMO Tier III NOxemission standard.

ship and naval architecture; Ro-Ro ship; research; research and development

U674.13+5

A

2095-4069 (2017) 04-0009-06

10.14056/j.cnki.naoe.2017.04.003

2016-03-01

張文斌，男，博士，研究員，1979年生。主要從事船舶總體設計與開發(fā)。