胡關(guān)德 王剛毅

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海 200032）

0 前言

當(dāng)今，各種專用貨物運(yùn)輸船的問世，已經(jīng)把散裝谷物、煤炭、礦石、油類等各種大宗貨物以及集裝箱和各種輪胎式車輛的運(yùn)輸納入了各自的范疇。但除了上述各種貨物外還有大量無法被這些船舶接納的貨物，如雜貨、包裝貨、大件、重件、小批量貨物等。這就需要另一些船舶來運(yùn)輸，多用途船以其分艙的靈活性滿足了這些貨物的裝運(yùn)要求。除了散貨船、油船和集裝箱船三種主流船型外，多用途船可以說是第四種需求量較大的船型。

“多用途船”這個(gè)詞出現(xiàn)得并不很久，它是從曾經(jīng)的干貨船和雜貨船演變而來，上世紀(jì)60年代我國曾建造過幾型萬噸輪，如大連船廠的“躍進(jìn)”號(hào)，滬東船廠的“陽”字號(hào)和上海船廠的“鳳”字號(hào)，均屬這種船型。

1 多用途船的特點(diǎn)

多用途船承載的貨物廣而雜，既可以裝載各種箱、袋包裝貨和托盤貨等各種體積小、重量輕的貨物，也有能力搭載外型尺寸大、重量重的長大型貨物和重貨，如化工蒸錨塔、大型礦山工程機(jī)械設(shè)備、機(jī)車、車箱、小型船艇等。其他貨物，如鋼管、鋼軋、鋼卷筒等鋼材制品，以及紙制品、成型木材等木材制品都是用途船非常合適的貨源。此外，還可以承運(yùn)散裝貨物和集裝箱，可謂“大小由之，輕重皆宜”。

1.1 船舶載重量較小

相對(duì)于散貨船、油船和集裝箱船三大主流船型，多用途船屬于中小型船，由于貨物雜、批量小，因此船舶的載重量不會(huì)太大。

現(xiàn)今的多用途船的載重量大多在10000 t～30000 t之間。

1.2 航速分布范圍寬

散貨船和油船等運(yùn)輸大宗貨的船舶，航速要求較低，一般在14 kn～15 kn之間，集裝箱船的航速較高，通常超過20 kn，有的高達(dá)25 kn。多用途船的航速范圍分布較寬，低的只有12 kn，高的超過19 kn，有些搭載冷藏貨的，航速可超過21 kn。多用途船的航速分布雖寬，但速長比都處于較高區(qū)間，一般都高于0.22，這個(gè)數(shù)字也涵蓋了載重量僅為4000 t左右、航速在13 kn的小船，例如一型3500 DWT重吊多用途船的服務(wù)航速為18 kn，速長比高達(dá)0.30，主機(jī)功率為3680 kW，每載重噸為1.05 kW，可謂民用貨物運(yùn)輸船中之最高者。

1.3 多層甲板

散貨船、油船和集裝箱船都是單甲板，但多用途船大多設(shè)有一層或多層二甲板。多用途船在一個(gè)航次中經(jīng)常裝有多種貨物，外型尺寸和重量相差很大，需要合適的艙位把貨物分票，避免混裝，確保貨物安全，所以船上要設(shè)置較多分隔的貨艙和多層甲板來滿足這種要求。

我國以前建造的多用途船除上甲板外還設(shè)置了兩層固定式二甲板，將貨艙分為三層，底層貨艙較高，二甲板之間的貨艙則較低，三層甲板都采用液壓貨艙蓋。這種貨船受當(dāng)時(shí)造船技術(shù)所限，貨艙口較小，貨艙內(nèi)裝卸盲區(qū)大，裝卸貨很不方便，效率很低。

隨著造船技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代多用途船發(fā)生了很大的改變。貨艙大開口，裝卸貨無盲區(qū)。二甲板多為可折式，可隨貨物需要設(shè)置于予定的高度，在裝散裝谷物時(shí)也可當(dāng)作谷物止移艙壁使用。不需要二甲板時(shí)可以儲(chǔ)存于船上合適的位置。可折式二甲板的設(shè)計(jì)，增加了船舶攬貨的靈活性，提高了船舶營運(yùn)能力，被越來越多的船東采用。

1.4 船型多而雜

世界各地貨物輸入和輸出的不同決定了船東對(duì)多用途船的需求必然各有所求，某一種船型很難被其他船東完全采納，所以不能象三大主流船舶那樣“一型多主”，大批量建造。如我院曾在短期內(nèi)為CSM、RECKMARS和C-P三家航運(yùn)公司設(shè)計(jì)了三型3萬噸多用途船，第二、第三型都是在第一型的基礎(chǔ)上對(duì)總體布置或主要尺度作了一定的修改，成為三種不同型的3萬噸多用途船。

由于不同的船東有不同的需求，造成了多用途船型多而雜，近二十年來，我院就已經(jīng)設(shè)計(jì)了從3600 DWT到40000 DWT近二十種多用途船。

2 船舶主要尺度

確定船舶主要尺度和船型系數(shù)的主要因素是載重量和航速。載重量大的船尺度大，反之則??；航速高的船型細(xì)長，L/B大，反之則?。缓剿俑叩腃b小，反之則大。這是選擇船舶主要尺度和系數(shù)遵循的規(guī)律，但這種規(guī)律對(duì)于多用途船就未必適用。由于船東的需求不同，有些載重量不大的小船要求較高航速，造成高速長比、小L/B的船型。例如有一型載重量4000 t航速為17 kn的船，速長比高達(dá)0.241,而長寬比僅5.05。這種數(shù)據(jù)的組合從設(shè)計(jì)者常規(guī)觀點(diǎn)看是很不合理的，但從經(jīng)營者的視角出發(fā)只有這種設(shè)計(jì)才能滿足其營運(yùn)的要求。

多用途船是一種比較特殊的運(yùn)輸船，由于經(jīng)營者的需求不同，船型也各有差異，設(shè)計(jì)者不應(yīng)從常規(guī)的設(shè)計(jì)思路去考慮問題，而應(yīng)適應(yīng)經(jīng)營者的要求。此外，經(jīng)常將不能進(jìn)入貨艙的大型貨物布置在上甲板上。

在確定主要尺度時(shí)有一項(xiàng)重要的工作需開展，即對(duì)空船重量進(jìn)行估算。對(duì)于三大主流船型都可以利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或公式等比較簡捷的方法進(jìn)行估算。但多用途船重量差異較大，對(duì)于載重量相似或船舶主尺度接近的船，因?yàn)榭傮w布置形式、舾裝和動(dòng)力裝置布置的差異，會(huì)造成空船重量差別也較大。在設(shè)計(jì)時(shí)，只能選擇各方面比較相似的船型進(jìn)行參考。

3 總布置

目前，隨著新船型的開發(fā)，不同型式的多用途船在不斷推出。這里我們只討論最基本的普通型和重吊型兩種。

3.1 普通型多用途船

普通型多用途船是從以前的雜貨船發(fā)展而來的，最突出的變化有：

1）從三島式的舯機(jī)型改為尾機(jī)型，舯部橋樓的消失，使貨艙區(qū)連成了一片，增加了貨艙長度和甲板上的載貨面積。

2）貨艙區(qū)從單殼懸臂梁結(jié)構(gòu)改為雙殼大開口結(jié)構(gòu)，貨艙構(gòu)成了箱形，減少了貨物裝卸的盲區(qū)，裝卸速度有了很大提高。

3）起貨設(shè)備從吊桿改成克令吊，縮短了起貨設(shè)備需要的上甲板長度，從而增加了貨艙的長度，利于貨物裝卸，也加快了裝卸速度。

這種船型的貨艙不是很長，一般縱向能容納4～6個(gè)20英尺標(biāo)準(zhǔn)箱裝箱，克令吊設(shè)于兩個(gè)貨艙之間的船中前，上甲板采用液壓折疊式艙口蓋，向首尾兩端開啟，二甲板采用液壓折疊式或吊離式或兩種形式兼?zhèn)?。燃油艙布置在兩個(gè)貨艙口之間、克令吊和貨艙蓋儲(chǔ)存區(qū)下面的被兩舷邊艙和雙層底保護(hù)的深艙內(nèi)，滿足了油艙保護(hù)的要求。這是一種比較典型的布置形式。這種多用途船的載重量較大，我院設(shè)計(jì)的28000 t、30000 t（見圖 1）和 40000 t（見圖 2），均可列為這種船型。

3.2 重吊型多用途船

普通型多用途船貨艙內(nèi)受其開口長度的限制、甲板上受貨物吊在船中的阻礙而難以搭載外型尺寸大、重量重的貨物，重吊多用途船的推出有效地解決了這個(gè)問題，其特點(diǎn)如下：

1）起重設(shè)備能力大。普通型多用途船的克令吊的能力一般小于100 t，重吊多用途船的單機(jī)起重能力可以高達(dá)數(shù)百噸，個(gè)別船型已達(dá)900 t，雙機(jī)聯(lián)吊達(dá)1800 t。

2）重吊設(shè)于舷側(cè)。靠岸裝卸時(shí)吊車所需的跨距縮短，起重能力相應(yīng)有所提高；船中心線上不設(shè)吊車，貨艙區(qū)甲板上從首到尾、從左到右沒有障礙物，貨物的堆放區(qū)域有效面積增大，有利于超長大件貨物的搭載。重吊設(shè)于舷側(cè)，使前后相鄰貨艙的艙蓋在收藏時(shí)能相互靠緊，與普通型相比貨艙長度有所增加。

3）減少貨艙數(shù)增加貨艙長度。為了能在貨艙內(nèi)裝載長大件重貨，不少重吊船在滿足破艙穩(wěn)性條件下，減少貨艙數(shù)，增加貨艙長度，某些萬噸級(jí)的重吊船只設(shè)置了一個(gè)貨艙，其貨艙長度超過了100 m。同時(shí)，利用吊離式二甲板兼作橫艙壁，需要時(shí)可將一個(gè)長艙分隔為2個(gè)或多個(gè)貨艙，以增加配載的靈活性。

4）設(shè)有防橫傾系統(tǒng)和容量較大的抗橫傾水艙，以保證裝卸作業(yè)過程中重吊能在限制的橫傾角下正常工作。

從近年來不斷推出的新船型可以看到，重吊多用途船隨著造船技術(shù)的發(fā)展有很廣闊的發(fā)展前景。

4 貨艙口和貨艙蓋

4.1 貨艙

多用途船的總體布置多為尾機(jī)型，貨艙設(shè)于機(jī)艙前，貨艙區(qū)設(shè)有雙層底和雙殼結(jié)構(gòu)，貨艙盡量構(gòu)成箱形，橫艙壁和縱艙壁為垂直平面，盡量減少裝卸盲區(qū)，無影響貨物裝卸的突出物。用于二甲板的支撐和貨物綁扎的眼環(huán)不使用時(shí)儲(chǔ)存在艙壁內(nèi)。

圖1 30000 DWT多用途船

圖2 40000 DWT多用途船

圖3 19100 DWT多用途船

圖4 10000 DWT多用途船

但真正所謂的箱形貨艙只能在艙舯部實(shí)現(xiàn)，首尾二端的貨艙二側(cè)內(nèi)壁只能是上寬下狹的傾斜形或臺(tái)階形，這兩種形式各有長短。側(cè)斜型側(cè)壁損失的貨艙容積小，實(shí)得貨艙容積較大，最適宜裝散裝貨物。不利之處是在裝箱形貨和托盤貨時(shí)不可利用的容積較多。

臺(tái)階形的結(jié)構(gòu)與集裝箱船相似，臺(tái)階的高度和長寬一般能堆放一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱（TEU）或FEU。這種形式實(shí)得貨艙容積小于前者，適宜于裝載箱形貨，托盤和集裝箱等外形為箱形的貨物，裝運(yùn)集裝箱時(shí)空間能得到最充分的利用。因臺(tái)階上的剩余貨物難清除，不宜裝散裝貨物。

上述二種形式各有優(yōu)劣，經(jīng)營者可擇優(yōu)選取，但現(xiàn)有船舶中以采用臺(tái)階形的為多。

集裝箱是多用途船的主要貨種之一，貨艙的長、寬和深的三維尺寸應(yīng)適應(yīng)集裝箱裝載時(shí)空間能充分利用，通常多用途船的主要參數(shù)中都標(biāo)明貨艙內(nèi)和甲板上裝載集裝箱的數(shù)量。貨艙內(nèi)裝集裝箱時(shí)，箱與箱之間可不設(shè)通道。

貨艙內(nèi)不宜裝冷藏集裝箱，因貨艙內(nèi)裝冷藏箱時(shí)應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范的要求，如通風(fēng)系統(tǒng)和冷藏箱的檢測，一般多用途船是難以達(dá)到的。

4.2 大型多用途船設(shè)雙排貨艙口

圖5 多用途船典型橫剖面

大型多用途船為了貨物分票方便以及減少船體結(jié)構(gòu)及艙蓋的重量，一般貨艙設(shè)計(jì)成雙排貨艙或雙排貨艙口。雙排貨艙是在船中心線處設(shè)一級(jí)艙壁，從上甲板到雙層底把貨艙分隔成左右二個(gè)貨艙，上甲板上各設(shè)一個(gè)貨艙口成雙排貨艙口。有些船的縱中艙壁向下延伸到一定高度后中止，上甲板上設(shè)雙排貨艙口，在貨艙上部分成左右二艙，而下面則仍為一個(gè)貨艙。上述二種不同的布置形式取決于船東的需求。在雙排貨艙的布置中，中縱艙壁上設(shè)有開口便于人員交通和鏟車作業(yè)，同時(shí)可避免破艙時(shí)，因船傾角過大失去穩(wěn)性。我院設(shè)計(jì)的25000 DWT、30000 DWT和40000 DWT均為雙排貨艙。

4.3 貨艙蓋

多用途船的上甲板貨艙蓋通常采用液壓折疊型式，向首尾兩端或一端開啟，折疊次數(shù)一般為一次，但在貨艙較長時(shí)可采用兩次甚至三次折疊，高存放式貨艙蓋長度可達(dá)8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱,超長的貨艙可采用液壓式和吊離式兩種形式組合的貨艙蓋。

有些小型多用途船采用吊離式貨艙蓋，并配有可沿貨艙縱向移動(dòng)的專用貨艙蓋門式起重機(jī)。

貨艙蓋上通常設(shè)置集裝箱扭鎖座，并在適當(dāng)位置設(shè)置貨物綁扎眼環(huán)。

5 二甲板

二甲板是多用途船的重要的設(shè)備之一，多用途船的二甲板通常有兩種形式：液壓折疊式和可折除的吊離式。

1）液壓折疊式二甲板的結(jié)構(gòu)原理和布置方式與上甲板貨艙蓋相似，但液壓裝置設(shè)于二甲板下方，不突出于二甲板上。液壓折疊式二甲板的優(yōu)點(diǎn)是啟閉操作簡單、快捷、方便，缺點(diǎn)是造價(jià)高，不工作時(shí)儲(chǔ)存于貨艙兩端，減少了貨艙開口的有效長度，另一缺點(diǎn)是二甲板兩側(cè)支撐和滾輪軌道突出于縱向艙壁，減小了貨艙有效寬度，上甲板開口寬度也相應(yīng)減小，影響貨物裝卸。我院設(shè)計(jì)的28000 DWT和30000 DWT上曾用這種形式，現(xiàn)在采用者甚少。

2）吊離式二甲板是由若干塊矩形二甲板塊沿船長方向排列組成，由設(shè)在左右兩側(cè)艙壁上的活動(dòng)支撐所支持，這種支撐在不使用時(shí)可收藏于縱艙壁的盒內(nèi)，其可以設(shè)置于不同的予定高度，通常小船只有一個(gè)固定高度，中大型船有兩個(gè)或三個(gè)高度，經(jīng)營者可按貨物的需要而選定。

吊離式二甲板可以采用船上的克令吊來完成操作，二甲板塊應(yīng)有通用性，可以互換，盡量避免或減少對(duì)號(hào)入座，以簡化操作程序，減少操作時(shí)間。

二甲板是多用途船不可少的設(shè)備，但不使用時(shí)就成了累贅，必須有合適的空間予以存放。放在貨艙內(nèi)時(shí)，應(yīng)盡量少占用艙容。置放時(shí)應(yīng)有安全綁扎，并盡量減少起貨吊機(jī)的接力操作。

6 起貨設(shè)備

起貨設(shè)備是多用途船必要的裝置之一，從雜貨船發(fā)展而來的普通多用途船，克令吊設(shè)置于兩個(gè)貨艙口之間的船中心線上，一般起重能力不超過60 t，可采用雙克令，單獨(dú)作業(yè)時(shí)服務(wù)于前后2個(gè)貨艙，聯(lián)合作業(yè)時(shí)可提高起重能力?？肆畹醯目缇?，除了復(fù)蓋貨艙外，還應(yīng)達(dá)到甲板上貨艙口以外的貨物,如集裝箱等的甲板貨。

隨著重吊船的推出，克令吊的起重能力不斷提高，設(shè)置的位置也從船中心移向船舷，這些變化使多用途船的功能更加加強(qiáng)，重吊船的吊機(jī)能力已經(jīng)從普通型的幾十噸提高到幾百噸，配置200 t到400 t之間吊機(jī)的船已經(jīng)不少。目前已經(jīng)有配置2臺(tái)900 t吊機(jī)的重吊船，雙機(jī)聯(lián)吊可達(dá)1800 t，而該船的載重量僅為11000 t。

重吊多用途船一般會(huì)配置2臺(tái)或3臺(tái)規(guī)格相同的吊機(jī)，它們一般布置在同一舷側(cè)，而以左舷為多，但也有分別布置在左右兩舷的。

吊機(jī)的選擇除了起吊能力外，吊臂跨距是一個(gè)重要參數(shù)。在設(shè)有2臺(tái)以上吊機(jī)時(shí)，都要求能有雙機(jī)聯(lián)合作業(yè)的功能。吊機(jī)之間的位置，除了布置于兩個(gè)貨艙之間外，還要考慮以下因素：

表1 部分國內(nèi)外重吊多用途船參數(shù)表

1）吊機(jī)與貨艙蓋在開啟狀態(tài)或在啟閉動(dòng)作時(shí)的相關(guān)位置；

2）吊機(jī)聯(lián)合作業(yè)時(shí)，聯(lián)合吊架長度能達(dá)到足夠的舷外跨度；

3）吊機(jī)在不工作時(shí)應(yīng)少設(shè)或不設(shè)專用的吊臂支架；

4）吊機(jī)是否滿足有關(guān)規(guī)范和規(guī)則對(duì)駕駛視線的要求。

綜合以上諸因素再選擇最佳的吊臂跨距。

7 其他設(shè)備

7.1 防橫傾裝置

多用途船上大多設(shè)有防橫傾裝置以保證克令吊能在限制的橫傾角內(nèi)進(jìn)行裝卸作業(yè)。防橫傾裝置由一對(duì)或多對(duì)水艙和一組系統(tǒng)構(gòu)成，水艙容量和水泵的排量由作業(yè)過程中可能產(chǎn)生的最大橫傾力矩確定。防橫傾裝置對(duì)于重吊船格外重要，在配有2臺(tái)350 t重吊的11000 DWT重吊船上，邊水艙寬度達(dá)3.50 m，在配有2臺(tái)900 t重吊的11000 DWT重吊船上，邊水艙寬度左、右各為4.3 m和5.2 m，比普通多用途船大得多。

7.2 除濕裝置

在搭載需防潮的貨物（如紙制品）的船上應(yīng)設(shè)除濕裝置，滿足貨艙內(nèi)的濕度要求，以確保貨物不受潮損壞。

8 結(jié)語

上述的兩種多用途船都是利用吊機(jī)裝卸貨物，目前還有一些采用其他方式裝卸貨物的，如:舷側(cè)裝卸型；滾吊兼?zhèn)湫秃蜐L吊浮兼?zhèn)湫偷取?/p>

此外，還有一些新型的多用途船正在研發(fā)中，部分國內(nèi)外重吊多用途船的參數(shù)見表1。

從當(dāng)前的形勢來看，多用途船由于其裝載靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，有著廣泛的發(fā)展前景，我院對(duì)多用途船的設(shè)計(jì)已有一定經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上結(jié)合市場需求研發(fā)更多受經(jīng)營者歡迎的新船型，讓我院多用途船的開發(fā)引領(lǐng)市場。