34.5 m 沿海航标工作船设计

廖志义，葛富荣

(1.江苏省船舶设计研究所有限责任公司，江苏镇江212003;2.江苏省宿迁市港口管理局，江苏宿迁223800)

0 引言

随着我国对外贸易、经济建设的不断发展，港口吞吐量与船舶流量迅速增加，沿海航区水上航标执法和维护管理难度也随之增加，为完成监管、维护巡检和应急反应任务需要配备具有突出适航性、不沉性、操纵性、安全性以及舒适性的船舶，有必要配置满足要求的沿海航标工作船，以提升海事处置能力，更好地服务地方经济。按照上述要求提出的总体设计思想如下:

(1)船舶技术性能先进，具有良好的快速性和抗风浪性，保证在复杂海况条件下能完成航标抢修任务。

(2)体现以人为本的设计理念，吸纳航标工作人员的用船经验和建议，为航标工作人员创造方便、舒适、优良的工作和生活环境。

(3)动力配置优良，机舱布置合理，方便设备维护保养。

(4)舱室内装舒适典雅，内装材料选用轻质环保，有利于降低船舶重心高度，提高船舶的综合性能指标，并能做到防火、防潮、防变形及保温。

1 主要量度及布置

沿海航标工作船为钢质单甲板、单底、横骨架式线形、尾机型，由双机双桨柴油机推进的船舶。该船能在沿海航区的环境条件下作业;能在开阔海区担负航标巡检任务;能在急流区、礁石区、浅水区和渔网区担负航标应急抢修任务;在风浪中靠船时，能经受大的撞碰和挤压;生活配套设施满足沿海正常执行航标巡检任务要求，能确保船员有较好的舒适性。

1.1 主要量度

总长 34.50 m

水线长 33.75 m

型宽 8.60 m

型深 3.00 m

设计吃水 1.80 m

航区 沿海

主机型号 康明斯KTA19-M640

主机功率 2×434 kW

主机转速 1 744 r/min

航速 12 kn

定员 11人

1.2 布置

34.5 m沿海航标工作船总布置图如图1所示。

(1)主甲板以下从艏至艉布置有艏尖舱、淡水舱兼压载水舱、储存舱、孔舱、移动配载装置舱、机舱、燃油舱、压载水舱、舵机舱等。

(2)主甲板上分3大区域:尾部系泊区、甲板室区、中部作业区，首部锚泊区。

尾部系泊区:设有1台电动系缆绞盘、1台钢索卷车、1台纤维索卷车、1只双滚轮导缆钳、1只双十字带缆桩。

甲板室区:设置厨房、会议室兼餐厅、机舱棚、1个双人间、2个四人间、卫生间、电工间和工具间。

中部作业区:设1台70 kN-9.5 m液压回转式起重机、1台120 kN卧式液压(铰链)绞车、1台液压小绞车用于整理锚链、1台钢索卷车、1台纤维索卷车、2只三滚轮导缆器、4只工作用双十字带缆桩、4只掣锚(链)器。甲板设有孔舱用于搁置浮鼓，以及可拆式吊臂支架。

首部锚泊区:设2只起锚绞/系缆绞盘、2套航行锚泊设备、2只双十字带缆桩，首舷墙上设2只双滚轮导缆钳、导缆孔等。

(3)驾驶甲板:前面为驾驶室，后部设船长室、轮机长室、卫生间。

图1 34.5 m沿海航标工作船总布置图

2 液压起重机及移动配载装置

沿海航标工作船主要用于Φ2 400 mm浮鼓的设置和5 t锚石的起抛作业。按该要求配置了液压起重机，并设置移动配载装置舱。移动配载装置总重9 t，配重6 t，移动配载装置与甲板上的起重机可通过感应装置联动或手动，以平衡船舶作业时的横倾，满足了在复杂海况条件下作业的要求。

移动配载系统由移动配载机构和自动控制系统组成。移动配载机构设置在船舶底舱，主要由配重小车、配重小车运行轨道和配重小车驱动装置组成。配重小车的驱动齿轮受减速电机驱动与齿条轨道啮合，小车在轨道上水平往复运动;自动控制设备根据实时采集的工作船舶的相关横倾参数，实时控制移动配载小车的运动方向、距离和速度，以部分或全部抵消工作船体的横倾力矩，提高航标工作船的侧吊能力，确保工作船舶吊装作业时的安全和稳定性能;船舶在非作业航行状态时，也可以通过调整移动配载的位置平衡船体装载状态，调整浮态，有利于船舶的安全快速航行。

液压起重机的主要任务是吊标，同时兼顾吊放甲板机械设备等。液压起重机布置在驾驶室前部，且靠近船中。此布置重心位置较好，有利于航标作业位置起吊，但对驾驶室操作视角有影响，且驾驶室对锚链绞车的操作视角也有影响。最终综合本船的设计要求和使用经验等，选取液压起重机比较合适。

液压起重机参数如下:

安全工作负荷 50 kN×11.5 m

70 kN×9.5 m

起升高度 30 m

起升速度 10 m/min

回转速度 0.6 r/min

回转角度 ＜360°

变幅时间 70 s

变幅角度 70°

最大回转半径 11.5 m

最小回转半径 4 m

电机功率 37 kW

3 主机选型及机舱布置

3.1 主机选型

根据沿海航标工作船主要突出航标的快速抢修的作业特点，以及航标船舶作为重要的监管装备必须具有良好的快速性、操纵性，确定了航速不小于12 kn的指标要求，以便在航标发生故障时该工作船能第一时间到达现场。在满足该航速的前提下，根据船型阻力性能估算所需推进功率约为400 kW。经过详细的分析比较和优化设计，最终确定沿海航标工作船主机选用2台Cummins KTA19-M640涡轮增压中冷柴油机。该主机外形尺寸、重量均比较合适，耐久性、可靠性和经济性较好，满足使用要求，并经过机桨匹配，可以达到航速指标。

3.2 机舱布置

机舱位于Fr8至Fr23间，总长9 m，宽8 m。机舱敷设台阶式花纹铝板，轴弄部分花纹铝板铺设局部升高加以保护。在Fr8至Fr12间设斜梯可进出机舱。机舱出口处设有1个值班室，值班室设有监控台、空调和椅子，改善了轮机工作人员工作环境。

本船动力装置为双机双桨，2台推进主机组距舯1 900 mm对称布置，配套D300A型船用齿轮箱，减速比为4.0。主机和齿轮箱通过高弹联轴节相连。尾轴管装置设有2道油润滑白合金轴承，艉管与前后轴毂及中套管采用环氧树脂定位工艺粘接。

本船配置2台75 kW船用发电机组，1台航行用，2台并车作业用。

4 驾机合一控制系统

34.5 m沿海航标工作船的主机组控制采用美国KE-4a电控软轴驾机合一遥控系统，主机组操纵由驾驶室内操纵手柄，经电软轴来控制柴油机转速快慢及齿轮箱倒、顺、停。电控软轴的应用减轻了船员的劳动强度，保证了船舶的安全性和操纵性。

5 船舶自动化程度

机舱值班室设监控台。主机、发电机组、舵机系统、齿轮箱等设备的监测、显示与报警均可在监控台和驾驶室集控台上的终端进行显示。机舱监控报警箱由西门子PLC构成。

6 结语

34.5 m沿海航标工作船设计在满足规范、法规的前提下，充分考虑了运营的经济性、船舶的舒适性，进行了综合比较并不断改进提升，使该船拥有良好的性价比。该航标工作船的应用将减轻航标工作人员的劳动强度，提高工作效率和安全性，并将进一步增强海事船舶水上人命救助能力，对保护沿海的水上生命线，更好地服务地方经济，服务港航单位奠定装备基础。

［1］ 王振瑯，刘树祥.航标船作业流程及设备配置设计研究［J］.船舶，2012，23(1):65-70.

［2］ 黄小垓.长江40米级航标船移动配载安装实施要点［J］.中国科技博览，2014(35):72-72.