航行灯和信号灯位置的设计研究

张彦朋

（海洋石油工程股份有限公司 上海设计分公司，上海 200335）

航行灯和信号灯位置的设计研究

张彦朋

（海洋石油工程股份有限公司 上海设计分公司，上海 200335）

文章针对如何设置航行灯和信号灯的位置进行了探讨，以33 300 DWT双壳散货船项目为基础，通过计算分析的方法来进行设计，用计算值来验证实际设计值，继而完成对航行灯和信号灯的位置的设计。

航行灯；信号灯；布置；计算方法

0 引言

随着船舶工业的发展，现在很多造船厂甚至船舶设计单位在进行航行灯和信号灯的布置设计时，往往按照常规做法或者自身经验进行布置，长此以往，很多工程师脑海中关于航行灯和信号灯的概念扔停留在只知道数量以及灯具在船舶大概位置的层面，具体航行灯和信号灯要布置在哪里，如何确定位置，却不知道。但实际上在《1972年国际海上避碰规则》的附录“号灯和号型的位置和技术细节”中对这方面有具体的描述和要求。以下就如何通过计算的方法确定航行灯和信号灯的具体位置进行探讨，希望对工程师有所帮助。

1 设计基础

在对航行灯和信号灯进行设计前，一般都已经得到所涉及的船舶的基本信息，例如总体布置图，从该布置图中可知船的总长、垂线间长、型宽、型深、纵倾等数据信息。另外也可以得到该船的船型、入级船级社、船籍国等信息。此外，设计规格书上也会明确这些数据和信息。一般在设计工作开始前都要先熟悉规格书中各项内容的描述和要求，设计过程中按不低于规格书中明确的标准去设计。这些都是设计工作的前提，一定要熟悉并遵守。一般规格书中都会明确船舶适用的航区、规则和规范等，包括《1972年国际海上避碰规则》和入级船级社规范，走苏伊士运河的船舶还要满足《苏伊士运河航行规则》等规则、规范和公约。在上述信息中，“长度”是指水线总长度的96%，该水线位于自龙骨上

以南通惠港船厂曾建造的一艘33 300 DWT双壳散货船为例，该船挂巴拿马旗，入级韩国船级社。该船总长（LOA）为178.90 m，垂线间长（LBP）为171.30 m，型宽（MLB）为28.80 m，型深（MLD）为14.20 m，纵倾TRIM（da－df）为1.577 m。根据这些数据信息，结合该船运行的航区、适用的规则规范公约等，来为该船配置前后桅灯、左右舷灯、艉灯、失控灯、锚灯、机动灯、苏伊士运河灯（五白四红两绿）、苏伊士运河艉灯、操纵灯等。

2 设计对象

2.1 航行灯和信号灯的种类和特性

2.1.1 海船号灯的种类和特性

航行灯和信号灯统称为号灯。《1972年国际海上避碰规则》对于海船的号灯的种类和特性有明确的规定，其中50 m或者50 m以上船舶的具体规定、海船号灯的种类和特性见表1。

表1 海船号灯的种类和特性

2.1.2 海船其它号灯的种类和特性

除了《1972年国际海上避碰规则》规定的航行灯和信号灯外，某些船旗国主管机关和运河主管当局还要求配备一些号灯。海船其它号灯的种类和特性见表2。本次设计的船舶涉及的其它号灯种类仅有苏伊士运河灯。

表2 海船其它号灯的种类和特性

2.2 航行灯和信号灯的配置

50 m或者50 m以上的大型船舶配置必须的航行灯和信号灯[1]，这在《1972年国际海上避碰规则》、船舶建造规格书和有关当局的规定中都有明确要求。

2.2.1 航行灯

2.2.1.1 基本航行灯

根据规定，除了提供表3中一套航行灯外，还须备用一套航行灯，通常采用双层航行灯，具体配置如下：

1）2–2×220 V/65 W桅灯，前桅上和雷达桅上各一个；

2）2–2×220 V/65 W左右舷灯，位于船最宽处的两侧；

3）1–2×220 V/65 W艉灯置于船尾；

4）2–2×220 V/65 W锚灯，尾部和前桅上各一盏；

5）2–2×220 V/65 W失控灯（红色环照灯）。

上述1）～4）基本航行灯必须由航行灯控制板进行控制。

失控灯通常安装在雷达桅上，位置根据雷达桅的形状而定，也可安装于独立的灯桅上。该灯应由航行灯控制板进行控制。

表3 基本航行灯

2.2.1.2 其它航行灯

其它航行灯的配置如下：

1）1–1×220 V/65 W苏伊士运河艉灯置于船尾，可由航行灯板或信号灯板进行控制；

2）3–操纵能力受限制灯，采用红色环照灯。根据雷达桅的布置，其中两个可由失控灯兼用。由航行灯控制板进行控制。

2.2.2 信号灯

信号灯应由信号灯控制板进行控制。

2.2.3 苏伊士运河信号灯

苏伊士运河信号灯位于雷达桅上，基本配置如下：

1）5–60 W白色环照灯；

2）1–60 W绿色环照灯；

3）5–60 W红色环照灯。

2.2.4 闪光灯

根据本船配置闪光灯：

1–绿色闪光型的大船灯，位于雷达桅上。

2.2.5 其它信号灯

其它信号灯的配置如下：

1）2–40 W红色球鼻首警告灯，位于上甲板前端；

2）2–40 W红色螺旋桨警告灯，位于上甲板后部；

3）3–60 W红色深吃水信号灯，位于雷达桅上，根据布置也可安装一个深吃水信号灯，深吃水信号灯应由航行灯控制板进行控制。

2.2.6 莫氏信号灯

莫氏信号灯可兼作操纵号灯，归入雾笛系统，位于雷达桅顶。功率通常为220 V/25 W×3。通常由雾笛控制板和莫氏电键控制，其中两个莫氏电键位于驾驶室两翼，其它莫氏电键可安装在驾驶室前壁和驾控台上。

2.2.7 白昼信号灯

配备一套符合 MSC.95(72)决议规定的便携式白昼通讯信号灯，白昼通讯信号灯带15 m软电缆，配蓄电池和充电器以及其它附件。白昼通讯信号灯插座按建造规格书配置。

2.2.8 苏伊士运河探照灯

1）1–3 000 W苏伊士运河探照灯（通常由船东提供）；

2）1–专用的苏伊士运河探照灯插座安装于艏旗杆下，由艏部220 V照明分电箱供电。

2.2.9 苏伊士运河搜索灯

2–1 000 W/650 W苏伊士运河搜索灯，可由照明系统供电，在驾控台上设遥控开关。

2.2.10 挂旗国当局规定的特殊信号灯

根据挂旗国当局的规定配置特殊的信号灯，例如根据新加坡当局的规定，对于挂新加坡旗的船舶必须在雷达桅上加装两盏绿色环照入境信号灯。

3 灯点设置的位置要求和计算[2]

3.1 前桅灯

在船舶型宽大于6 m的情况下，前桅灯的高度hf大于等于12 m，即hf≥12 m。该船前桅灯的高度设计为16.5 m，满足要求，见图1。

前桅灯在船上的位置Lf要求距船首长度不超过该船全长的，即Lf≤×178.90=44.725 (m)。实际

设计值为11.06 m，满足要求，见图1。

前桅灯和后桅灯之间的水平距离Lm≥LOA=×178.90=89.45 (m)。实际设计距离为145.6 m，满足要求，见图1。

3.2 舷灯

舷灯包括左舷灯和右舷灯，其高度hs应小于等于前桅灯的高度，即hs≤hfx=16.5×=12.375 (m)。该船设计的舷灯高度为12.3 m，满足要求。

3.3 后桅灯

前后两个桅灯之间的垂直距离应大于等于4.5 m，即后桅灯的高度 ha减去前桅灯的高度hf大于等于4.5 m，也就是ha–hf≥4.5 (m)，即ha≥hf+4.5=21 (m)。实际后桅灯的设计值为25.39 m。

3.4 前桅灯吃水处

前桅灯到最小压载线的高度为Hf，Camber为拱度，前桅灯吃水处为：

dfL=df+TRIM×Ld/LBP=4.517 (m)

Fd=D–dfL=14.2–4.517=9.683 (m)

Hf=Fd+hf+Camber=9.683+16.5+0.63=26.81 (m)

3.5 后桅灯吃水处

后桅灯到最小压载线的高度：后桅灯吃水处为：

daL=da-TRIM×La/LBP=5.89 (m)

Ad=D-daL=14.2–5.89=8.31 (m)

Ha=Ad+ha+Camber=8.31+25.39+0.63=34.33 (m)

后桅灯应高出前桅灯4.5 m，两桅灯的水平距离应至少为其上下距离的三倍[3]。

3.6 最小压载线状态下桅灯

最小压载线状态下桅灯为：TanQ1=Hf/MF =26.81/1 031.06=0.026 52

Q1=1.519°

TanQ2=Ha/MA=34.33/1 175.86=0.029 68

Q2=1.668°

Q2＞Q1，满足要求。

其中，Q1为前桅灯和船首连线与水平面的夹角；Q2为后桅灯和船首连线与水平面的夹角；MF为前桅灯到船首的距离；MA为后桅灯到船首的距离。

3.7 锚灯

艏锚灯高度要求为 hfa≥6 m，实际高度为hfa=17.1 (m)，满足要求。

两个锚灯之间的垂直距离为e≥4.5 m，实际设计值为12.4 m，满足要求。

3.8 操纵灯

操纵灯（莫氏信号灯）的高度为：Ms≥hf(16.5)+2=18.5 (m)

Ms≤ha(25.39)-2=23.39 (m)

实际设计值22 m，满足要求。

3.9 环照灯

环照灯的垂直距离（距离罗经甲板的距离）d≥2 m，灯组垂直距离为1 m。实际设计值为d≥3.5 m，满足要求。见图2～图5。

4 灯点的检验

通过上述灯点设置的位置要求和计算过程，可以看到，在设计时，航行灯和信号灯的灯点位置的设计值都在规范要求值允许的范围内，满足规范要求。实际设计中还要考虑其他因素，比如避开通导雷达的遮蔽角、与船舶主尺度的比例、船舶美观程度等。这样就达到了设计效果和要求，能够充分发挥航行灯和信号灯的性能。

5 结论

航行灯和信号灯关系着船舶运行安全，能够在船舶夜航时表示自身位置和运动方向，便于互相避让、识别的信号灯配合雾笛等使用时，可以在航行时提示其它船舶自己的位置并避让，以免碰撞等。通过计算的方法设计航行灯和信号灯，可以使得设计更加精确，更好地满足规则和规范等的要求，进一步增加船舶设计的安全性。

[1] IMO. 1969年国际船舶吨位丈量公约[S]. 1969.

[2] IMO. 1972年国际海上避碰规则(1993年修订案)[S]. 1972.

[3] 中国船舶工业集团公司. 船舶设计实用手册 电气分册[M]. 北京: 国防工业出版社, 2013.

Design and Study of Location of Navigation Lights and Signal Lights

Zhang Yanpeng

(Offshore Oil Engineering Ltd., Shanghai Engineering Company, Shanghai 200335, China)

The paper discusses how to confirm the location of navigation lights and signal lights. Based on the project of 33 300 DWT double hull bulk carrier, through the calculation and analysis method to carry on the design, the actual design values are verified by the calculation values. The design of the location of the navigation lights and signal lights is finished.

navigation light; signal light; location; calculation method

U665.16

A

10.14141/j.31-1981.2017.02.004

张彦朋（1980—），男，工程师，研究方向：船舶与海洋工程电气设计。面量得的最小型深的85%处；或者是指该水线从艏柱前面量到上舵杆中心的长度，两者取其较大者。如果船舶设计具有倾斜龙骨，作为测量本长度的水线应平行于设计水线[1]。