滚装船的研究与研发

张文斌，张敏健

（上海船舶研究设计院，上海 201203）

滚装船的研究与研发

张文斌，张敏健

（上海船舶研究设计院，上海 201203）

对滚装船的航运市场和造船市场进行研究，得出结论：全球前7大滚装船运营商主要集中在地中海、波罗的海和北海沿岸国家，其车道总长度约占统计船队的60%；全球前3位滚装船建造厂是德国的FSG、我国的金陵船厂和韩国的现代尾浦。根据船宽、最大吃水、甲板层数、活动甲板、跳板和服务航速等因素的差异，分析航行于地中海、波罗的海和北海区域的滚装船统计船队的技术特征。由此，研发航行于地中海区域的2700m车道双燃料主机推进的新型滚装船，该船可满足更灵便载运滚装货物要求、船舶能效设计指数（Energy Efficiency Design Index，EEDI）阶段2要求、低硫化物排放要求和NOxTier Ⅲ排放要求。

船舶、舰船工程；滚装船；研究；研发

0 引 言

滚装船多用于运输国际短途滚装货物，主要在地中海、波罗的海和北海航行，其航线往往是可在3d内到达的点对点中短程航线。表1为滚装船主要港口间的航程和航行所需时间。

表1 滚装船主要港口间的航程和航行所需时间

滚装船主要载运的货物有道路拖车、低架拖车系统、卡车、卷筒纸、集装箱及巨型/重型设备等，其中巨型/重型设备无标准的质量和尺度。图1为低架拖车系统。

1 滚装船市场

1.1 航运市场

近年来，除了一些特殊的航线（如爱尔兰航线）之外，车道长度＜1500m的滚装船正被逐步淘汰。根据HIS Fairplay的统计，截至2015年9月，现有滚装船船队中车道长度＞1500m且结构吃水≤7.8m的滚装船共计202艘，总计524621m车道。表2为全球前7大滚装船运营商的船舶数量和车道长度。

表2 全球前7大滚装船运营商的船舶数量和车道长度

由表2可知：全球前7大运营商主要集中在地中海、波罗的海和北海沿岸国家，共计运营109艘船舶，车道总长度达314354m，平均车道长度达2760m。从车道总长度来看，前7大运营商的车道长度约占统计船队车道长度的60%，具有一定的垄断地位。

1.2 造船市场

自20世纪90年代以来，全球范围内有德国、法国、芬兰、丹麦、波兰、韩国、日本和我国建造过滚装船。近15a来，主要承建此类船舶的造船厂有德国的FSG、波兰的Szczecin、韩国的现代尾浦、日本的kyokuyo和我国的金陵船厂。根据HIS Fairplay的统计，截至2015年9月，按照车道总长度排序，全球前3位滚装船建造厂是德国的FSG、我国的金陵船厂和韩国的现代尾浦。表3为全球前3位滚装船建造厂所建造的滚装船数量和车道长度。

表3 全球前3位滚装船建造厂所建造的滚装船数量和车道长度

由表3可知：全球前3位滚装船建造厂共计交付71艘滚装船，车道总长度达232795m，平均车道长度达3279m。

2 统计船队的技术特征

从202艘滚装船的统计船队中可看出：滚装船属于航线定制型特种船舶，互通性不强。为研究统计船队的技术特征，通过对分别适应土耳其至意大利航线、芬兰至英国航线、英国至荷兰航线的FSG滚装船、金陵船厂滚装船及142m总长滚装船的船型进行对比分析，分别研究航行在地中海、波罗的海和北海的滚装船的技术特征。

2.1 FSG系列滚装船技术特征

FSG系列滚装船[1-2]主要包括FSG2700、FSG3700、FSG3800和FSG4100。表4为FSG系列滚装船典型船型。

表4 FSG系列滚装船典型船型

FSG系列滚装船的主要技术特征是：航行区域主要为地中海；宽度为26.0～26.5m；最大吃水为7.00～7.42m；服务航速为20～23kn；甲板层数为3～4层（固定甲板），有些配置2层活动甲板；艉跳板配备1块；上层建筑均位于船舯后。图2为FSG 3700滚装船示意图。

2.2 金陵船厂滚装船[1,3]技术特征

金陵船厂建造的滚装船主要包括8050dwt纸/拖车、10300dwt纸/拖车和10500dwt滚装货船。表5为金陵船厂滚装船典型船型。

表5 金陵船厂滚装船典型船型

金陵船厂滚装船的主要技术特征是：航行区域主要为波罗的海；有较高的冰区加强；船宽为20.6～26.5m；最大吃水为6.6～6.9m；服务航速为20kn；甲板层数为3～4层（固定甲板），有些配置2层活动甲板；配备2块艉跳板；上层建筑均位于艏部。图3为10500dwt滚装货船总布置简图。

2.3 142m总长滚装船技术特征

142m总长滚装船[1,4]主要在日本、我国、西班牙和德国的船厂建造。表6为142m总长滚装船典型船型。

表6 142m总长滚装船典型船型

142m总长滚装船的主要技术特征是：航行区域均在北海，受港口约束总长限制在142m左右；无冰区加强；船宽为23～25m；最大吃水为5.4～5.7m；服务航速为18～22kn；甲板层数为3～4层（固定甲板），没有配置活动甲板，艉跳板配备1块～2块；上层建筑均位于艏部。图4为142m总长滚装船总布置简图。

3 2700m车道新型货物滚装船研发

3.1 主要参数

结合对滚装船市场和统计船队技术特征的研究，考虑到地中海、波罗的海和北海区域有极严格的硫排放法规限制及从2016年1月1日开始生效的新造船NOxTier Ⅲ的要求，研发一种满足Tier Ⅲ排放标准、主要航行于地中海区域、适航于法国至土耳其航线的2700m车道双燃料主机推进滚装船，其主要参数见表7。表8为均值满载工况和压载工况下的压载水量及稳性。

表7 2700m车道滚装船主要参数

表8 2700m车道滚装船装载工况

3.2 总体布置

2700m车道新型滚装船因设计吃水相对较浅而采用双机双桨推进方式；主甲板以下采用双壳设计，双层底内均布置压载水舱和空舱；4对燃油储存舱布置在货舱区的边舱内；艏尖舱为压载水舱；设置1对防横倾水舱和防横摇水舱；配备3层固定甲板、3层电动活动甲板、1块宽15m的艉部跳板、1台20t的甲板吊、2个1000kW的艏侧推、2个1400m3的C型LNG罐。图5为2700m车道新型滚装船总布置简图。

3.3 货舱布局

2700m车道滚装船的货舱布局是按照滚装船甲板净高进一步增大、活动甲板增多的趋势研发的。图6为2700m车道新型滚装船的货舱布局。由图6可知：下货舱在活动甲板处于收藏位置时的净高达6.5m，可方便地载运2层堆积的集装箱；上货舱在无活动甲板时的净高达8.5m，可载运超重/超高滚装货物；3层活动甲板的配备可方便载运净高在2.0～4.1m的滚装货物。

3.4 EEDI分析

按照国际海事组织海上环境保护委员会决议的要求，自2015年9月1日起签订建造合同的滚装货船需满足阶段1的船舶能效设计指数（Energy Efficiency Design Index，EEDI）要求。滚装货船要求的EEDI为1405.15×DWT-0.498，其中阶段1按照5%进行折减。按照MEPC.245(66)[5]的计算方法进行其EEDI得到值的分析。表9为2700m车道新型滚装船在阶段0、阶段1及阶段2的EEDI要求值和得到值。

表9 2700m车道新型滚装船的EEDI要求值和得到值

由于2700m车道新型滚装船配备了双燃料主机，因此在设计航速为19kn的情况下可满足滚装货船相对EEDI阶段2的要求。

4 结 语

在对滚装船市场和统计船队技术特征进行研究的基础上，考虑EEDI的要求、硫化物和NOx排放法规，研发适航于法国至土耳其航线的2700m车道双燃料主机推进的新型滚装船。该船既具有甲板净高进一步增大、活动甲板增多、可更灵便地载运滚装货物的特点，又具有可满足EEDI阶段2要求、低硫化物要求和NOxTier III排放要求的优点。

[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] 钱海波.欧洲滚装船设计回顾[J].船舶设计通讯，2009 (3): 22-26.

[4] 车文斌.120车位滚装船简介[J].广船科技，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

张文斌，男，博士，研究员，1979年生。主要从事船舶总体设计与开发。