舰船防沉抗沉措施检查及试验方法

2018-10-17郑如炎

中国修船 2018年5期

张昆，郑如炎

(海军驻上海江南(造船)集团有限责任公司军事代表室，上海 201913)

不沉性是舰船存在和战斗的基础，是舰船设计关注的核心内容之一[1]。所谓不沉性，是指舰船破损进水后，仍能浮于水面而不倾覆，以保证舰船继续航行和作战的能力。

舰船由于作战、触礁、碰撞等原因发生船体破损的几率较大，船体破损进水后，导致舰船生命力降低，严重影响航行安全，因此在舰船设计中必须考虑不沉性设计及抗沉调整、保持稳性的措施，用于指导舰船损害管制[2]。

近年来，学者们构建了适应现代化信息战争需要的舰艇损害管制智能决策支持系统[3]、破损舰船抗沉辅助决策系统[4]等，接踵而来的是如何对这些防沉抗沉措施的合理性、有效性进行评估，本文将从不沉性检查、水密性检查、防沉抗沉措施检查等方面提出舰船防沉抗沉措施的检查及试验方法。

1 不沉性检查

在型号研制要求、研制任务书或技术规格书中一般会对舰船不沉性提出相关要求，其指标一般有浸水时初稳性高、静横倾角、最大复原力臂、最小干舷高度等。

1.1 初稳性高

船舱破损进水后，如进水量不超过排水量的10%～15%，则可以应用初稳性公式来计算船舶进水后的浮台和稳性，其误差一般在允许范围之内。计算船舱进水后船舶浮态和稳性的基本方法有两种：增加重量法和损失浮力法。用增加重量法计算新的横稳性高，计算方法如下。

(1)

当舱室未被灌满，存在自由液面时，用增加重量法进行计算时，应考虑到自由液面对稳性的影响，此时的初稳性高如下。

(2)

式中:ρ为液体的密度；ix为进水舱内自由液面对于其本身的纵向主轴的惯性矩。

(3)

1.2 静横倾角

用增加重量法计算静模倾角，方法如下。

(4)

式中：φ为静模倾角；y为进水舱重心纵坐标。

用损失浮力法计算如下。

(5)

1.3 最大复原力臂

图1 复原力臂随横倾角的变化

在考核复原力臂时，可以从图1中量取复原力臂最大值，与研制要求中的指标对比，即可判定不沉性设计是否满足指标要求。

1.4 最小干舷高度

干舷是指船舶舯部由满载吃水线到甲板上缘的垂直距离[5]。船舶最小干舷是保证船舶安全浮于水面的限度，所有船舶都是按国家船舶检验局勘定的船舶载重线所规定的最小干舷。如果船舶超载、干舷减小到小于规定的限度时，船舶就不能安全浮于水面，故最小干舷也叫安全干舷。本文所谓的最小干舷高度Fmin是指舰船倾斜时甲板最低点与水面的垂直距离，如图2所示，假设舰船的倾斜形式为艉倾、右倾，则最小干舷高度出现在船艉、甲板右侧。

图2 最小干舷高度

在实际计算时，由于最小干舷是各剖面干舷的最小值，其计算量较大，所以经常使用软件进行输出，如Shipcad。

2 水密性检查

水密性检查一般包括水密区划检查、水密门密性试验、水密完整性检查等。

2.1 水密区划检查

舰船总布置设计时一般沿船长方向用水密横舱壁将舰船分成若干个水密区，每个水密区的各舱室对水密性也有相关的要求，对于水密舱，其6个舱壁上的门、窗、舱口盖均应具有水密性，水密舱壁一般不设通风围阱，设通风围阱时，通风围阱应具有闭合防水功能。可见，在水密区划审图时，应重点检查门、窗、梯、盖布置图与水密区划图的符合性，若水密区划图中规定的水密舱室出现了风雨密门、舱口盖，则需要进行整改。

2.2 门窗盖密性试验

门窗盖密性试验一般在系泊试验阶段进行，本节将介绍其试验目的、试验环境与条件要求、试验方法、试验数据处理方法和试验结果评定准则。

1)试验目的。检查门、窗及舱口盖的安装正确性、完整性以及主要功能、性能指标是否符合规定的使用要求。

2)试验条件。被试设备状态为：①门、窗及舱口盖装舰船后，其安装位置正确性和完整性符合要求；②门、窗及舱口盖应保持正常启闭，铰链及把手应转动灵活。

3)试验方法。对于舰船中安装移门的应做淋水试验，向被试验的零件表面淋(浇、撒)水，使自由降落的水滴淋到大门的接缝处，持续时间为3 min。

水密舱壁上的门窗，上层建筑上的门窗，驾驶室的外门窗均应做冲水试验。用喷嘴从外向舱口盖接缝处及手柄处直接冲水，对垂直接缝处应自下而上喷试。试验用的喷嘴直径不小于13 mm，喷嘴出口处的水压对钢质门为196 kPa，对铝质门为98 kPa，压力表应装在喷嘴和水管之间，冲水距离不大于1.5 m，持续时间为3 min。

在破损水线以下，凡规定做灌水试验的舱室，其周界上的舱口盖应一起做同等试验。在条件不允许时可以用充气试验代替。

在做充气试验时，反面涂以肥皂水或已经认可的方法做。

4)试验数据处理方法。将3)测试结果填入表1。

表1 门、窗及舱口盖密性试验记录表

5)试验结果评定准则。试验过程中，应仔细检查被试验部位的反面，以没有渗水、水迹和漏水为合格。在做灌水试验时，舱室内应没有不能浸水的设备，以反面没有漏水和水迹为合格。在做充气试验时，以反面没有气泡为合格。

2.3 水密完整性检查

管路、电缆穿舱时，会破坏舱壁原有的水密性，这就需要在穿管位置用填料函进行填充，在填充位置进行密性试验时，可参考门窗盖密性试验方法，或结合整个舱室的密性试验进行。水密完整性检查一般在穿舱施工后、进入系泊试验前进行检查，以便及时整改，其检查方一般为施工方质量部门，船东代表也会对施工质量进行抽检，舰船进入定型试验阶段时，只需查阅水密完整性检查报验单即可。

3 其他防沉抗沉措施

3.1 连通管

对于可能形成大横倾角的对称液舱，应该设置连通管，其作用是一舱进水时，可通过自由连通的连通管进入对称液舱，从而使舰船不易产生大的横倾，如某舰船有5对对称液舱，其中3对较大，2对较小，则3对较大舱之间均应设置连通管。连通管仅在液舱破损进水时使用，其由气动蝶阀控制启闭，所以在实船勘验中，可以通过气动蝶阀的位置来确定连通管的位置。

3.2 损管器材

损管器材主要包括木支柱、铝合金支柱、堵漏伞、活页螺丝架、肋骨撑架等，原则上水线以下的舱室均应布置损管器材。需要指出的是，损管器材属于海军供应品，而且会根据舰员使用需求移动位置，但损管器材布置图规定的位置应设置损管器材支架，支架位置的布置原则为方便拿取，不被障碍物遮挡，如损管器材支架布置在电视机后面，则布置不合理。

3.3 疏排水系统

疏排水系统包括舱底疏水系统和舱室应急排水系统。舱底疏水系统主要用于排除因系统设备、管路、法兰、接头、阀件等泄漏进入舱室内的积水及泄放到舱内的空调凝水等。舱室应急排水系统主要用于排除舰船由于破舱或灭火、浸水后的大量积水。疏排水系统主要由潜水型电动排水泵、可移式潜水电动泵、喷射泵、排疏水管路、气动蝶阀、附件和操作部件等组成。喷射泵接管原理见图3。