45 m土库曼斯坦渔船船型系数与总布置设计

柳红兵, 唐杰云, 许 芹, 张神普

(泰州口岸船舶有限公司，江苏 泰州225321)

0 引言

近年来，里海污染加剧，渔业资源受到严重影响。为保护渔业的可持续发展，里海周边国家通过定期人工投放鱼苗、发展人工养殖，以及禁止大型拖网捕鱼、围网捕鱼和类似新型灯光围网捕鱼[1]等措施，恢复渔业资源。

但是，目前里海航行渔船设备设施陈旧，能耗大，渔获少，渔获保鲜方法落后等，已不能满足现代渔业发展的需要。针对这些问题，本文主要对45 m土库曼斯坦渔船的主要船型系数进行计算，基于捕鱼方法对包括捕鱼设备等在内的总布置进行设计，以期建造出适合航行于里海的现代化渔船。

1 渔获对象及捕鱼方式

1.1 渔获对象

设计船主要渔获为里海鲱鱼，其个体较小，具有较强的趋光性。鲱鱼生活水深为0～200 m，属于中上层鱼类，脂肪含量高，常温下脂肪很容易氧化，渔获容易变质，因而要及时对渔获进行冷冻、冷藏保鲜处理。另外，设计任务书要求，设计船捕鱼及鱼类冷冻处理需要在夜间完成，因此，在设计冷冻室时，为保证当晚捕鱼量全部得到冷冻处理，必须考虑冷藏室的大小。

1.2 捕鱼方式

设计船主要采用灯光辅助吸鱼泵捕鱼。根据鲱鱼的趋光性特点，捕鱼时首先水下用一定功率的灯将鱼群引诱至光源附近；其次降低灯光亮度，使鱼群进一步聚集；最后开启吸鱼泵将吸鱼管头附近的鱼吸至船上进行处理。另外，本船还采用灯光辅助锥形网捕鱼，用灯光将鱼引诱到锥形网网口附近，利用船上的起网设备，将鱼捕捞至船上。

设计船捕鱼方法包括灯光辅助吸鱼泵捕鱼与灯光辅助锥形网捕鱼，最大作业水深200 m。水深越深对吸鱼管、诱鱼灯以及捕鱼技术的要求就越高；同样，对于锥形网捕鱼方法来讲，水深直接影响渔获的产量。

灯光辅助吸鱼泵捕鱼方式能不能捕到鱼，关键在于鱼群的聚集效果，因此对灯光亮度和吸鱼泵的大小要求较高。船东经验显示，鲱鱼在较远的距离内趋向强光，随着距离的减小，相对较弱的光对于聚集鲱鱼更有利；鲱鱼的大小决定吸鱼管直径，而较大功率的泵更利于捕鱼。

2 船型系数计算

船舶主尺度设计是鱼舱舱容、稳性、航速、作业方式、耐波性、经济性等多个指标综合考虑的结果[2]。本船任务书船舶主尺度要求见表1。

表1 初始主要参数

2.1 阻力分析

船舶主尺度、航速等已定的情况下，线型对于船舶的经济性影响较大。船舶总阻力包括粘性阻力和兴波阻力。粘性阻力与船体的湿表面积、船体表面材料和流体粘性有关，受航速的影响较小。模型试验与实践研究表明，低速船粘性阻力约占总阻力的80%～90%，兴波阻力占总阻力的10%～20%；而高速船的兴波阻力将增加至40%～50%，粘性阻力降至50%。

设计船傅汝德数Fr=0.294。Fr较大，兴波阻力占总阻力的比重较大。

2.1.1 菱形系数Cp

表2为船舶航行时兴波阻力峰谷点与设计船Fr关系。从表中可以看出，设计船Fr=0.294处于阻力峰值区域附近，设计船的兴波阻力较大。

表2 Fr对应兴波阻力影响

兴波阻力与船长L和菱形系数Cp有关[3]。在船长已定的情况下，主要考虑选择合适的菱形系数Cp以减小兴波阻力对船舶航行的影响。

式中：λ为波长。

2.1.2 方形系数Cb

方形系数Cb表征船体水下部分肥瘦程度，同时与舱容有关。设计船为布置地位型船舶，设计时必须考虑如何布置捕鱼设备、冷藏冷冻设备。较大的方形系数有较大的舱室空间，有利于设备布置和较大的运载能力，但不利于航速；对于高速船舶而言，较小的方形系数，有利于提高航速，但舱室空间较小，不利于设备的布置，且在较大风浪情况下，甲板容易上浪。

综合设计船的舱内鱼品加工车间、冷藏室、机舱、油舱、水舱等所需舱容的计算，参照经验，设计船的方形系数Cb取0.59。

2.1.3 中横剖面系数Cm

设计船属于中高速船舶，方形系数Cb较小，这种情况下，较大的Cm会导致型线图的曲率变化较大, 不利于型线光顺，且增加粘性阻力。本船取较小的Cm与Cb相匹配。艾尔曲线对于一般船舶方形系数Cb与中横剖面系数Cm关系进行了统计，其统计曲线见图1。

图1 艾尔曲线图

从上述曲线图中查询与设计船方形系数对应的中横剖面系数Cm约为0.928。同时，Cm与Cb和Cp还存在如下关系：Cp=Cb/Cm。因本船航速较高，兴波阻力较大，必须优先保证Cp，最终设计船横剖面系数取为Cm=0.921。

2.2 设计船主要参数

根据船东对船舶主尺度的要求，结合主要船形系数的计算结果[3]，最终确定本船的主要设计参数，见表3。

表3 主要参数表

3 总布置设计

3.1 主要原则

考虑到设计船主要作业方式为灯光辅助吸鱼泵捕鱼，次要作业方式为灯光辅助锥形网捕鱼，因而将鱼品加工车间布置在靠近船的中前部。为方便鱼泵吸上来的渔获进入加工间处理，总布置设计时捕捞设备设置在主甲板的靠首位置，甲板室设置在艉中部，机舱位于艉部。

3.2 鱼品加工车间及冷藏室布置

设计船甲板面积有限，空间较小，考虑到作业习惯，鱼品加工车间只能布置在舱内。本船由螺旋桨艉部推进，机舱布置在艉部，因此鱼品加工车间布置在靠近艏部的船舱内。鱼品加工车间内处理的渔获首先要进行速冻间快速降温，因此鱼品加工车间两舷侧设有4个速冻间，加工车间后部设有冷藏室，方便冷冻间的渔获直接送入冷藏室冷藏保存。鱼品加工车间的上部设置捕捞设备。

3.3 捕捞设备布置

(1)吸鱼泵布置于艉楼与艏楼之间的主甲板的开敞区域船中偏向左舷位置，配置有两台吸鱼泵(一主一备)。两台吸鱼泵沿船长及船宽方向，错开布置。

(2)两台鱼泵共用一套吸鱼管。吸鱼主管盘于动力绞盘上，动力绞盘正对吸鱼泵布置在靠右舷位置，吸鱼管右舷下水。动力绞盘与吸鱼泵左右舷布置利于船舶重心距舯设计。

(3)靠近吸鱼泵的船中前部位置布置一个甲板吊。该吊机主要用于辅助吸鱼泵捕鱼、冷藏室渔获吊出以及主甲板救助艇的收放。因此，考虑到吊机的工作范围，最终甲板吊选用伸缩吊机。

(4)右舷绞盘的前部设有鱼水分离装置。该装置的末端直接与甲板下鱼品加工车间的冷水槽连接，方便渔获及时降温处理。

(5)甲板空间较小，救助艇布置在主甲板甲板吊机的左舷位置。

3.4 机器处所布置

机舱布置在艉部Fr3～Fr24肋位之间。机舱内设有主机、发电机等机电设备。由于机舱较小，设备较多，机舱设计时考虑了容积裕度，机舱前部右舷设有机舱集控室。舵机舱设置在艉部至Fr3肋位之间。舵机舱通过小舱盖进入。本船的机舱及上建布置在艉部。出港的情况下，艉倾较为严重，在该船的艏部设有压载舱，甲板室靠近中部布置。

3.5 主要功能舱室设计

考虑到作业方式和续航力要求，设计船的油舱容积约为130 m3。双层底左右舷设置6个油舱，中间设有管弄，艉部舵机舱左右舷设有2个油舱。冷藏鱼舱约240 m3，满足100 t渔获的要求，布置在加工车间的后部，方便速冻间的渔获直接运入冷藏室保存。本船主甲板上设有3层甲板室，主要有8间船员室、厨房、厕浴室、粮食库、驾驶室等。另外，本船艏部设有艏压载舱、冷海水舱、艏部储藏室、艉部饮用水舱等。

4 结语

本文针对里海渔业情况研究了捕鱼方法，在总结渔船总布置特征的基础上，结合文献[5-6]对表征船舶特征的船型系数以及总布置进行了设计。渔船的甲板面积一般较小，设备较多，在总布置设计时不仅需考虑设备布置还要关注实际的操作。

设计船经过试航验证，各项指标均达到设计任务书的要求。相对于国内渔船设计而言，该船的吸鱼泵捕鱼方式有利于渔业资源的可持续发展。