国外水下豪华游艇发展动态及启示

王 泉，周 亮，冯诚普，郁 荣

（1.江苏兴业船艇有限公司，江苏泰州 225300；2.湖北省宜昌市港航建设维护中心，湖北宜昌 443000；3.华中科技大学船海学院，武汉 430074）

0 引言

随着世界经济水平的不断进步，人类的精神文明需求也在不断上涨，海洋旅游、休闲、娱乐产业方兴未艾。新世纪以来，为开发新的海洋旅游休闲资源，人类将目光投向了广袤的海平面之下。水下观光旅游作为一种新兴的休闲娱乐方式，正越来越多地被人们接受。据统计，每年有超过 200万人次乘坐各类运载器进行水下观光休闲旅游，相关产业的年产值达1.5亿美元[1-2]。因此，一种可载人、拥有长时间自主航行能力、可用于海底观光旅游及休闲娱乐的运载器（submersible vehicle）的需求呈逐渐上升之势。

从运营方式看，运载器可分为商用水下观光潜水器（commercial tourist submersible）和水下豪华游艇（submersible luxury yacht）两类。商用观光潜水器一般由专门的旅游公司负责运营，近年来我国开发了多型商用水下观光潜水器，并成功投入商业运营，取得了较好的经济效益和社会效益，例如珠海江龙船厂设计建造的“美女岛1”号半潜观光船[3]、武昌造船厂设计建造的60客位半潜观光船[4]，以及中国船舶科学研究中心设计建造的“寰岛蛟龙号”全潜式小型载人观光潜水器[5]。水下豪华游艇则是一种私人拥有的奢侈娱乐船舶。与商用观光潜水器相比，水下豪华游艇一般不承担商业运营任务，主要服务于拥有者的海底私人游玩、小型商务集会、潜水探险等私人活动。

近年来，针对潜在的高端用户需求，国外的多个设计团队设计了多种水下豪华游艇方案。本文通过调研，选取了国外五种具有代表性的水下豪华游艇设计方案[6-11]，分别对其方案概貌、主要技术指标等进行简要介绍，分析其技术特点，并探讨了国外设计方案对我国相关产业的启示。

1 国外水下豪华游艇发展动态

1.1 国外水下豪华游艇方案简介

1.1.1 U-010水下豪华游艇方案简介

U-010水下豪华游艇方案由设计师 Marina Colombo 和Sebastiano Vida在2010年推出[6]，如图1所示。该方案总长66.5 m，水面状态采用柴油发电机组作为主动力，水下状态采用高性能蓄电池组作动力，水下最高航速可达10 kn。该方案为双层结构型式，内层为钢制耐压壳体，外层为具有装饰性质的高强铝合金轻外壳结构，最大潜深为 200 ft（1 ft=0.3048 m）。

U-010拥有舒适的室内设计，通过圆形的大型观景窗可欣赏到令人惊叹的水下和海面景观。游艇内部设置了1个主人房间、4个客人房间、1个设备齐全的水疗中心、1个露天甲板，并可搭载1个可供海底探险的小型载人潜水器。

图1 U-010豪华游艇设计方案

1.1.2 Phoenix 1000水下豪华游艇方案简介

Phoenix 1000水下豪华游艇方案由美国 US Submarines 公司在 2011年推出[7]，如图 2所示。Phoenix 1000的总长为65 m，正常排水量为1 500 t。水面状态采用柴油发电机组动力，最高航速18 kn；水下状态采用高性能蓄电池组推进，最高航速10 kn。该方案采用双层壳体结构型式，主船体内布置一个直径为6.7 m的主耐压壳体，上层建筑内布置有一个直径为2.1 m的小耐压壳，2个耐压圆柱壳之间通过一个圆形通道联通，最大潜深305 m。轻外壳由碳纤维复合材料制成，采用前倾艏柱式船型水动力外形。

Phoenix 1000游艇的主耐压船体内部分三层甲板布置，底层布置蓄电池组及柴油发电机组动力系统，中层和上层布置休闲娱乐设置、观景设施、客房、餐厅等。该方案在主耐压壳体的两舷侧各设置有 7个圆形有机玻璃观察窗，壳体的前端还设置一个直径达2.1 m的半球形有机玻璃的大型观察窗，水下观景视野极为开阔。布置在上层建筑内部的小型耐压壳由透明有机玻璃材料制成，无论在水面航行状态还是水下航行状态，均能提供极为良好的观察视野。

图2 Phoenix 1000豪华游艇设计方案

1.1.3 Neyk水下豪华游艇方案简介

Neyk水下豪华游艇方案由荷兰 Ocean Submarine公司推出[8-9]，如图3所示。Neyk游艇的总长为19.2 m，正常排水量为100 t，最大潜深150 m，最大载人数12人。采用高性能蓄电池组动力，推进器为布置于主船体外部的2具一体化电力推进吊舱，水下最高航速为15 kn。

Neyk游艇采用双层甲板布置，上层为驾驶甲板，主要布置驾驶设施，主驾驶与副驾驶可通过全景视口观察周围环境，驾驶视野极为开阔。下层为主甲板，布置有带画廊、小型图书室、酒吧、餐厅、厨房等。主船体的两舷侧共设有 6个圆形观察窗，耐压结构的艏部还设置一个半球形的观景平台，乘客可通过这些观景窗和观景平台欣赏海底景色。

1.1.4 Migaloo水下豪华游艇方案简介

Migaloo水下豪华游艇方案由奥地利的 Motion Code公司推出[10]，如图4所示。Migaloo游艇总长72 m，最大潜深240 m。主动力装置为柴油发电机组+高性能蓄电池组，采用传统的单轴单桨推进方式，水下最高航速20 kn。

Migaloo游艇的甲板娱乐设施较多，在上层建筑内布置有室外游泳池、按摩浴缸、露天影院、直升机停机坪等，可供主人、客人在水面状态休闲娱乐。舱内布置有品酒吧、图书馆、俱乐部、餐厅、1 000 m2接待区、2 100 m2的住宿区等，供主客的水下娱乐休闲所用。其中，餐厅区域设有大型落地玻璃观察窗，可供客人在用餐时观看海底景色，如图4b)所示。此外，Migaloo游艇的船体内部还布置有6个存储空间，可存储小型载人潜水器、小型水面游船以及其他水上游乐运动设施等。

图3 Neyk豪华游艇设计方案

1.1.5 Nautilus-2020水下豪华游艇方案简介

2017年，摩纳哥游艇展（Monaco Yacht Show）展出了Nautilus-2020水下豪华游艇方案[11]，见图5。Nautilus-2020游艇总长100 m，正常排水量4 500 t，最大潜深100 m。

Nautilus-2020游艇方案采用燃料电池动力系统，主推进器为位于主船体外部中后部位的两具外挂式可回转RDP（Rim Driven Propeller，梢部驱动无轴推进器）电力推进装置，水面最高航速15 kn，水下最高航速17 kn。此外，在船体前部的上层建筑空间内布置有一对艏升降舵装置，在船体前部的偏下部位布置有两具可收放式辅助推进装置，船体这些航行操纵装置使得游艇具有优良的航行操控性能。

图4 Migaloo豪华游艇设计方案

图5 Nautilus-2020豪华游艇设计方案

如图5所示，Nautilus-2020游艇的采用多耐压壳体结构型式，位于船体前部的耐压壳体为船员舱，主要布置船员住舱、船员生活设施、燃料电池动力系统等。位于船体中后部位的耐压壳体是客舱，布置有驾驶舱、餐厅、酒吧、花房、小型图书室、观景平台、客房等。主人或宾客可通过舷侧的大型玻璃观景窗观赏海底景色。两个耐压壳体之间通过专用的连接通道进行联通。在 2个耐压壳体之间的空隙中，还布置有液氧罐，储存的液氧可满足人员的水下呼吸供氧需求以及燃料电池动力系统的氧化剂需求。

Nautilus-2020游艇还是一个搭载能力强大的母平台，如图5b)所示，在船体耐压结构的艏艉部区域，还分别布置了两个小型载人潜水器的干式搭载舱。平时小型载人潜水器搭载在搭载舱内部，需要时相关人员进入小型载人潜水器，经干湿转换后小型载人潜水器出舱，可进行更大深度的小范围、短周期观光探险。在船底的中部靠前部位还搭载有 ROV（Remotely Operated Vehicle，缆控水下机器人），相关人员可以在驾驶舱内操控 ROV进行各种水下观察、取样等作业。指挥台围壳内的存储空间内还可以搭载一艘小型水面游艇，可在水面放出。

1.2 技术特点分析

上述 5种水下豪华游艇的设计方案，是现阶段世界水下豪华游艇设计方案的典型代表。这些方案，尺度从十几米到几十米不等，排水量从一百多吨到数千吨不等。通过梳理、对比分析，可总结出上述设计方案的3个典型特征。

1）推陈出新，推广应用创新性技术手段

上述方案中，大胆地应用了新技术、新手段，与传统的潜艇、载人深潜器等传统水下航行器均有较大差别。新能源，如氢-氧燃料电池AIP动力系统、大容量高性能锂电池组、一体化外挂式可回转电力推进吊舱等；新材料，如耐压有机玻璃、耐压无机玻璃、碳纤维复合材料轻外壳等；新的结构形式，如大尺度、双曲率的耐压玻璃结构及其密封结构，多耐压壳体结构，小型潜水器干式搭载舱结构等；新的运动控制方式，例如Nautilus-2020豪华游艇的舵-可回转推进器联合操控系统。这些新技术在都在各个设计方案上有所体现，无疑将大大提高平台的总体技术指标。

2）极尽奢华，打造高端精致的用户体验

水下豪华游艇主要用于高端海底观光旅游及休闲娱乐，因此其设计风格偏于奢华。与传统潜艇、载人潜水器相比，内部空间更为宽敞，配置大型海底观景窗、豪华酒吧、餐厅、客房等休闲娱乐设施，极尽奢华之能，旨在为用户提供良好的感官体验。

3）一主多辅，创建多元化休闲娱乐体系

上述水下豪华游艇，除了Neyk游艇因吨位较小、搭载能力有限之外，其余四个方案中，除了游艇自身具有较为完备的休闲娱乐设施之外，还搭载有小型水面快艇、小型载人潜水器等多种辅助型载人平台。这些小型平台与主平台配合，大大拓展了水下豪华游艇的活动范围，形成一个以大型豪华游艇平台为“主”、多个小型水面/水下平台为“辅”的多元化综合性休闲娱乐体系，将给用户带来多重的休闲娱乐新体验。

2 启示

目前，上述国外的水下豪华游艇均是设计方案。其中，Ocean Submarine公司曾宣称将在2018年完成Neyk首制艇的施工建造，但是迄今为止尚未见其建成下水服役的公开新闻报道。我国虽暂未见有相关的设计方案公布，但我国拥有完备的船舶工业体系，基础较好。因此，在水下豪华游艇的设计开发方面，我国与国外并无明显的技术差距，处于同一起跑线上。

为贯彻落实党中央提出的海洋强国战略，维持我国在船舶工业领域的领先地位和核心竞争力，我国船舶工业的相关从业人员，应当跟进水下豪华游艇相关的研究工作，应从如下四个方面具体开展工作。

2.1 加强研究，夯实基础

在水下豪华游艇的总体方案设计研究方面，我国已有学者进行了相关的前期探索研究，并取得了一定的成果[12]，但就方案而言，与国外设计团队公布的设计方案仍有一定的差距。应当充分发挥我国工业体系齐全、工业基础良好的优势，开展船舶总体设计、工业设计、艺术、美学等学科的多学科交叉融合，提出方案新颖、艺术价值高的创新型水下豪华游艇总体设计方案。

在水下豪华游艇的关键技术研究方面，首先应注重现有技术在水下运载器上的移植推广应用。例如，燃料电池技术、大功率可回转一体化轮缘推进技术、水下信息技术等关键技术，目前已在航空航天、汽车、水面船舶等领域已有应用，但水下运载器方面尚无应用，应注重这些技术向水下平台移植应用的适装性研究。其次，应注重特有技术的基础研究，例如作为水下大型观察窗的大型双曲率耐压玻璃壳结构，材料特殊、结构复杂、受力工况复杂，是一种全新的耐压密封结构，工程应用较少，需要从基础原理、基本规律、设计计算方法、设计标准规范、成型工艺、安装工艺等方面全面开展研究工作。

2.2 提前谋划，法规先行

浩瀚的海面以下的世界，是远未充分开发的“处女地”。水下豪华游艇是一种新兴的水下载人平台，其设计、建造、运营等活动将面临一系列新的问题，水下豪华游艇的设计建造、登记入级、检验检疫、运营中的航行安法规等方面均需要从法律法规制度上对其进行规范和约束。因此，相关的研究人员应尽早安排、提前布局水下豪华游艇的相关法律法规的先期调研、研究。

2.3 注重体系，协调发展

水下豪华游艇的正常运营离不开运行维护体系的支撑。水下豪华游艇靠泊港口、日常维护保养、航行海区的规划、观通导航、气象水文支持以及应急事故救援等方面，均与现有的水面豪华游艇存在较大差异。相关的研究人员，应尽早对水下豪华游艇的运维体系进行相关的前期论证调研，必要时可提早开展相关的基础设施建设工作。

2.4 开展交流，扩大影响

在技术研究取得一定的突破、形成了较为完备的设计技术方案的基础上，国内团队应当注重与国外的交流。通过参加国内外知名游艇展（例如欧洲三大游艇展）等方式，与国外设计团队进行技术交流，并向潜在的用户推销设计方案，从而逐步扩大国内团队、国内设计方案的国际影响力。

3 结论

水下豪华游艇是一种新兴的高附加值、高利润、高技术船舶，市场前景较为广阔。我国适时地进行水下豪华游艇的研究，进行技术储备，提高设计水平，既有利于提前布局、抢占潜在的市场份额，又有利于进一步促进船舶工业的转型升级，具有较高的经济效益和社会效益。本文以近年来国外设计团队公布的 5个具有代表性的水下豪华游艇设计方案为例，介绍了其方案组成，分析了技术特点，并在此基础上提出了我国发展水下豪华游艇的整体思路，旨在为国内水下豪华游艇的发展提供参考借鉴。