題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 用于江海聯(lián)運(yùn)集裝箱船的旋轉(zhuǎn)浮力干舷系統(tǒng)--原理、設(shè)計(jì)、優(yōu)選、論證
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- “十二五”期間，江海聯(lián)運(yùn)將成為我國(guó)支線(xiàn)水運(yùn)的主要方式。然而，現(xiàn)有江海聯(lián)運(yùn)船內(nèi)河或海上嚴(yán)重虧艙的缺陷卻一直被忽視，因此造成了50%的運(yùn)力浪費(fèi)。 本作品通過(guò)在船上安裝一種可以旋轉(zhuǎn)的密封箱型浮力干舷，不僅徹底解決了上述虧艙問(wèn)題，還可防撞擊、防傾覆、改善視野、防海冰、協(xié)助停船、 協(xié)助轉(zhuǎn)向、防擱淺、防海盜。據(jù)計(jì)算，本發(fā)明可將現(xiàn)有江海聯(lián)運(yùn)集裝箱船的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提升40%，并可極大提高船舶的安全性。
- 詳細(xì)介紹：
- 現(xiàn)有的江海聯(lián)運(yùn)船有一個(gè)先天缺陷，此缺陷與其雙重營(yíng)運(yùn)環(huán)境有關(guān)：在海洋航區(qū)，江海聯(lián)運(yùn)船需有較高的干舷，以抵御海上的風(fēng)浪；但在內(nèi)河航區(qū)，風(fēng)浪較小，高干舷則顯得多余，從而導(dǎo)致江海聯(lián)運(yùn)船在內(nèi)河會(huì)有虧艙.而現(xiàn)有的變吃水設(shè)計(jì)并沒(méi)有解決上述問(wèn)題，因?yàn)樽兂运诓捎脺\吃水時(shí)，便是在虧艙運(yùn)營(yíng)。 除上述缺陷外，江海聯(lián)運(yùn)船也具有普通大中型船舶共有的一些缺陷，如：破損后易沉沒(méi)、大風(fēng)浪時(shí)可能傾覆、轉(zhuǎn)向半徑較大、制動(dòng)距離較長(zhǎng)、集裝箱向上堆高會(huì)影響視野、海面結(jié)冰時(shí)可能被擠壞、淺水區(qū)易擱淺、易受海盜襲擊等. 旋轉(zhuǎn)浮力干舷系統(tǒng)設(shè)置于船舶的內(nèi)河載重水線(xiàn)以上，取代原有的干舷。它采用密封箱型結(jié)構(gòu)，通過(guò)轉(zhuǎn)軸或鉸鏈與主船體連接，可由絞車(chē)或液壓泵旋轉(zhuǎn)收放. 船在海上航行時(shí)，它和普通集裝箱船的舷側(cè)一樣，處于垂直狀態(tài)，起干舷的作用，抵抗海上的風(fēng)浪；當(dāng)船在內(nèi)河航行時(shí)，由于不需要高干舷，系統(tǒng)可向舷外旋轉(zhuǎn)90°展開(kāi)，浸入水中，成為浮體，提供額外的浮力，并承載額外的集裝箱，提高船在內(nèi)河的運(yùn)力. 由于內(nèi)河加載的額外集裝箱的重量可由浮力干舷提供的浮力平衡，故雖然船的載重量增加，但吃水沒(méi)有增加；船進(jìn)入海洋航區(qū)前，卸下加載于浮力干舷上的集裝箱，并使浮力干舷還原垂直狀態(tài)，恢復(fù)干舷的功能，此時(shí)船仍可在滿(mǎn)載水線(xiàn)下航行，吃水與內(nèi)河吃水相同，不會(huì)發(fā)生虧艙.可見(jiàn)，此方案達(dá)到了本文第一部分中提出的前三條目標(biāo)：干舷可變、吃水不變、無(wú)虧艙. 旋轉(zhuǎn)浮力干舷系統(tǒng)除了可解決江海聯(lián)運(yùn)船特有的問(wèn)題外，還可以消除普通大中型船舶共有的缺陷.如： a) 保護(hù)主船體免受撞擊：在內(nèi)河，當(dāng)撞擊發(fā)生時(shí)，已經(jīng)處于放下?tīng)顟B(tài)的浮力干舷可以保護(hù)主船體舯部.在海上，撞擊發(fā)生時(shí)，可迅速展開(kāi)浮力干舷，保護(hù)主船體. b) 防傾覆：在內(nèi)河，浮力干舷展開(kāi)后船的水線(xiàn)面變寬，穩(wěn)性增加；而且，集裝箱向?qū)挾确较蚨逊哦皇窍蛏隙迅撸蓽p小風(fēng)傾力矩. c) 減小轉(zhuǎn)向半徑：海上航行時(shí)若需要急轉(zhuǎn)彎，可只展開(kāi)某一側(cè)的浮力干舷，產(chǎn)生偏航力矩，使船更快地完成轉(zhuǎn)向. d) 減小停船沖程：海上航行時(shí)若遇緊急情況需要緊急停船，可展開(kāi)兩側(cè)的浮力干舷，產(chǎn)生阻力，使船更快地停止. e) 改善視野：集裝箱堆放在浮力干舷上而不是向上堆高，可改善駕駛員的視野，降低駕駛室高度. f) 防冰：水面結(jié)冰時(shí)，冰從四周包圍船舶并擠壓船舷.展開(kāi)浮力干舷，敲碎剛生成的薄冰，可以讓船的周?chē)冀K保持無(wú)冰. g) 防擱淺：海上航行時(shí)，如果誤入淺水區(qū)，可以展開(kāi)浮力干舷，提供額外浮力，讓全船吃水變淺，順利通過(guò)淺水區(qū). h) 防海盜：在海上，當(dāng)海盜的快艇靠幫，準(zhǔn)備登船時(shí)，可迅速展開(kāi)浮力干舷，敲擊海盜快艇，使其傾覆或沉沒(méi). 可見(jiàn)，本發(fā)明解決了江海聯(lián)運(yùn)船的所有特有問(wèn)題，并解決了它與普通中型船舶所共有的問(wèn)題，提高了船的經(jīng)濟(jì)性與安全性。 為本發(fā)明設(shè)計(jì)了12中可行方案，從中選出了一種最優(yōu)方案，計(jì)算表明，該方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（必要運(yùn)費(fèi)率）比常規(guī)船優(yōu)40%以上。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1）目的 首先，解決現(xiàn)有的江海聯(lián)運(yùn)船特有的在內(nèi)河或海上有虧艙的問(wèn)題。 其次，解決江海聯(lián)運(yùn)船作為普通中型船舶共有的一些缺陷，如：集裝箱向上堆高會(huì)影響視野、海面結(jié)冰時(shí)可能被擠壞、淺水區(qū)易擱淺、易受海盜襲擊等. 2）思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵 旋轉(zhuǎn)浮力干舷系統(tǒng)設(shè)置于船舶的內(nèi)河載重水線(xiàn)以上，采用密封箱型結(jié)構(gòu)，通過(guò)轉(zhuǎn)軸或鉸鏈與主船體連接，可由絞車(chē)或液壓泵旋轉(zhuǎn)收放. 船在海上航行時(shí)，它處于垂直狀態(tài)，抵抗海上的風(fēng)浪；船在內(nèi)河航行時(shí)，系統(tǒng)可向舷外旋轉(zhuǎn)90°展開(kāi)，浸入水中，成為浮體，承載額外的集裝箱，提高船在內(nèi)河的運(yùn)力.內(nèi)河中雖然船的載重量增加，但吃水沒(méi)有增加；船進(jìn)入海洋航區(qū)前，卸下加載于浮力干舷上的集裝箱，并使浮力干舷還原垂直狀態(tài)，恢復(fù)干舷的功能，此時(shí)船仍可在滿(mǎn)載水線(xiàn)下航行，吃水與內(nèi)河吃水相同，不會(huì)發(fā)生虧艙. 此外，它還可以消除普通大中型船舶共有的缺陷.如防撞擊、防傾覆、改善視野、防海冰、協(xié)助停船、 協(xié)助轉(zhuǎn)向、防擱淺、防海盜。 3）技術(shù)指標(biāo) 對(duì)12種方案用層次分析法進(jìn)行進(jìn)行了船型優(yōu)選，得到了一種最佳船型方案，其具體尺寸從略。經(jīng)經(jīng)濟(jì)性論證，發(fā)現(xiàn)本方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（必要運(yùn)費(fèi)率）較常規(guī)船優(yōu)化了40%。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1）本作品可提升現(xiàn)有江海聯(lián)運(yùn)集裝箱船的經(jīng)濟(jì)性： 據(jù)計(jì)算，采用本作品可使船的經(jīng)濟(jì)性（以必要運(yùn)費(fèi)率RFR衡量）提高40%； 2）本作品可提升現(xiàn)有江海聯(lián)運(yùn)集裝箱船的安全性： 本作品可解決八個(gè)船舶安全問(wèn)題?？梢苑雷矒簟⒎纼A覆、改善視野、防海冰、協(xié)助停船、 協(xié)助轉(zhuǎn)向、防擱淺、防海盜。 3）本作品尺寸符合造船規(guī)范和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可直接安裝在現(xiàn)有船上，取代其上原有的干舷，提高經(jīng)濟(jì)效益和安全性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1）2010年5月，大連海事大學(xué)新船型設(shè)計(jì)大賽：一等獎(jiǎng) 2）2010年12月，大連市大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)意作品大賽：三等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 擬用普通許可方式轉(zhuǎn)讓專(zhuān)利。
作品可展示的形式
- 1）模型 2）設(shè)計(jì)圖
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1）使用說(shuō)明：本作品尺寸符合造船規(guī)范和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可直接安裝在現(xiàn)有船上，取代其上原有的干舷，提高經(jīng)濟(jì)效益和安全性。 2）適用范圍及推廣前景：任何江海聯(lián)運(yùn)集裝箱船都可安裝本作品。而在“十二五”期間，我國(guó)將建造大批該船型，所以，本作品具有較好的推廣前景。 3）市場(chǎng)分析、經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：江海聯(lián)運(yùn)集裝箱船將被大量建造，而本作品可將該船型的經(jīng)濟(jì)效益提高40%，還可極大提高船的安全性，所以，預(yù)計(jì)將會(huì)被各船公司廣泛采用。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 在1970-2010年間國(guó)內(nèi)外有關(guān)江海聯(lián)運(yùn)集裝箱船的一百余篇論文和報(bào)道中，未見(jiàn)與本課題同類(lèi)的研究。 值得一提的是，鮑波等（1991）在《江海直達(dá)集裝箱船船型要素分析和經(jīng)濟(jì)論證》一文中，比較了變吃水船舶與不變吃水船舶的經(jīng)濟(jì)性，證明了變吃水船舶在江海聯(lián)運(yùn)航線(xiàn)上的優(yōu)勢(shì)。但此文未提及變吃水船舶在海上會(huì)發(fā)生虧艙的缺點(diǎn)，未能從根本上解決問(wèn)題。而此后的研究皆直接采用變吃水方案，且同樣未提及其缺點(diǎn)。 因此，本作品系首次指出了變吃水船舶缺點(diǎn)，并提出了旋轉(zhuǎn)浮力干舷系統(tǒng)方案。
