基本信息
- 項目名稱：
- 用于江海聯(lián)運集裝箱船的旋轉(zhuǎn)浮力干舷系統(tǒng)--原理、設(shè)計、優(yōu)選、論證
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- “十二五”期間，江海聯(lián)運將成為我國支線水運的主要方式。然而，現(xiàn)有江海聯(lián)運船內(nèi)河或海上嚴重虧艙的缺陷卻一直被忽視，因此造成了50%的運力浪費。 本作品通過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)計算，本發(fā)明可將現(xiàn)有江海聯(lián)運集裝箱船的經(jīng)濟指標提升40%，并可極大提高船舶的安全性。
- 詳細介紹：
- 現(xiàn)有的江海聯(lián)運船有一個先天缺陷，此缺陷與其雙重營運環(huán)境有關(guān)：在海洋航區(qū)，江海聯(lián)運船需有較高的干舷，以抵御海上的風浪；但在內(nèi)河航區(qū)，風浪較小，高干舷則顯得多余，從而導(dǎo)致江海聯(lián)運船在內(nèi)河會有虧艙.而現(xiàn)有的變吃水設(shè)計并沒有解決上述問題，因為變吃水船在采用淺吃水時，便是在虧艙運營。 除上述缺陷外，江海聯(lián)運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、大風浪時可能傾覆、轉(zhuǎn)向半徑較大、制動距離較長、集裝箱向上堆高會影響視野、海面結(jié)冰時可能被擠壞、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)河載重水線以上，取代原有的干舷。它采用密封箱型結(jié)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)軸或鉸鏈與主船體連接，可由絞車或液壓泵旋轉(zhuǎn)收放. 船在海上航行時，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，抵抗海上的風浪；當船在內(nèi)河航行時，由于不需要高干舷，系統(tǒng)可向舷外旋轉(zhuǎn)90°展開，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，但吃水沒有增加；船進入海洋航區(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，此時船仍可在滿載水線下航行，吃水與內(nèi)河吃水相同，不會發(fā)生虧艙.可見，此方案達到了本文第一部分中提出的前三條目標：干舷可變、吃水不變、無虧艙. 旋轉(zhuǎn)浮力干舷系統(tǒng)除了可解決江海聯(lián)運船特有的問題外，還可以消除普通大中型船舶共有的缺陷.如： a) 保護主船體免受撞擊：在內(nèi)河，當撞擊發(fā)生時，已經(jīng)處于放下狀態(tài)的浮力干舷可以保護主船體舯部.在海上，撞擊發(fā)生時，可迅速展開浮力干舷，保護主船體. b) 防傾覆：在內(nèi)河，浮力干舷展開后船的水線面變寬，穩(wěn)性增加；而且，集裝箱向?qū)挾确较蚨逊哦皇窍蛏隙迅?，可減小風傾力矩. c) 減小轉(zhuǎn)向半徑：海上航行時若需要急轉(zhuǎn)彎，可只展開某一側(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：海上航行時若遇緊急情況需要緊急停船，可展開兩側(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，冰從四周包圍船舶并擠壓船舷.展開浮力干舷，敲碎剛生成的薄冰，可以讓船的周圍始終保持無冰. g) 防擱淺：海上航行時，如果誤入淺水區(qū)，可以展開浮力干舷，提供額外浮力，讓全船吃水變淺，順利通過淺水區(qū). h) 防海盜：在海上，當海盜的快艇靠幫，準備登船時，可迅速展開浮力干舷，敲擊海盜快艇，使其傾覆或沉沒. 可見，本發(fā)明解決了江海聯(lián)運船的所有特有問題，并解決了它與普通中型船舶所共有的問題，提高了船的經(jīng)濟性與安全性。 為本發(fā)明設(shè)計了12中可行方案，從中選出了一種最優(yōu)方案，計算表明，該方案的經(jīng)濟指標（必要運費率）比常規(guī)船優(yōu)40%以上。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1）目的 首先，解決現(xiàn)有的江海聯(lián)運船特有的在內(nèi)河或海上有虧艙的問題。 其次，解決江海聯(lián)運船作為普通中型船舶共有的一些缺陷，如：集裝箱向上堆高會影響視野、海面結(jié)冰時可能被擠壞、淺水區(qū)易擱淺、易受海盜襲擊等. 2）思路、創(chuàng)新點、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)河載重水線以上，采用密封箱型結(jié)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)軸或鉸鏈與主船體連接，可由絞車或液壓泵旋轉(zhuǎn)收放. 船在海上航行時，它處于垂直狀態(tài)，抵抗海上的風浪；船在內(nèi)河航行時，系統(tǒng)可向舷外旋轉(zhuǎn)90°展開，浸入水中，成為浮體，承載額外的集裝箱，提高船在內(nèi)河的運力.內(nèi)河中雖然船的載重量增加，但吃水沒有增加；船進入海洋航區(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，此時船仍可在滿載水線下航行，吃水與內(nèi)河吃水相同，不會發(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 對12種方案用層次分析法進行進行了船型優(yōu)選，得到了一種最佳船型方案，其具體尺寸從略。經(jīng)經(jīng)濟性論證，發(fā)現(xiàn)本方案的經(jīng)濟指標（必要運費率）較常規(guī)船優(yōu)化了40%。
科學性、先進性
- 1）本作品可提升現(xiàn)有江海聯(lián)運集裝箱船的經(jīng)濟性： 據(jù)計算，采用本作品可使船的經(jīng)濟性（以必要運費率RFR衡量）提高40%； 2）本作品可提升現(xiàn)有江海聯(lián)運集裝箱船的安全性： 本作品可解決八個船舶安全問題?？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)范和國家標準，可直接安裝在現(xiàn)有船上，取代其上原有的干舷，提高經(jīng)濟效益和安全性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1）2010年5月，大連海事大學新船型設(shè)計大賽：一等獎 2）2010年12月，大連市大學生科技創(chuàng)新創(chuàng)意作品大賽：三等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 擬用普通許可方式轉(zhuǎn)讓專利。
作品可展示的形式
- 1）模型 2）設(shè)計圖
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1）使用說明：本作品尺寸符合造船規(guī)范和國家標準，可直接安裝在現(xiàn)有船上，取代其上原有的干舷，提高經(jīng)濟效益和安全性。 2）適用范圍及推廣前景：任何江海聯(lián)運集裝箱船都可安裝本作品。而在“十二五”期間，我國將建造大批該船型，所以，本作品具有較好的推廣前景。 3）市場分析、經(jīng)濟效益預(yù)測：江海聯(lián)運集裝箱船將被大量建造，而本作品可將該船型的經(jīng)濟效益提高40%，還可極大提高船的安全性，所以，預(yù)計將會被各船公司廣泛采用。
同類課題研究水平概述
- 在1970-2010年間國內(nèi)外有關(guān)江海聯(lián)運集裝箱船的一百余篇論文和報道中，未見與本課題同類的研究。 值得一提的是，鮑波等（1991）在《江海直達集裝箱船船型要素分析和經(jīng)濟論證》一文中，比較了變吃水船舶與不變吃水船舶的經(jīng)濟性，證明了變吃水船舶在江海聯(lián)運航線上的優(yōu)勢。但此文未提及變吃水船舶在海上會發(fā)生虧艙的缺點，未能從根本上解決問題。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。 因此，本作品系首次指出了變吃水船舶缺點，并提出了旋轉(zhuǎn)浮力干舷系統(tǒng)方案。
