现代船舶技术发展特点略论

现代船舶技术发展特点略论

现代船舶类型众多，根据世界经济合作与发展组织（OECD）统计分类，大致可分为原油船（单壳、双壳）、成品油船、化学品船、散货船、兼用船、杂货船、冷藏船、集装箱船、滚装船、汽车运输船、液化石油气船、液化天然气船、海峡渡船、客船、渔船、其他非货运船等十六类船型。而在习惯上，人们又把占世界运输船舶保有量比例达70％～80％的散货船、油船、集装箱船三大当今海上运输主力船舶称为运输船舶中的主流船型；把占世界份额较小但具有高技术含量、高制造难度、高附加值的“三高”产品称为高技术、高附加值船型；把应用一个或几个支撑原理，航速快、性能好、拥有特殊用途，一般均为小批量生产的船舶称为高性能船舶。 近十年来，船舶产品的发展取得了十分重大的进步，与同是交通运输工具的汽车和飞机相比，船舶产品不仅在基本形式，甚至在基本原理方面都发生了深刻的变化。各国造船业为了争夺市场，抢占船舶科技制高点，争相加强科研开发的强度，船舶产品的发展获得了许多重大进步。无论在新船型的开发，老船型的优化，还是在船舶性能改进提高等方面，其发展速度到达到了前所未有的程度，船舶产品的发展已进入一个新的阶段。 船舶技术发展的特点可归纳为： 一、大型化

船舶大型化是船型发展中最明显的特点之一，也是船舶创新的主要方向。这是因为大型船舶具有明显的规模经济优势，可以明显降低运输成本。以油船为例，当载重量从2.5万吨增加到25万吨时，每吨石油的运输成本可下降40％；集装箱船当载箱能力从4000TEU增加到8000TEU时，每箱运输成本可下降15％。因此，从二十世纪50年代开始，油船、散货船的大型化表现突出。油船从4.5万吨发展到30万吨级的超大型油轮（VLCC），目前VLCC已成为油运船队的主力船型，市场需求仍然相当旺盛；最大散货船从1950年的2.5万载重吨发展到1986年的36.5万载重吨，40万吨的超大型矿砂船也已在酝酿中。80年代起，船舶的大型化主要表现在集装箱船、豪华旅游船等船型上。现在已订造的最大集装箱船已达到14280TEU。上世纪末本世纪初，液化天然气船也从13万立方米级跨越到15万立方米和21立方米以及26万立方米三级。 二、高速化

船舶的高速化主要表现在船舶航速的提高和高速船舶的长足发展。由于船舶设计技术、动力技术、推进技术的不断改进和提高，近年来各主要船种的航速普遍呈增高趋势。尤其是滚装船、渡船、集装箱船等船舶，航速提高的幅度更大。 三、船型不断创新

近十年来，各种新型船型不断成功开发，投入运行，促进了海洋运输船队结构的变革。在市场需求不断变化、设计技术不断进步的双重因素推动下，几乎所有船型都在不断优化和创新之中。例如，VLCC船，60年代到80年代共发展二代，80年代末推出了第三代节能型VLCC，随后在国际防污染规则推动下，又开发出双壳型和中甲板型VLCC船型，进入新世纪又出现了双机双桨的第四代VLCC；集装箱船至今已发展了六代（7000～8000TEU），正在发展第七代（10000～12000TEU）；巴拿马型散货船，从最初的6万载重吨级，发展到现在的8万吨级，随着巴拿马运河的拓宽，新巴拿马型将更具有吸引力。与此同时，诸如压缩天然气（CNG）运输船、可燃冰运输船、高冗余度安全油船、马鞍形大型旅游船等各种新概念船相继被提出。

四、安全、环保、节能等性能进一步改善

随着IMO、IACS等国际组织和各大船级社对海上安全性和环保性要求的提高，海洋船

舶正在不断向安全、环保型发展，如为防止油船破损对海洋的污染，1992年通过了油船双壳结构规定，2001年通过了加速淘汰单壳油船的规定；同时，世界各国海事组织对船龄的限制越来越严格，对船舶技术性能指标要求越来越高，对有关避碰、防触礁、减少有害物质对海水的污染、减少船舶排放气体对空气的污染等作出了一系列的规定，以保证船舶安全和环保要求。

五、节能技术不断提高

通过不断优化船型，减少推进阻力，改进主机性能，各种船舶的燃油消耗量呈现下降趋势。以90年代建造的三大主流船型与70年代建造的船舶相比，在保持同样航速的情况下，燃油日消耗量，VLCC船减少了65％，散货船减少了34％，集装箱船每箱节油高达67％。 六、船舶自动化程度越来越高

一人桥楼、无人机舱等出现，使船员数量大大减少，90年代建造的先进船舶，船员数量一般不到15人，较70年代减少了50％左右，船舶自动化防止的更高一级是智能化，日本等国正在开发之中，以航行自动化为目标的“一人船舶”，预计在2015年左右可以开发成功。 七、船舶设计共性技术发展迅速

国外先进造船国家始终不渝地致力于船舶性能和结构先进技术的开发和应用，使船舶设计水平不断提高，船舶技术性能不断改善，新船型不断涌现，从而保持着占据极大部分世界船舶市场的态势。表现为：大力防止船舶性能和结构数据库，以此作为船型开发和优化设计的基础；船舶结构的直接设计计算法迅速发展并广泛获得应用；计算流体力学（CFD）进展迅速，许多理论方法已应用于船舶和海洋工程的设计；开发和应用减振降噪技术，提高船舶的舒适性和结构安全性等。 八、设计方法不断进步

IMO、IACS等国家组织和各大船级社为改善海上安全性，包括船上人员的人命安全，船舶和所载货物的安全，以及船舶营运海域的环境保护，不断修改、完善SOLAS、MARPOL等规范、规则，提高船舶的技术标准；建立信息网络成为本世纪船舶设计的一个主要技术措施，致力于开发并建立船舶设计阶段的“信息结构”，包括3D建模、数据库、虚拟环境/现实、仿真、并行设计等许多关键技术的虚拟设计技术等。