中国船舶网论坛

 找回密码
 加入我们

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 1601|回复: 0

谁愿意与我一起推动船体革命?

[复制链接]
发表于 2013-7-28 10:58:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
新型船体技术--实施国家海洋强国战略的一面旗帜(联系fa0898@126.com)
一、新型船体技术介绍
    1.传统船体技术
在现代造船技术中,船体是一种传统承袭,大体都呈蚌形,即船板加龙骨方式的V型结构,是为了减少水的阻力而设计的一种型体。在不同的技术条件下,船体大小、船体功能,会有不同表现。随着材料科学和制造技术的发展,现在可以制造超大型船体如航空母舰,但船体造型并没有改变。这种利用水体的浮力承载,在有限的船体空间内实现更多的载重及发挥更多的船体功能,决定了传统船体的造型还是有其生命力的。但这种不断重复的船体故事,作为一种制造业传统,将人们引入了一个时间凝固的空间中,使造船业缺乏革命性进步的窘境毫无保留地呈现在我们面前。整体、一致、均衡、向上拓展空间,成为传统船体的显著特征,船板与龙骨成为传统船体生命延续的重要部件。如果没有船板与龙骨,谁也不能造出船来!目前世界上所有轮船与军舰,无一例外全是传统船体造型,甚至连外型最新锐的游艇也是传统船体造型。
传统船体的缺陷主要表现在与海浪的搏击之中。自有海难记录以来的200年间,全球已有100多万艘大中型船舶因遭受巨浪狂风袭击而沉没。在古代,人们限于船舶性能、通讯条件、导航设备的不足,很难掌握海上巨浪的动向,出现重大海难事故是经常的。1281年仲夏,元世祖忽必烈发兵10万,派遣4400多艘战舰对日本作战,途中,忽遇台风巨浪,所有战舰全部翻沉毁坏,10万军队活着回来的只有3人。即使现代各种航行条件都较完善的情况下,重大海难仍不可避免。近20年来,每年沉船事故平均242艘152万吨,其中80%是狂风巨浪造成的。我国近海由灾害性海浪引起的海难每年平均有70次,经济损失每年约1亿元,死亡约500余人。  
海浪大多数是从侧面掀翻船舶的,但也发生过多次巨浪将船体拦腰截断的惨剧。1952年12月16日,一艘美国万吨商船在意大利西部遭受巨浪袭击时,恰好船的首尾分别位于两个相邻的波峰上,船体中心部位悬于波谷上,而被巨浪截断为前后两段而沉没。在大洋上还会不时出现一种特大的海浪。这种浪,一般是由多个波峰和波谷汇合而成,往往不易被船员发现。特别是夜晚时,正当船员们熟睡之际,遭到这种特大巨浪袭击,船舶会很快翻沉。因此,船员们常叫这种浪为“睡浪”。“睡浪”的最大波高可超过30米,当船首位于波谷突然下沉时,巨浪以压顶之势袭击过来,船只很难逃过这种灭顶之灾。一些在大洋中突然神秘失踪的船舶,很大可能是这种"睡浪"造成的。
1994年9月27日,在波罗的海上航行的“爱沙尼亚”号渡轮,遭巨浪袭击沉没的重大海难事故,是近年来最为引入注目的事件。该轮为1.5万吨的渡轮,从爱沙尼亚的塔林驶往瑞典的斯德哥尔摩,载客1049名,渡轮驶出港口后不久,海面上就开始狂风大作,波高达6米的大浪接踵向渡轮扑来,虽然这不是最大海浪,乘客们已感到船只在剧烈摇摆和颠簸,在午夜时突然前舱门被大浪击开,汹涌的海水向底舱的停车库涌去,船体左舷急剧倾斜,咆哮的海浪扑向甲板,一声巨响,船体上的烟囱倒覆在水面上,船底顷刻朝天,随即,渡轮沉入80米深的波罗的海中。从发生险情到沉船仅15分钟,人们只接到唯一的一个报警信号。渡轮翻沉时,邻近的船舶和直升飞机先后赶到现场。由于夜晚大多数乘客已入梦境,毫无防备,有少数人穿了救生衣下到救生筏上,最终幸存者只有220人,遇难总数约800多人,其中大部分是瑞典人,这是二次大战后欧洲发生的最大一次海难。
    传统船体在其生命延续中,也会延续并扩大其致命的缺陷。漏水必沉、触礁必翻,相碰必烂,几乎是所有传统船体面临的难题,而制造成本高企、制造周期长等问题也是制约造船业发展的困境。
2.人工浮岛工程技术
(1)国外成功的人工浮岛工程
世界上第一个真正意义上也是目前全球最大的人工浮岛于2010年2月6日在韩国首尔亮相。这个以钢铁制造的人工浮岛,重2500吨,面积3271平方米,大如足球场。它是耗资964亿韩元兴建的3座浮岛中的一个,可容纳2000至2500名游客。 它经过1年时间建造,靠底部24个直径2米的特制橡胶气囊浮起,在江中组装岛上设施。为防止漂浮岛漂走,江底打下了500吨重的石礅,还有多条最长达69米的铁链系住。一旦洪水水位达16米,或是卫星定位装置发现漂浮岛离开原位超过1米,铁链便会自动锁紧,将岛拉回原位。
首尔的3座浮岛同水上舞台、盘浦大桥,诞生新的河岸景观,集合水上活动、展示、表演等功能的人文空间,总面积接近2万平方米,不仅是全世界最大的浮岛,也是举世唯一的水上会议中心。
日本东北部9.0级大地震导致福岛核电站泄漏时,日本东京电力公司开始调集静冈市的人工浮岛,用以转移福岛第一核电站的低放射性污水。该人工浮岛原本在静冈市清水港作为海钓设施使用。其长约136米,宽约46米,高约3米,内部有很多水池,可容纳1万吨水。
上述人工浮岛工程基本上是混凝土工程的水上化,目前尚未形成有广泛推广价值的工程技术。
(2)发达国家发展人工浮岛的战略构想
美国和加拿大及日本都先后提出“浮岛式航空母舰”这样的构想。加拿大和日本设想的浮岛式航母基本是固定式建筑,相当于在海上建造一个小型飞机场,跑道长1000米左右,可供各种飞机安全起降,而造价只有几亿美元。美国设想建造一个排水量50万吨,全长900米、宽90米、高60米,可搭载300-500架各种类型的陆基飞机,航速6节。它由6个独立的组装模组拼接而成,其飞行甲板面积比10万吨级的航母还大2-3倍,进驻的飞机数量当然也多2-3倍。
  这种浮岛式航母的原意是“浮动式海上基地”(MOBS),预计造价12亿美元,可作为海上前进基地或舰船、飞机的运补和维修基地。在浮岛式航母上,包括C-130在内大多数飞机几乎都能安全起飞和降落,而无须复杂的弹射和阻拦装置。
所谓浮岛式航母其实就是一个浮动的海军战略航空基地。由于浮岛式航母只是一种平台或基地的概念,所以在设计思想上不再强求其他战术技术指标,不要求高航速,不苛求配备强大的攻防火力和武器。由于浮岛式航母上起降的飞机作战半径都很远,所以在作战方面,浮岛式航母和类似于冲绳基地这样的海、空军基地一样,远离战区,不进入有威胁的海域,不直接参加战斗任务,因此比较安全。据称,2020年前美国海军将建造2-3艘。
和平时期,可以利用浮出水面的岛礁或不能浮出水面的珊瑚礁盘建造或部署几个这样的固定式海上基地,完全是民用性质,可将其划归地方政府管辖,民用船舶、民航飞机和海洋石油开发部门都可利用这样的浮岛进行海洋开发,渔业捕捞,空中航运,油气勘探,海洋调查,海上救援,物资、食品、淡水补给,机械设备的维修和人员的医疗救护等,也可开辟海空旅游航线,对国民进行海洋观和国防观教育,当然在需要的时候军队可紧急征用,作为军事基地支援海上作战。
3.新型船体技术
新型船体技术是指通过利用浮体排列向平面扩展并自由构筑水上活动空间的制造技术。新型船体技术是由单个浮体连接成条状浮体,多条条状浮体构成一个水下承载系统,在该系统基础上构筑连接平台,再制造船舶和军舰及海洋人工浮岛等水上产品功能所需要的舱室,就形成新型船体。这种新型船体的特点是可以任意设计形状,任意设计排水量,任意设计功能,任意设计用途,任意设计平面(甲板),任意设计多船连接。
新型船体技术的基础是浮体。我们可以将浮体形象化如集装箱的模样,方方正正的长方形钢结构产品,它由防腐性能优越的面板材料和支撑材料及自防腐防沉材料构成。由外到内是高强度防腐面板材料,以保证海水不对浮体有腐蚀。为了保证浮体内部不渗漏,不腐蚀,填充自防腐防沉材料,即这种材料自身的强度结构可以使浮体内部能抵御海水侵入,这样,就形成了单个浮体。
将单个浮体连接在一起,按设计及功能要求组成一定长度的条状浮体,多条条状浮体排列开来,在条状浮体之上构筑连接平台,就形成了一个浮在水面上的船体。这个浮体的特点是明显的。如高度防腐,几十年不需要做防腐处理;防沉,每个浮体被火炮击中也不会沉没,即解体不沉;可更换,当某个浮体触礁损毁时,可自由更换浮体,且不影响船体性能。而由单个浮体构成的船体,在制造方面,不需要船坞,不需要大型成型设备和复杂的制造工艺,这样,就显著降低了制造成本,也缩短了制造周期。而且,由于船体可在水面上自由拓展,不再有传统船体造型限制,船的多种功能就可以复合在一起,形成更丰富的水面运输系统或作战系统,即甲板越大,复合的功能就越多。同时,由浮体构筑的船体,每个浮体的承重是相等的,船体越大,浮体越多,排水量就越大,这种由平面拓展的船体自重比传统船体要小得多,就意味着同样排水量的船体,可以承载更多物质或体现更多功能。
采用这种浮体也可以制造功能各异的人工浮岛,如海上宾馆、海上住宅及其它海洋基地等人工浮岛工程。
因此,新型船体技术将人工浮岛和民用船舶与军舰的基础即浮体统一起来,当锚固于某个海域不安装动力的船体是人工浮岛,安装了动力和导航系统的是民用船舶,而安装了火炮系统的则是军舰。
二、新型船体技术是天才设计思想
民用船舶军舰海洋人工浮岛工程三者抽象出由单个浮体构成的船体,是具有天才般设计思想的体现。
在造船业中,民用船舶和军舰不是同一业态,而海洋人工浮岛工程则不属于造船业。
民用船舶表达的是运输和成本的性价比,军舰则要体现进攻或防御特点的快速与强大特征。由于船体在水面上的空间有限,船舶就分化为各种类型的功能。在民用船舶中,集装箱船与散装货船不同,在军舰中,驱逐舰与护卫舰不同。而海洋人工浮岛工程,则没有专业化和产业化,更多体现在试验或混凝土工程的水上化。无论从哪个角度分析,民用船舶与军舰在制造技术上有相同的地方,但它们与海洋人工浮岛工程之间,并不交集。
新型船体技术的发明者将三者的共同特点表达出来,即三者的共同特点是浮之于水!通过这种对共同特点的综合与归纳,就将人们的视野拓展了开来,既然是浮在水上的物体,共同点也就形成了。船舶是蚌形,人工浮岛则是任意造型,将人工浮岛安装动力,就成为可航行的水上物体或称为新型船舶,如果可航行的人工浮岛有船舶的坚固与耐用特性,就是合适的船舶了。
既然船舶和军舰及海洋人工浮岛工程都要借助水力浮着,也必然要走出现有造船的惯性思维才能获得灵感,不站在一个战略的高度,不站在一个综合思考的角度,不处身于时代的发展要求之下,是不会有这种天才般的设计产生的。
几千年的造船业,从木帆船到铁壳船,完整的产业体系,完整的制造业态,但在这种具有天才般的设计思想面前,显得那么脆弱和不堪一击。传统船体向整体扩大和向上扩展,让人们穷尽了智慧,耗尽了心血,到头来,航空母舰还得借助推进装置或滑跃方式才能使轻型战机起飞,而万吨邮轮会在一块礁石或一堆巨浪面前悄然沉没。一切都显得那么可怜,一切都显得那么无助。
显然,现代造船业的困境并不是科技或制造能力受到制约,而是人们的思想固化的必然结果。继续这样的思维,就会延续这样的困惑,当然,也会继续发生着各种水上悲剧!
传统船体的呆板造型会被新型船体的梦幻设计所取代,看似怪异的、科幻的、功能齐全且复合的新型船体将带给人们更多视觉享受,也将带给社会更多的经济效益和社会效益。
(待续)


以上技术已经申请发明专利,欢迎投资合作.联系:fa0898@126.com

回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|中国船舶网  

GMT+8, 2017-9-23 12:04

Powered by Discuz! X3.3

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表