各种用途船舶与其结构

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各种用途船舶与其结构
船舶是重要的运输工具，了解各种运输船舶技术用途以及它的结构特点，是我们每个船友应知的基础知识。下面就初步谈谈各种类型运输船舶与它的船体结构特征。
第一节  干散货船
干散货船是指专门载运粉末状、颗粒状、块状等非包装散堆货的运输船舶。

一、常规型干散货船
常规型干散货船主要有三类，包括普通散货船、专用散货船——矿砂船、运煤船、散粮船、散装水泥船等，以及较近发展的兼用散货船——车辆一散货船、矿一散一油船等。
普通散货船一般为单层甲板、尾机型。因为所运货物货种单一，且是散装，对舱室的分隔要求不高；而尾机型则有利于货物的装载等。不同的散货比重相差很大，为了满足装载轻货的要求，散货船的货舱容积较大，使用中遇装重货时则采用隔舱装载的办法，有的船则采用大小舱相间的布置方式。因此，船体结构较强，可以适应集中载荷的需要。普通散货船货舱截面呈八角形，上下分设顶、底边舱。
设置顶边舱有利于航行中限制货物表面的移动，提高船舶稳性，也有利于减少平舱工作量；设置顶边舱在必要时还可装压载水，提高船舶重心，缓和船舶的摇摆。底边舱的设置则有利于在装卸时消除死角，减少清舱工作量。散货船货舱口的宽度很大，约可达船宽的70%。                                 
顶边舱和底边水舱在货舱两侧以40°～60° 角和35°角封闭，通过压载水的装载可以调节船舶的重心，尤其是甲板下的顶边舱，当装载重货时，对调节船舶重心高度有很大的作用。散货船为保证回程空放航行中的耐波性和稳性，并防止压载航行时发生中拱，中部的一个货舱有时作为压载水舱用，以补双层底和边水舱的不足。此外，在有大吨位散货船航行的航线上的港口码头，都有相应的装卸设备，所以4万吨以上的散货船一般都不设起货设备，尤其在特定港口间进行专线运输的散货船，一般均不设起货设备。   
专用干散货船各有如下一些特点。
（一）运煤船  船型最接近于普通散货船，船上设有良好的通风设备，以防止煤发热自燃。
（二）散粮船  散装粮食的积载因数较大，所以舱容系数比普通散货船大。散粮在船舶航行中会逐渐下沉，为了限制自由面效应，目前一般都将散粮船的货舱口围壁加高及缩小货舱口尺度，使货物沉降后的表面积限制在货舱口范围内。
（三）矿砂船  矿砂的积载因数较小，所以对货舱的容积要求不大，而荷载较集中．为了适当提高货物重心，改善船舶性能，有利于货物装卸。常将双层底抬高，且货舱口两侧设纵向水密隔壁，使货船剖面呈较小的矿斗形，船体结构强度亦较强。
（四）散装水泥船  甲板上不开设大的货舱口，也不设吊杆式等起货装置。为装卸水泥，船上设有气动式或机械式的水泥装卸设备。为了防止散装水泥飞扬、水湿结块，船中部设有集尘室或在船盖上装有空气滤器，上甲板和货舱口严格水密，有些船还采用双层船壳或在船舱内设粉密隔壁。
（五）车辆一散货船  在回程有大量汽车可运输的散货航线上发展可载运散货、汽车两类完全不同性质货物的船舶。这种船装有若干层悬挂式或折叠式车辆甲板，配以轻便的舱盖，用于装载汽车。车辆甲板一般为网格式花铁板结构，目的是减轻重量。当装载散货时，可将舱盖吊到甲板上，并将车辆甲板收起悬挂在主甲板下或折叠起来紧贴在横舱壁旁。
（六）矿一散一油船  简称OBO船（Ore—Bulk—Oil船）。
这种部吨位大，舱容丰富。中间为矿砂或其它散货舱，开有大舱口，能方便抓斗上下。两侧为油舱，能利用回程和矿砂、散货贸易的淡季装油，  提高船舶的经济性。目前，载重15万吨以上的散货船绝大多数是OBO型船。此外，根据货源情况，这一类兼用船常见的还有矿一油兼用船（Ore－Qil）和散一油兼用船（Bulk－Oil）。这一类兼用船因其需要满足装载石油、矿砂以及其它散货的要求，设备较复杂，构造有差别，所以造价要比单纯的油船或散货船高。
（七）大舱口散货船  为了提高散货船的使用效率和灵活性，以适应市场变化的需要，1962年9月；世界上出现了第一艘货舱口宽度达船宽的70%并装有起货设备的大舱口散货船。这一类船既能装载散货，也能装载木材、钢材、橡胶、机械设备、新闻纸以至集装箱等，适应性很强，其发展速度也较快。对于大多数发展中国家，在短期内，全集装箱运输还不可能成为主要的海运方式，因此，大舱口散货船更是值得考虑的船型。
（八）浅吃水肥大型船  六十年代，散货船的大型化速度加快，而港口和航道的水深不足，因此，开始了对浅吃水肥大型船舶的积极研制。研究的主要方向是增加船宽吃水比B／T，增大方形系数Cb，当然，由此就需要研究新的线型和推进操纵系统，从而保证船舶的航行性能和有效地提高船舶的经济性。现在，浅吃水肥大型船舶的B／T值已达6以上，如已正式使用多年的日本川峻重工建造的重货搬运船“Sea bridge”号，L/B=4.6，B/T=6.4。
浅吃水肥大型船与常规船相比，在船长与吃水十分相近的条件下，能大幅度提高载重量，从而大大提高其经济性。

二、干散货的卸船新工艺及散货自卸船
为了提高效率，多年来人们广泛探索卸船的新工艺，探索的总趋势是如何把周期性的卸货变为连续输送的卸货。这不仅可以提高卸船效率，而且可与码头的连续输送系统相协调，构成连续输送线。
采用连续输送卸船的另一种工艺形式是在船舶本身设置连续卸船机械，于是出现了各种形式的散货自卸船，其中，皮带输送型自卸船应用最为广泛。皮带输送型散货自卸船通常就称自卸船。它是指一种具有特殊货舱结构和带式卸货设备，能以连续输送方式卸货的干散货运输船舶。
1．自卸系统
散货自卸船通常是在舱底设置纵向输送机，舱内物料运过斗门及其它喂料方式喂入输送机并被提升到一定高度经投料输送机卸至码头。现代散货自卸船的自卸系统有多种形式，各种形式主要表现在自卸系统的各主要环节上。
1）    舱底输送
现代散货自卸船舱底物料输送普遍采用胶带输送机。它的优点是结构简单，动作可靠，生产效率高。
2）    舱内喂料                 
喂料形式基本上可分为两种是全自流喂料。这种方法是籍物料的重力自流至舱底输送机上。其优点是比较简单，所以为大多数自卸船所采用。其缺点是物料舱斗壁倾角要大，亦                  
即要大于物料的自然坡角，防止喂料不畅，因而舱容损失较大。
3）    物料提升
物料提升的方法有很多种，主要有：
（1）斜带式——利用胶带斜升的方式来提升物料。由于皮带装料斜升其倾斜角度不能太大，一般光皮带的倾斜角为15º~18º，花纹皮带的倾斜角对小煤粒为 28º~35º，对较大煤块23º~25º，因而提升区要损失较大的船容。当然，这种提升方式有其不少优点，如结构简单，维修方便，动作可靠，扬尘少，振动小，效率高。所以在提升高度不大的小型自卸船上较多采用。
（2）护带式——在上述提升皮带上覆一条重皮带，使一直盖住物料到预定高度的卸料点再分开，亦即物料在两条输送带的夹持下进行提升。这种方式可使斜升带的倾斜角度增大到30º-45º，从而可降低舱容损失，但设备及维修费用增加。
（3）环带式——用两根皮带夹持物料呈圆弧形提升到预定高度，纵向输送机将物料投入环带式输送机的外圆皮带上，物料在外圆皮带与内圆皮带之间被夹持提升，最后由内圆皮带抛人甲板输送臂的喂料槽内。这种提升方式费用有所提高，但有效地减小了舱容损失，被广泛采用。
4）投料机构
基本上有两种类型：甲板输送臂和伸缩输送机。甲板输送臂可以向左右两舷大角度回转，把物料投送到较远岸上，而且可以在一定角度（一般为20°）内俯仰，所以适应性较好。缺点是造价高，且因暴露在甲板上，易蚀损，维修费用高，这种类型应用较普遍。伸缩输送机亦称梭式输送机。它固定于一定高度，可向一舷或两舷横向伸缩，伸出舷外的最大距离决定于船宽。伸缩输送机不能变幅，对水位变化比较大的码头不太适应。它的优点是结构简单，造价及维修费用低。
2．技术经济特点
现代散货自卸船与普通散货船比较，概括起来主要有如下一些技术经济持点。
1）卸货效率高。自卸船是连续输送方式卸货，卸矿效率可达20 400吨/时。这对于周期性的抓斗卸船工艺来说是无法想象的。由于卸货效率高，大大缩短了船舶的停港时间，从而提高了船舶营运经济性。
2）对码头建设要求低。从自卸船的卸货作业看，码头上只需简单的接运装置。由此，码头建筑要求不高，岸上装卸设备可以简化，有关操作人员可以减少，从而既降低了码头装卸成本，也减少了港口建设投资。而且由于码头结构及设备简单，因而投资见效快。这对于大型厂矿的货主码头尤为合适。
3）可以实现卸船作业的全自动化。斗口的开启，输送机械的运转，都可安装联琐装置来实现自动控制。另外，散货自卸船消除了清舱作业。这些特点，既减轻了劳动强度，也减少了船上所需的工作人员。
4）机动灵活。可以不依赖于港口设施和码头工作独立地进行卸货。分散的货主可以根据需要机动的调度船舶；对于吃水较浅的货主码头可以卸到小船上转运；对于没有什么设备的码头也可以把货卸到岸上待运。
5）建造成本较高。主要是增加了自卸系统的建造费用，其次是在相同载重吨位下主尺度略有增大。据统计，自航自卸船比普通散货船约高出15~25%，自卸驳则高出约25~35%。船舶吨位愈大，则增加费用的百分数愈小，另外，与自卸系统所采用的型式有关。
第二节  干杂货运输船舶


一、普通杂货船

普通杂货船是指载运各种包装、桶装以及成箱、成捆等件杂货的船舶。由于件杂货包装种类较多，一艘船上装有多票货物，为了有利于货物的分隔装载，普通杂货船的货舱具有较大的容积，同时根据船舶大小等因素，有些杂货船舶还有适当的分层及分舱。货舱分层涉及到甲板层数及甲板间高。对于杂货船，中型以上的船舶常设 2~3层甲板；有的小型船舶，排水量仅500吨左右的小船，为便于装船，也设双层甲板。甲板间高，杂货船一般在2．45米以上，因为太低而很难充分利用布置地位。目前甲板间高已逐步加大，有的达到2．75米甚至3米左右，大型远洋杂货船则增大到3米以上，以提高其适应性。杂货船的货舱侧壁一般有木质或钢质护肋设施，以防止污水湿损货物和碰损船体。每个货舱通常设置一个舱口，舱口的宽度大多为船宽的40~60%。设在露天甲板上的货舱口都配有水密货舱盖，以防海水和雨水进入舱内，造成货损。关于船舶的货舱划分，除应保证《钢质海船建造规范》所要求的最少水密舱壁数以及有抗沉性要求的船舶对舱长的限制外，其首先考虑的是满足使用要求。其次是考虑起货设备的各种配置、装卸效率及装卸时间的均衡性来划分货舱。在船舶的首、尾货舱和小货舱一般均只在舱口的一端设置起货设备，而大舱（通常又称重点舱）在两端设置起货设备。起货设备为吊杆装置或旋塔型吊车，较大型杂货船上大多还配备有l~ 2副重型吊杆，用以装卸大件重货。大舱的舱容一般取为小舱（一端起货设备）容积的1．5~1．6倍，这是考虑同样起货能力下两端起货设备之间的干扰。船舶靠码头装卸货时，有些船舶货舱盖需用船吊或岸机吊开，为缩短停港时间，较大的杂货船上货舱盖多做成能自动启闭，其货舱两边设有滑道，货舱盖沿滑道通过液压控制能迅速自动启闭。
根据《钢质海船建造规范》规定，对于货船，除液货船外，应尽可能从防撞舱壁到尾尖舱壁设置双层底，其高度在任何情况下不得小于700毫米。《长江钢船建造规范》则规定船长在40米以上，常年航行于长江急流航段的机动船应设置双层底，并尽可能由防撞舱壁延伸至尾尖舱壁。双层底可做成阶梯形式，若有困难，可在舭部设置防撞边舱，或机舱外的舱室满足破舱后一舱不沉的要求。双层底高度一般不小于800毫米。双层底在船底破损时能防止海水进入货舱，并可增强船体的纵向强度，其空间可用作清水舱和燃料舱，也可作压载舱以调节船舶的重心。船舶分舱能保证船舶在一个舱破损进水时其它舱不进水，增强船舶的抗沉性。


二、集装箱船

以载运集装箱为主的运输船舶称集装箱船。它可分为全集装箱船和半集装箱船两种。
集装箱船具有以下一些明显的特点：
1．外形。集装箱船航速要求较高，因此外形狭长，型线瘦削，且常设置球首。机舱设在尾部或中部靠后，以使较为丰满的中部用于装载集装箱。但上层建筑也有的设在船首部，这样驾驶视线好，纵倾调整方便，不影响甲板上装箱，船员居住条件改善。缺点是驾驶室与机舱的距离拉长。               

2．结构。根据集装箱的装载特点，集装箱船的结构采用单甲板、大开口，且常为双船壳。这样的结构型式有利于集装箱的装载和装卸。集装箱船的舱口宽度可达船宽的 80%，比普通杂货船大30~50%，舱口总长则比普通杂货船大60~80%，双船壳不仅提高船体的纵强度、横向强度、扭曲强度、增大了剖面的抗弯刚度，也有利于提高船舶的抗沉能力。船侧双壳内可设压载舱、燃油舱和空舱等。
3．性能。由于集装箱船装卸效率高，因此航速较高，从而加快船舶周转，经济上有利。集装箱船通常为20~23海里/小时，高的达33海里/小时，这比普通货船要高。但船舶的航速受能源价格的影响，在石油价格高涨的情况下，船速有所下降。另外，集装箱船对稳性要求较高。为了加大装载，通常在甲板上要堆放货箱，这就引起重心升高，受风面积和风压力臂增大。此外，在港内装卸时，船舶的横倾角应不大于5°（一般在3°以内），否则集装箱在装卸时易被导轨卡住。这都要求船舶有较好的稳性。再是为了减小甲板上集装箱绑扎系统的受力和箱内货物对箱体的作用力，横摇周期要大，摆幅要小。
4．设备。较大集装箱船在船舱内设有格栅结构以防止由于船舶的摇荡而使集装箱在舱内产生移动。格栅导轨的上口做成喇叭状，集装箱装舱时，只要对准每一格栅，堆装在内即可。为防止由于船舶的运动而引起集装箱的倾覆或移动，需要有固缚装置。使用比较广泛的是用绑扎方式固缚集装箱，这就需要有索及拉紧装置等。此外，集装箱船上还有集装箱的角配件，以便于集装箱的起吊、堆存和在舱内的固定。


三、滚装船

滚装船亦称“滚上滚下船”。从广义讲，凡是借助轮子进行滚上滚下装卸的船舶都属于滚装船的范畴。世界上第一艘滚装船是1958年美国太阳造船公司建造的“慧星”号。
为了适应货物滚上滚下的装卸运输方式，滚装船的型深较大，船体亦较宽，且上甲板平整全通，上甲板下面按尺度的不同，设有二至六层分舱甲板，货舱内一般不设横舱壁，各层甲板之间用斜坡道或升降机连通。为平稳地安置货物，分舱甲板没有梁拱和脊弧。某些滚装船的分舱甲板间还设有平台，以便放置轻型车辆。滚装船机舱通常设于尾部甲板下面，烟囱位于两舷，上层建筑位于船头或船尾，上甲板不设货舱口和起货机械。
滚装设备中主要的是船与码头的连接桥梁——跳板，以及各层甲板之间的连通设备——斜坡道及升降机。
船与码头的连接实际上可有两种方式，即除了通过船舶本身设跳板外，也可通过岸上设吊桥或跳板。


四、冷藏船

冷藏船通常是具有多层甲板的剩余干舷船。因为冷藏货物不宜堆积过高，有些货物还必须悬挂着运输，故宜设置多层甲板，使上下层甲板之间和甲板至舱底之间的高度较小，甲板间高通常在1．5~2．0米之间。冷藏船货舱常隔成若干个舱室，每个舱室是一个独立的封闭的装货空间，舱壁和舱门均为气密，并覆有泡沫塑料、铝板聚合物等隔热材料，形成隔热舱，使相邻舱室互不导热，以满足不同货种对不同温度的要求。为了减小在装卸和航行过程中对舱室温度的影响，冷藏船的货舱口设计得比较小。

冷藏船上通常设有制冷装置。包括制冷机组和各种有关管系。制冷机组一般由制冷压缩机、驱动电动机和冷凝器组成。制冷机组安装在专门的舱室内，要求在船舶发生纵倾、横倾、摇摆、振动时和在高温高湿条件下仍能正常工作。冷藏船上的制冷装置，根据货物对温度的要求，一般可控制冷藏舱的温度为-25℃~15℃。


五、多用途船

多用途船是指具备多种用途功能的船舶。广义的说，凡能装运两类以上货物的船舶都可称多用途船。不过，一般所讲的多用途船是特指多用途干货船。干货的品种很多，按其对船舶性能及设备等的要求可归纳成五类，即件杂货、散货、集装箱、重大件货及滚装货。所以多用途船的目标，就是高效率地载运这五类货。
1．多用途船的种类
多用途船是进入60年代以后世界各主要造船国家竞相发展起来的。目前，多用途船力求向广泛多用性方向发展，按其对货类的载运能力来分析，建造的多用途船主要可划分成四类：
1）以载运集装箱为主的多用途船。
2）以运输重大件、特长件为主的多用途船。
3）兼运集装箱及重件货的多用途船。这类船将上述两类多用途船的特点和功能结合在一起。
4）兼运集装箱及重货、滚装货的泛多用途船。
2．多用途船的特点
多用途船的最基本要求是如何高效率地载运多种货类。由此，构成多用途船相应的一些特点。
1）大多数多用途船从载运多种类型货物的方便性出发，设置两层甲板。有的船为适应装运汽车和不宜重压货物的需要，设置多层甲板或活动甲板。多用造船的机舱绝大多数在尾部，对于机舱布置在尾部确有困难的船舶，才将机舱适当前移。
2）多用途船的型宽常比普通货船要大，因多用途船常装运甲板集装箱或甲板货以提高载货能力，故从稳性要求需取较大的船宽。型深主要从装运的货物对舱容的要求出发，大多数从装运集装箱所需的层数出发确定，亦即考虑集装箱的高度、层数、必要的间隙及舱口围板高度等来确定型深。
3）多用途船一般均设置舷边舱，且多作压载舱用，舷边舱主要形式有如下三种：
                           

（1）设于甲板间。
（2）设于大舱内。
（3）设于整个舷侧。


第三节  液体货船
液货运输在世界海上运输中占有很大比重，其中主要有：石油、各种液体化工产品、液化石油气及液化天然气。所以本节将扼要介绍油船、化学品船、液化石油气船及液化天然气船。


一、油船

1．现代油船的特点与设备
油船采用单层连续甲板，甲板上设坚固的步桥以沟通船舶前后方的联系，当然，大型的富裕干舷型油船可不设步桥而在主甲板下设封闭的通道。由于船上货油的装卸依靠岸上和船上专设的油泵和油管，所以甲板上一般不设起货设备和大的货舱口、而只设置吊放油管接头的小吊杆或其它起吊装置。在甲板上还可以看到的是一系列的管系、操纵管系的阀和手轮、人孔盖、通风筒等。
油船的机舱设在尾部，其优点是除了尾机型船的一般优点外，使货油区形成一个独立区，尤其是对保证油密和防火防爆十分重要的油船的安全性极为有利，它可以防止烟囱火星落到货油区而引起火灾。
基于防止油类气体的渗透和防火防爆的安全要求，《钢质海船入级与建造规范》规定：货油舱前后两端应设有隔离舱，以与机炉舱、干货舱、居住舱室等隔离。隔离舱舱壁间距应不小于760毫米以便于进出。国际海事组织1978年议定书还规定：载重量2万吨以上的新造油船，须有惰性气体防爆设施。
油船的货油区根据其大小设置1～3道纵舱壁和4～10道横舱壁进行分隔，以减少自由液面对船舶稳性的影响和便于不同种类的石油分别装载。且油舱的尺度要满足防污公约的限制。油船的主隔舱除机舱、货油舱、隔离舱外还有泵舱、专用压载水舱、污油兼货油舱等。
油船货油区的剖面结构形式有三种：
（l）单船壳型。亦称常规型，其结构简单，施工方便，不设专用压载舱的油船多采用此型。压载舱就布置于边舱内。
（2）双层底型。亦即单层舷、双层底结构型。这种型式双底内空间可作压载舱。并且可以防止底部搁浅破损溢油，平整的内底也便于清舱和洗舱。双底高度根据防污染公约规定不得低于2米或B／15（B为型宽），取二者中之小者。
（3）双船壳型。这种型式对解决压载舱以及防止事故性溢油效果都很好，货油舱内表面平整对清舱和洗舱也都很有利。但结构较复杂，重量要比常规型增加 20%左右。
油船上的管系很多，主要的有下面几种。
（l）输油管系。
（2）清舱管系。
（3）通气管系。
（4）加热管系和洒水管系。
（5）消防管系和惰性气体系统。
二、液化气船

1．液化天然气船（LNG船）
液化天然气船的船型按液货舱的结构可分独立贮罐式和膜式两种。前者是将柱形、筒形、球型等形状的贮罐置于船内，船体构件对贮罐起支持和固定作用，贮罐本身具有一定的强度和刚度；后者是采用双壳结构，船体内壳是液货舱的承载壳体，液货舱衬有一种由镍合金钢薄板制成的膜，膜与船体内壳之间有良好的绝热层，膜仅起屏障作用，它和低温液货直接接触，至于液货施于膜上的载荷则通过绝热层传至船体内壳。两者相比，膜式的载重量利用率和容积利用率都较高，所以早期的液化天然气船为独立贮罐式，自60年代后期出现了膜式液化天然气船后，新建船舶，尤其是大型的，多采用膜式结构。
液化天然气船设备较复杂，有的船还设有气体再液化装置。
2．液化石油气船（LPG船）
液化石油气船的结构和设备大体与液化天然气船相类似，但由于石油气的理化特性对运输及液化的要求较之天然气为低，所以液化石油气船早在30年代就出现；比液化天然气船要早得多。
液化石油气船根据液化的方法主要可分为压力式和冷冻式两种类型。压力式液化石油气船是将几个压力贮罐装在船上，液化石油气在高压下维持其液态。这种形式构造简单，至今容量在6 000米3以下的小船仍较多采用。压力式液化石油气船在装货时要设置平衡管，连通岸上的液化石油气库及船上的货舱。这样，装货时库内液面下降不大会引起压力降低，液化气蒸发；货舱内也不大会因液化气的充入而压力增高，气体凝缩，温度升高。相应的，装油泵的工作负荷不会增加，效率不会下

降。


三、液体化学品船

专门载运各种散装液化化学品如甲醇、硫酸、醚、苯等的液货船称液体化学品船。由于液体化学品大多具有剧毒、易燃、易挥发和腐蚀性强等特点，因而这类船对防火、防爆、防毒、防腐蚀等有很高的要求，否则，在运输过程中，会对船舶、船员和周围环境产生危害。
国际海事组织（IMO）1977年通过的《散装危险化工产品运输船舶结构及设备规则》从确保运输安全的角度出发，有较具体的规定。注意：化工产品具有品种多而批量小的特点，所以对于运输某类化工产品的专用船舶，一般是吨位较小，运输距离亦较短。

第四节  顶推及拖带船队
由一艘推船（拖船）顶推（拖带）一艘或多艘驳船组成的船队称顶推（拖带）船队。推船和拖船是船队的动力部分；驳船本身无动力，是船队中用以装载客货的部分。


一、内河顶推船队

内河顶推船队根据驳船类型的不同，可分为普通驳顶推船队和分节驳顶推船队。普通驳与分节驳的原则区别是：前者从单船考虑，后者从船队的整体性考虑。另外，分节驳与普通驳比较，分节驳船上实现“四无”，即无舵（无操纵设备），无上层建筑，无人，无护舷材。美国的分节驳船上还不设锚，实现了“五无”。
分节驳顶推船队可分为全分节驳船队和半分节驳船队两种。全分节驳船队由首驳、尾驳、中间驳组成，首驳的前端和尾驳的后端均具有简易的型线（大多为雪橇型、折角型）；另一端则呈方箱形。中间驳则两端均呈方箱，整个驳船象一个长方形箱子，所以有箱形驳之称。半分节驳船队只有首、尾驳而无中间驳，在营运中通常将首、尾驳组成一体，可称为组驳，编入船队之内。全分节驳船队的整体型线较半分驳船队为好；因为后者在纵向组驳对接处存在较大的空隙部分。但全分节驳船队在营运途中摘挂驳节（分节驳船通常称为驳节）不如半分节驳船队方便。
分节驳船队与普通驳船队比较，具有较多优点。首先，分节驳体型丰满，呈方箱形或近乎方箱形，所以在同样船队尺度下，载货量可增加 8～14%。其次，船队整体线型好．水流较顺畅，可提高船队航速6～15%。如果分节驳船队选择了最佳方案，使分节驳的载量、数目、船队的航速、货源以及推船的功率都组合得较理想，则全年总运量可增加 50%左右。再一点，分节驳型线简化，结构简单；又减少了很多设施且无船员，所以使每载重吨钢材消耗量减少8～13%，建造投资降低20～30%，营运费用节省10～20%。此外，分节驳驳型较方整，船队易成一体，降低劳动强度，也便于标准化和系列化。
船队运输是由推船或拖船与驳船组成。
1．推船
是用于顶推驳船或驳船队的机动船。对于分节驳顶推船队中的推船来说，由于驳船上实现“四无”或“五无”，所以推船是整个船队的动力源、操纵台和生活区。
    推船要有强大的功率。推船的功率，要求能推动整个船队在一定的速率下航行。同时，要有良好的操纵性能，因为推船担负着操纵整个船队的任务。目前，较常见的推进操纵系统型式有如下两种：
1）固定导流管螺旋桨加正倒车舵。这种系统是螺旋桨上装有固定导流管，导流管后方装一正车舵．前方两侧装两个倒车舵。美国、西欧和我国极大多数推船上都采用这种型式。
2）螺旋桨加转动导流管。转动导流管不仅具有增大推力的优点，而且导流管转动所产生的侧向力具有强大和灵敏的转船能力。前苏联和日本采用此种型式较多。
内河推船船型总的可以说是短、宽、扁。短是为了尽量增加驳船队的长度；宽是由于提高船队的操纵性，常设双机双桨（与功率大吃水受限有关）；扁是因吃水受限。推船机舱位置多在船中附近，有的甚至还略为中前，这是由于安装外形较大的推进操纵装置，推船尾部切去较多，因而从机舱布置及纵倾调整的要求出发，机舱位置得较前。由于船队长度较长，推船又位于船队尾部，为了保证有较好的驾驶视线，推船的驾驶室必须有相应的高度，如果航线上有桥孔、过江架空电缆等高度限制时，则推船驾驶室采用能升降的方式来解决。另外，在营运过程中，推船不仅承受波浪及其它一般载荷的作用，而且受到整个驳船队在顶推时所施加的挤压作用和在倒航时所产生的拉张作用。所以推船的结构较一般运输船舶坚固，亦即强度较强。例如我国《长江钢船建造规范》对推船的首端结构有一条规定：推船设置顶推架的部位，其甲板和外板应局部增厚50%或加复板；在顶推架处的后端应设置短纵舱壁或短纵桁架，并分别延伸至防撞舱壁。
2．拖船
拖船主要指专用于拖带驳船或驳船队的机动船。拖船与推船有不少共同之处。如拖船短而宽、主机功率大、推进和操纵性能要求高、船体结构比较强等。
拖船上装有专门的拖带设备，主要是各种型式的拖钩。从操纵性及稳性的考虑，希望拖钩设置的位置尽可能靠近船中（即靠近船舶的回转中心）及高度较低的位置。由此，拖船的上层建筑较集中于船的前部，尾部甲板上较空旷。拖船的吃水希望较大。除考虑航行性能外以便安装直径较大的螺旋桨。一些水深较小的航区，拖船常采用隧道型尾，使螺旋桨直径大于船舶吃水。为提高拖力，拖船一般采用导管螺旋桨。
3．驳船
驳船本身无推进动力装置，依靠机动船带动，专用于载运旅客或货物。本身亦无起货装置。驳船的种类很多，接货驳结构型式分，有下列几种。1．舱口驳。设有若干货舱，每一货舱有一货舱口，舱口设有水密舱口盖，主要用于运输件杂货。2．敞舱驳，又称大统舱口驳。只设一个货舱且货舱上方全部敞开。一般为双层底，双重舷侧，货舱四周设连续舱口围板。这种类型对货物的适应性较强，尤其适宜装运大宗散货和大型机械。舱口盖可考虑货种的需要而是否设置。3．甲板驳。不设货舱，全部货物堆装在甲板上，甲板四周设有挡货围板。这种类型的优点是装卸方便。4．半舱驳；又称槽形驳。是介于甲板驳与敞舱驳之间的一种中间型驳船，其载货甲板低于强力甲板，四周设有伸出强力甲板与一定高度的舱口围板。5．罐驳。在甲板上设置罐等密闭容器以装运液体货物，某些罐驳设有泵设备以装卸货物。


二、海上顶推船队

海上风浪大，推船和驳船间的联结问题是发展海上顶推运输的关键。目前世界各国应用于海上顶推船队的联结装置种类很多，分类的方法也不同，通常按两船的相对运动方式分为非整体式、半整体式和整体式三种。
1．非整体式（亦称非固定式）
此种方式对水平方向的控制比较稳定，而对上下方向及横摇、纵摇等运动不加控制，所以耐波性较差，主要用于航距较短、风浪较小的沿海航线。属于此种联结方式的有：
1）推架式。相同于内河顶推船队的短线系结，用于较平静的沿海航区。
2）顶棍式。用推船首部的顶棍顶推驳船尾部的受顶件，并用钢丝绳和尼龙绳以及绞车使推船与驳船联结。顶棍具有一定的曲率，可以用来放任上下运动，在2米的波高下顶航。
3）靠球式。由两部分构成：一是装在推船首部最前端的带有减震器的双辊靠球；一是装在驳船尾部与靠球匹配的上下导槽结构。靠球与上下导槽结合，使轮、驳相对运动的自由度达到最佳状态，可在波高3米海况下顶航。
4．浅槽与深槽式。推船首部可以扦入驳船尾部的凹槽内，用缆绳联结。凹槽愈深。性能愈好，可控制推船的横摇。为了防止轮、驳的冲击，在推船首部周围装有缓冲垫，驳船凹格内吊有轮胎。这种型式结构简单，造价低，但适航性差，适于波高1．5～3．0米以内的航区。
2．半整体式                                 
推参与驳船通过左右两个销子相联结，仅允许相对相对纵摇的一个自由度，改善了适航性能，克服了非整体式中在海况恶化是需改为拖航的缺点，在近海和远洋均可航行。该方式的技术关键是插销部分的动态应力问题。
3．整体式                                    
整体式联结方式是把推船与驳船完全刚性的联结在一起，六个自由度的运动完全加以控制，形同一艘船。故其抗风浪能力近似于自航货船。整体式的联结型式有好几种，楔槽式。亦称T．B．S式，其它还有三销固定式、ABC式、Murvicker式等。它们的共同特点是：驳船尾部有较深的凹槽，其形状与推船前部相匹配。推船楔入驳船内，用油压牢固锁紧，接触面间设有缓冲橡皮。这种联结方式结构复杂，操作不便，必须把推船和驳船调整到合适位置才能楔入。但如上述其适航性好，可耐6米波高。
上述几种基本方式均是一轮一驳的联结方式，现在国外又研制成功一轮多驳的联结装置。它利用特殊的联接杆和控制机构，对船队进行纵向联结。通过营运证明、这种方式可在近海和远洋进行顶推运输。
    海上顶推船队与同吨位、同主机功率的货船比较，航速和抗风浪能力不及货船，造价也未必低廉，但发展海上顶推船队，根据具体情况，有如下经济意义：
（1）顶推船队的轮、驳可以分开，在装卸效率较低、航程较短的航线上，可以组织循环搭配运输，提高推船动力的利用率。
（2）顶推船队对船员的技术等级要求低，人数配备要求少，因而船员工资费用低，这在西方一些国家船员工资占运输成本很大比重的情况下就有较大意义。
（3）顶推船队的吃水较浅，因此可用于江海直达运输，避免货物在港口的换装转运，从而提高经济效益

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第五节    客船


一、普通客船

    普通客船是指一般所见的排水型客船。客船多为定期定线航行，故内河客船通常称为班轮，海洋客船被称为邮船。客船最显著的特点是上层建筑发达，用以布置旅客居住舱室和各种活动舱室。客船的抗沉、防火、救生等方面的安全要求较严格；减摇、避震、隔声以及各种生活设施等方面的舒适性要求较高；另外，还有航速较快、外形较美、功率储备较大等特点。客船包括以下主要类型：
    1．海洋客船
    可分远洋客船和沿海客船。1620年秋，英国“五月花”号帆船载运100名移民及其行李横渡大西洋到达美洲科德角，可算是近代第一次远洋客运。1818年美国“黑球”轮船公司首次开辟了纽约——利物浦定期航线。1938年起，在英国政府的财政扶植下，先后开辟了西亚，东亚、澳大利亚以及横渡大西洋、太平洋的定期航线．我国于1880年由招商局开辟了上海——旧金山定期航线。
    沿海客运在波罗的海和北海沿岸国家、澳大利亚、新西兰和日本等国一向很发达，包括短程国际海上客运。20世纪60年代出现一种以运输旅客及其携带自备轿车为主的汽车客船．这种汽车客船多在4 000总吨以下，所载汽车数约为旅客数的10%～20％，载客部分有卧舱和娱乐散座舱，兼有旅游功能。这种船：航速多为每小时16～18海里；吃水较浅，可广泛停靠各港口；船宽较大，可增大甲板面积，多采用双桨单舵；设防摇鳍和侧推装置，以改善船舶摇摆性能和操纵性。船舶在上甲板下设l～2层车辆甲板，前后贯通，汽车多由首尾开门上下船。现今海上运输发达国家的重要中短程定期航线基本上已采用汽车客船，而且随着旅游业的发展，船舶吨位、车客比值、航速，都有所增大，设备亦更加豪华，航速超过每小时20海里。
    2．内河客船
    航行于江河湖泊的传统客船。一般载客量大，舱室等级多，码头停靠频繁。与海洋客船比较，结构强度较弱，安全性要求较低，这是因内河风浪较小，出现事故容易靠岸处理，应变方便。内河客船通常设两层甲板，干舷较低，并采用延伸甲板以增大船舶使用面积。上层建筑很长，几乎延及首尾。为减少空气阻力，上层建筑首尾大都呈阶梯形，使船舶的实体侧面外形包络在一个光顺的流线之内，也给人以快速感。
内河客船的操纵性要求比较高，故多为双桨双舵或三航。现今江河湖泊的较大客船，航速多在每小时20～30公里。内河客船的航速除考虑经济性，还要考虑航线的具体情况，例如避让小船和保护堤岸或是冲滩过急流等。所以内河客船要针对航线情况选择适宜和合理的航速。
    3．旅游船
    旅游船主要供旅游者旅行游览用。旅游船造型美观，生活设备完善，娱乐设施较全，它既要满足旅游者旅游的要求，同时也可使旅游者达到疗养、度假、文化娱乐、社会活动等目的。所以旅游船振动和噪音都很小，并有防摇装置，使船舶在航行中尽量平稳和舒适。旅客卧室基本上都布置在船的前部，使具有安静的条件；公共场所多种多样，并有广阔的活动场地和良好的视野。旅游船一般吃水较浅、续航力较大，以便停靠许多港口。
    海上旅游船的航速多为每小时20～24海里，船的大小多在1万总吨以上，载客约为800～1 800人，机舱位置多设在中后。船在风景秀丽的海域周游巡航或定期定线航行，船上旅客可在公布的旅游航线上某个停靠点中途上下船。旅游船也可附带从事港际交通。
    我们可以把70年代所建的旅游船看作是第一代旅游船，其主要特点有二：1．客船宾馆化。所有客舱均提高舒适性。每一舱室都有卫生设备和空调装置，几乎每室都只住2人。2．客船成为流动娱乐场。船上广设大型公共活动场所，充分利用宽敞的公共设施安排丰富多彩的娱乐活动。
80年代所建的旅游船我们可看作是第二代旅游船。这一代旅游船相比之下的特点是：
1）对舒适性的要求更高。例如1984年建造的英国皇家公主号全部600间客舱都是外向的，其中152间更有专用的阳台。
2）船舶吨位逐步增大。表3-6摘录了部分80年代建造的颇具代表性的旅游船，可资参考。
3）注意节能。主要采用轮带发电机系统。如热带号、新阿姆斯特丹号、皇家公主号等船上均采用这种系统。
    旅游船不仅在海上发展，在内河也有所兴建，因为沿江沿河有许多著名的文物古迹和旅游胜地。内河旅游船的基本特点是和海上旅游船相一致的，当然要更密切结合航线的具体情况。



二、快速客船

    也称高速客船。这里指非单体排水型船，主要介绍水翼船、气垫船、小水线面半潜双体船。
    1．水翼船
    船底下安装水翼，高速航行时利用水翼产生的升力使船体部分地或全部地升高水面的船。水翼船在停泊或以低速航行时与普通排水型船一样，也靠浮力支承，且因多了水翼，阻力比普通船型为大。但随着航速的增高，水翼产生的举力逐渐加大，最后将船体抬离水面。这时，船舶浸水面积大大减少，只有水翼、水翼支柱、推进装置和舵在水中，所以船的兴波几乎消失，总阻力大幅度下降，航速很高。
    水翼船的关键问题是水翼。水翼的剖面形状和作用原理同飞机的机翼相似，但尺寸小得多。水翼的种类很多，按数目可分为单水翼和双水翼；按能否收放可分为固定水翼和可收缩水翼；按控制方式可分为自控水翼和非自控水翼；按水翼和水面的相对位置可分为割划式水翼和全浸式水翼，其中全浸式水翼又可分浅浸水翼和深浸水翼。
水翼船舶体一般用铝合金和钢材制造，水翼用不锈钢或钛合金制造，动力装置多采用轻型高速柴油机，一般使用水下螺旋桨推进。可收缩全浸式自控双水翼船也有用喷水推进装置推进的。民用水翼船的运行速度每小时多在30～40海里，最高的可达70海里。水翼船在遇到特大波浪情况下，被迫浮航，船底水翼起消摆阻尼作用，提供了很好的稳定性。
    水翼艇的缺点是：因船底水翼吃水要较普通排水型船为深，所以浅水航道不适于航行；水翼往往比船宽要宽，因此靠码头时要特别注意；动力装置使用寿命短，对燃、滑油的要求高；因采用铝质船体及有关水翼的要求，船舶的造价较高。
    2．气垫船
    气垫船是航行时利用高压空气在船底和水面（或地面）间形成气垫，使船体部分或全部垫升而脱离支承面（水面或陆面）实现高速航行的船。
    按维持气垫的方式，气垫船可分为如下两类：
    1）全垫升气垫船
    又称全浮式气垫船。船底四周装有柔性围裙，压缩空气在围裙内形成气垫，使船体硬结构全部垫升而脱离水面或陆面，从而成为高速两栖航行的气垫船。
2）侧壁气垫船
    这是船体左右两侧有刚性壁伸入水中，仅在首尾两端设有维持气垫的围封装置的气垫船。这种气垫船由于侧壁的作用，气垫的气只能从首尾部逸出，因此垫升功率较全垫升气垫船消耗少，经济性较好。然而由于侧壁在航行过程中始终伸入在水中，所以只能在水域航行，不能两栖运行，航速亦较低。
    气垫船的缺点是耐波性较差，在风浪中航行失速较大。船体一般用铝合金、高强度钢或玻璃钢制造，动力装置的要求亦较高，所以船舶建造成本高。另外，围裙容易磨损，常需更换。
   

三、小水线面半潜双体船

    小水线面半潜双体船通常是由两个潜入水中相互平行的鱼雷状船体，通过几个流线型支承体托住一个高踞在水面上的箱形平台所构成。
    1．小水线面半潜双体船的优点
    1）阻力性能较好。高速船的障碍在于兴波阻力，小水线面船由于水线面积大大减小，使兴波阻力大幅度下降。
2）适航性能优良。由于水线面很小，小水线面船的适航性能优良，风浪中不必人为减速航行，故更能显示其优越的快速性能。
在航行或停泊状态，波浪对船的扰动力小，引起的运动加速度也小。小水线面半潜双体船运动在5级浪时其纵摇幅度仅为普通单体船的1/6左右；在4级情况下，横摇角仅为常规船的 1/4~l/6。
3）航向稳定性与回转性都很好。由于两个螺旋桨的间距大，在低速时，仍有很好的操纵性能；由于两个水下鱼雷状潜体，航向稳定性能好。                                         

4）推进效率高。由于表面扰动力小，螺旋桨的潜深又较大，故推进效率高，抗空泡能力好。
　　5）具有较强的生存力。由于水下潜体的水密分隔，再加上水上部分有很大的储备浮力，所以不论对称或非对称破损，均具有较好的稳性和抗沉能力。
　　6）具有较大的箱形甲板，有利于总体布置，同时，外形简单，大多由平面与圆柱状等构成，建造方便。
2．小水线面半潜双体部的弱点
1）低速时由于浸水面积大，因此摩擦阻力较大。
2）需要对船舶的重量及重量分布精确控制，同时需要设置潜水艇型的压载补偿系统。
3）结构比较复杂，船舶自身重量较大，每载重吨的造价较高。
4）吃水要求较大；高速时的回转半径较大。