巴西里約熱內盧奧運會—城市間短途快速輪渡“面包山”號設計

李炎鋒++劉志榮++曾翠梅++劉明瑞

摘 要：本文介紹一艘全鋁合金雙體客渡輪的設計，該船的獨特設計是其國際招標中標的基礎，這些設計特點很好地滿足了巴西2 000客位的城市觀光旅客渡船的需要，并讓旅客能從這溫馨的渡船中感受到巴西政府對民眾的人文體貼與關愛。

關鍵詞：鋁合金雙體客渡輪；減震降噪；低碳環(huán)保；關愛旅客

中圖分類號：U674.192 文獻標識碼：A

Design of Brazil Ferry P?o de A?úcar

LI Yanfeng， LIU Zhirong， ZENG Cuimei， LIU Mingrui

（Afai Southern Shipyard （Guangzhou Panyu） Ltd.， Guangzhou 511431）

Abstract： This paper introduces the unique design of an aluminum alloy catamaran passenger ferry. This design wins in the international bidding， meets the sightseeing requirements of 2 000 passengers in Brazil and allows passengers to feel the humanistic care and love of the Brazilian government.

Keywords： Aluminum Alloy catamaran passenger ferry； Vibration and noise reduction；Low-carbon and environment friendly； Care for passengers

1 項目簡介

英輝南方造船（廣州番禺）有限公司和來自22個其他國家的競爭者參加了巴西里約熱內盧州政府的一個國際公開招標項目，經(jīng)過嚴格考核與多重評審程序，英輝南方成功中標該項目的7艘2 000客位全鋁合金客渡船的設計與建造工程，其中6艘以柴油為燃料，一艘配備柴油和壓縮天然氣（CNG）雙燃料發(fā)動機，將在24～30個月內全部完成交付，目前已成功在巴西交付第一艘“面包山”號及后續(xù)各船（見圖1）。該項目的成功中標，展現(xiàn)了英輝南方在全球鋁合金造船市場的領先地位。

該項目為巴西2016年奧運會旅客運輸服務的項目之一，用于里約熱內盧及其衛(wèi)星城尼泰羅伊市之間的水上交通服務。里約-尼泰羅伊客渡航線是西半球距離最長的城際水上航線，目前存在客流量迅速增長、船舶陳舊老化等問題，無法滿足市民的出行需求。英輝南方設計和建造的這批客渡船將大幅度提高該航線的安全性和舒適性，國際一流的設計、優(yōu)質的建造質量和舒適便利的艙室環(huán)境將使里約全體市民受益。

短途快速渡輪“面包山”號是一艘設計獨特的中速鋁合金雙體客船。船舶首尾對稱，在頂甲板設置有2個遠離船中、具有最大視域的駕駛室，確保駕駛員具有良好的視野，方便船舶的安全靠港、停泊。流線型的船體帶來良好的耐波性，能確保船舶的舒適性、安全性及高燃油效率。船舶外觀為藍白波浪紋路相間，突出輕快、明亮的海濱城市特點。

本船船體及上層建筑均采用船用鋁合金焊接而成。

本船為全電力推進客渡輪，2臺主柴油發(fā)電機組分別驅動2個全回轉推進器，全船一共4個全回轉、對轉槳推進器?？捎梢蝗瞬倏v，安全實現(xiàn)全速前行、后退、平移等多功能，任一駕駛室均能操縱全船4個全回轉推進器，實現(xiàn)兩岸停、離碼頭不調頭航行，快速、便捷操縱船舶。

2 主要參數(shù)及技術指標

船 名 P?o de A?úcar（第一艘船名：面包山）

船旗國 巴西

船藉港 Rio de Janeiro

識別號 CN20141240328

船 東 State Department of Transportation

of the State of Rio de Janeiro of Brazil

造船廠 英輝南方造船（廣州番禺）有限公司

船 級 BUREAU VERITAS （BV）

船舶總長 78.4 m

型 寬 14.4 m

型 深 4 m

滿載吃水 1.75 m

航速（滿載） ≥18 kn

全速回轉半徑 ～2倍船長

全速慣性急停距離 3～6倍船長（至怠速）、

2.5～4倍船長（至全速倒車）

總噸位 1 999 t

船舶主要噪聲 駕駛室及客艙≤60 +3 dB（A）

該項目在招評標及建造測試驗證過程中，船東非常關注這類淺吃水、全鋁合金客渡輪的一些技術指標。比如：船舶的設計吃水及包含螺旋槳推進器等的最大吃水，就是這個吃水指標限制，淘汰了一大批投標者；而船舶的噪聲指標更是苛刻，若無以往的設計經(jīng)驗和計算基礎，將無法保證這個指標的實現(xiàn)，當然也就意味著無法進行可靠的應標。此外，船舶的燃油消耗指標以及船舶的綜合布置和外觀造型等，這些都是船東關注的核心指標之一，所有這些關鍵指標的符合性響應，是英輝南方在國際鋁合金船艇競標中的核心實力體現(xiàn)。

3 主要設備

（1）主推進發(fā)電機組

Caterpillar3512C-HD型船用柴油機2臺，額定轉速1 800 r/min， 柴油機額定功率1 628 kW。

（2）主推進發(fā)電機

型號：3512C-HD

功率：1 550 kW

轉速：1 800 r/minendprint

電制：690 V，3P，60 Hz

（3）輔助發(fā)電機組

型號：C9

功率：215 kW

轉速：1 800 r/min

電制：440 V - 60 Hz

（4）主要救生設備

救生浮具41只，每只容納50人；救生圈10只；乘客救生衣2 200件（其中200件兒童救生衣），船用工作救生衣18件；火箭降落傘信號12支。

4 全船特殊設計

（1）對轉全回轉螺旋槳、電力推進設計：本船配置了4臺對轉、全回轉螺旋槳，采用高效的電力推進，配以流暢的船體對稱線型，使得燃油消耗完全符合船東的招標要求。對比其現(xiàn)有渡船，為船東節(jié)省大量燃料費用，實現(xiàn)船東提出的低碳環(huán)保設計要求，這是本船的一大設計亮點；

（2）淺吃水設計：在滿足船舶強度的前提下，優(yōu)化總體及結構設計，大量選用鋁合金帶筋板結構、槽型艙壁結構，嚴格控制重量，輔以合適的建造工藝，使船舶最終滿足客戶的淺吃水要求；

（3）合理的船舶總體布置和極具現(xiàn)代感的船舶外觀造型及色彩設計：世界上有眾多的雙駕駛室客渡船，但只有讓船東感覺是為其打造的“有面子”的特有設計，才是船東需要的服務；

（4）全船噪聲控制：機艙遠離客艙區(qū)布置，并采用雙層隔音減振設計。在機艙結構圍壁上敷設特殊隔音棉材料，在結構圍壁和機器設備之間安裝了專用吸音、隔音罩板，機艙底部采用SYLOMER作減震結構，主要機器采用公用底座和高減振復合底座，使機艙設置成具有雙隔音層的箱型結構，這些措施可有效減少機器設備艙的噪聲結構傳遞，同時對機艙的進出風口均采用消聲設計，減少機艙噪聲及其振動對外的傳遞，使得客艙、駕駛室等處所的噪音滿足船東要求的噪聲等級，全船具有良好舒適性，這正是英輝能中標的重要原因之一。

（5）客艙外門設計：在滿足風雨密性要求的前提下，上下兩層的客艙前后旅客進出門均設置為搖控自動開啟，減少了靠碼頭時船員操作開門的時間，從而縮短旅客上、下船的時間。 圖2為李克強總理在“面包山”輪上主持座談會。

5 關愛旅客設計

基于巴西國內法規(guī)的特殊要求及對旅客的關愛考慮，我們定制了不少關愛旅客的設計。

（1）門檻斜坡：主客艙的前后主門和側面通道門，在其門檻上設置了滿足巴西法規(guī)要求的大斜度斜坡，變成無門檻、無障礙的連續(xù)通道設計，方便全體旅客特別是殘疾人士上下船；

（2）肥胖人以及殘障人士專用座椅及位置：在客艙內為肥胖人士、殘障人士設置了專用的座椅及其位置，配置專用的安全帶；

（3）盲人通道及其標示：在客艙區(qū)及旅客上下通道、走道、衛(wèi)生間等處所，為盲人設置了專門的標識及符號標志，具有連續(xù)的通道標識，讓盲人可實現(xiàn)安全上下船和找到合適的座椅位置；

（4）殘障人衛(wèi)生間呼叫系統(tǒng)：在殘障人衛(wèi)生間設有緊急呼叫按鈕及拉繩，門口設報警聲響器，駕駛室設報警應答器，保證殘障人士在衛(wèi)生間的任何位置均能拉響求助聲響器；

（5）自行車存放支架：本船設置了立式、水平式的自行車存放支架，可以滿足不同旅客的出行需求；

（6）甲板艙蓋的平置式設計：在滿足船舶密性安全的前提下，該船的主甲板及上甲板客艙，整個甲板面都沒有突出的艙口蓋，全部設置為平置式艙口蓋，保證了旅客的行走安全；

（7）全船中央空調設計：相比普通的渡口渡船，該船客艙設置了中央空調以及客艙自動新風換氣系統(tǒng)，這一設計得到了客戶及旅客的極力贊賞。

6 結構設計

本船采用雙體船形式，有中央連接橋和左右兩個片體相連，在滿足總縱強度要求下，大量選用鋁合金帶筋板及槽型艙壁結構，大大減少了船體材料，減輕船體重量，這對高速船及減少燃油消耗非常有利。通過全船有限元設計計算，優(yōu)化具體的肋框及甲板橫縱梁結構設計，既滿足強度要求，又降低結構重量。

上層建筑為旅客的活動區(qū)域，在結構方面充分考慮盡量增大空間和人性化設計。舷側是肋框形式，中間均采用立柱作支撐，立柱與座位巧妙布置，給旅客活動提供舒適的無障礙感。

7 消防及空調安全設計

本船配備了2臺消防泵，每一臺消防泵都可以滿足全船消防要求，互為備用。每層甲板及艙室、客艙區(qū)均設置消防栓，消防水射程達到15 m以上，每個區(qū)域可實現(xiàn)同時有兩股消防水覆蓋，不僅滿足BV船級社要求，同時也滿足巴西海事及船東的特殊要求。

機艙區(qū)域設置了CO2滅火裝置，CO2釋放時在駕駛室和相應機艙都會有警報響起。啟動CO2系統(tǒng)以后，相應機艙的通風將會停止，進風和排風防火風閘都將自動關閉。其他安全消防系統(tǒng)均嚴格按照船級社要求配備。

空調系統(tǒng)：全船每個工作艙室、客艙都配備了空調系統(tǒng)。駕駛室處所、船員處所、乘客處所、機艙、泵艙和有限空間都提供了機械通風。乘客和船員處所要持續(xù)提供至少每人每小時17 m?的新鮮空氣。新鮮空氣的新風機組可以根據(jù)客艙室內CO2濃度自動啟動?？照{及新風系統(tǒng)的設計體現(xiàn)了對旅客空氣安全、舒適的充分考慮。

8 電氣設計特點

本船推進系統(tǒng)由2臺船用柴油發(fā)電機組提供，每臺發(fā)電機組的額定功率為1 550 kW，分別驅動2臺700 kW的全回轉推進器。在前、后駕駛室均設有推進控制系統(tǒng)，控制方式可通過一鍵轉換，操作方便、快捷。船上航行燈、信號燈隨推進控制方式的轉換同時轉換首、尾方向，避免了船員再次人為操作的繁瑣。

船上另設置2臺柴油發(fā)電機組，供電給全船其他設備、日常生活用電。

涉及航行安全、機器設備的故障監(jiān)測、報警采用綜合監(jiān)測的方式，在前、后駕駛室均能掌握全船的監(jiān)測點、報警點，操作界面采用先進的觸摸屏形式。

乘客處所的照明采用先進可靠的LED燈具，即節(jié)能又美觀，方形的外觀與天花渾然天成。

航線按BV規(guī)范要求屬于內河航區(qū)，但是考慮船舶實際航線為內陸海域，導航、無線電設備按A2海區(qū)進行配置。船上設GPS、AIS、X-band雷達、電羅經(jīng)等導航設備，設VHF、NAVTEX、雷達應答器、應急示位標、手持VHF等無線電設備，保證船舶航行安全。

設有專門的娛樂系統(tǒng)，由電視、DVD組成，與公共廣播相聯(lián)。可通過全船的廣播系統(tǒng)向乘客放送背景音樂，播放DVD，為旅客提供舒適愉悅的旅途。

9 結語

全鋁合金客渡船是船舶市場的一個小的分支，雖然其尺度和噸位相比大型游輪或三大主力船型而言很小，但鋁合金船相比鋼質船、玻璃鋼船等有其獨特的優(yōu)勢，比如環(huán)保性、綜合經(jīng)濟性等，在國外特別是歐美等發(fā)達國家取得了良好的發(fā)展，無論是大型的客渡輪或是小型的工作艇、巡邏艇，甚至諸如導彈快艇、軍用高速運輸船等方面，都得到了很好的應用。因此，期待通過我們與業(yè)界的共同努力，切實提高和改進鋁合金船的設計及建造技術，將鋁合金船能更好、更多地服務于經(jīng)濟和國防建設。endprint