基于公約要求的救生艇降放裝置的設(shè)計(jì)與驗(yàn)收

汪慶雙

(中國(guó)船級(jí)社 江蘇分社,江蘇 南京 210011)

0 引言

救生艇降放裝置是船舶救生的重要設(shè)備，SOLAS公約、國(guó)際救生設(shè)備規(guī)則(LSA CODE)等相關(guān)法規(guī)對(duì)它的設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)收和使用有著嚴(yán)格的要求，但這些要求主要針對(duì)其性能和配備，不能完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及使用等方面的需要。

本文闡述救生艇降放裝置(包括吊放式救生艇降放裝置、吊放式救助艇降放裝置和快速救助艇降放裝置，不含自由降落式救生艇降放裝置)中吊艇架和起艇絞車(chē)與救生艇之間參數(shù)的相互關(guān)系。

1 吊艇架和起艇絞車(chē)及救生艇參數(shù)的設(shè)定

降放裝置可分為吊艇架與起艇絞車(chē)兩部分。通常在吊艇架技術(shù)文件與總圖中所標(biāo)注的技術(shù)參數(shù)，實(shí)際上是降放裝置的技術(shù)參數(shù)，而其絞車(chē)有自己的技術(shù)參數(shù)。

1.1 吊艇架的技術(shù)參數(shù)

1.1.1最大工作負(fù)載

最大工作負(fù)載是指設(shè)計(jì)選定的吊艇架的最大降放負(fù)載，此負(fù)載應(yīng)大于或等于該吊艇架所能降放的最大滿(mǎn)載艇重。

1.1.2回收負(fù)載

回收負(fù)載是指設(shè)計(jì)選定的吊艇架的回收負(fù)載。

(1)救生艇的吊艇架的回收負(fù)載輕載為救生艇負(fù)載和2名船員的重量(82.5 kg/人)。

(2)用于救助艇或救助兼救生艇的吊艇架的回收負(fù)載為滿(mǎn)載救助艇或艇內(nèi)人員至少為6人的救助兼救生艇的負(fù)載。

1.1.3最輕降放負(fù)載

最輕降放負(fù)載是指吊艇架允許選用的最輕空載艇重，即吊艇架吊臂上掛上大于或等于此負(fù)載的空載艇后，吊艇架可以自動(dòng)倒出舷外。因此，該負(fù)載應(yīng)小于或等于所配艇的空載艇重。

1.2 起艇絞車(chē)的技術(shù)參數(shù)

起艇絞車(chē)包括救生艇絞車(chē)、救助艇絞車(chē)、救助兼救生艇絞車(chē)。

1.2.1起艇絞車(chē)最大工作負(fù)載

起艇絞車(chē)最大工作負(fù)載是指吊艇架在降放或回收艇過(guò)程中，絞車(chē)卷筒上吊艇索所承受的最大負(fù)載。

此負(fù)載與吊艇架的最大工作負(fù)載不同，定義不同，數(shù)值也不相同，且不一定存在相互的關(guān)系。

1.2.2起艇絞車(chē)起升負(fù)載

起艇絞車(chē)起升負(fù)載是指吊艇架起升負(fù)載等于降放裝置回收負(fù)載艇時(shí)，絞車(chē)卷筒上吊艇索所承受的負(fù)載。

1.2.3起艇絞車(chē)最輕降放負(fù)載

起艇絞車(chē)最輕降放負(fù)載是指吊艇架降落時(shí)絞車(chē)卷筒上吊艇索所承受的負(fù)載。

由于設(shè)計(jì)絞車(chē)時(shí)選定的技術(shù)參數(shù)需要考慮到絞車(chē)的通用性，即一種絞車(chē)可以配套多種艇架，因此其數(shù)值并非直接來(lái)自某一計(jì)算值，且作為技術(shù)參數(shù)的數(shù)值通常應(yīng)經(jīng)過(guò)圓整。

1.3 艇的技術(shù)參數(shù)

艇包括救生艇、救助艇和救助兼救生艇。

1.3.1空載艇重

空載艇重是指裝備齊全而無(wú)乘員的艇重。

1.3.2輕載救生艇重

輕載救生艇重是指裝備齊全且載有操作船員的救生艇重，其值取空艇重加2名船員的重量(82.5 kg/人)。

1.3.3滿(mǎn)載艇重

滿(mǎn)載艇重是指裝備齊全且載有全部額定乘員的艇重。

2 吊艇架和起艇絞車(chē)及救生艇參數(shù)關(guān)系

2.1 吊艇架與救生艇技術(shù)參數(shù)的關(guān)系

吊艇架的技術(shù)參數(shù)取決于所配艇的具體重量。

(1)吊艇架的最大工作負(fù)載不小于所配艇的最大滿(mǎn)載艇重。

(2)吊艇架的回收負(fù)載不小于滿(mǎn)載救助艇重，且不小于輕載救生艇重，兩者取大者。

(3)吊艇架的最輕降放負(fù)載不大于所配艇的最輕空載艇重。

通常，同一吊艇架需要設(shè)計(jì)成可以配備多種規(guī)格的艇。設(shè)計(jì)時(shí)，取其中滿(mǎn)載最重的艇來(lái)選定吊艇架的最大工作負(fù)載，取其中空載時(shí)最輕的艇重來(lái)選定吊艇架的最輕降放負(fù)載，取其中最重的空載艇重來(lái)確定吊艇架的回收負(fù)載。

2.2 判斷所選吊艇架是否適合已知艇

(1)已知艇的滿(mǎn)載艇重是否小于或等于吊艇架的最大工作負(fù)載。

(2)已知艇的空載艇重是否大于或等于吊艇架的最輕降放負(fù)載。

(3)已知艇的空載艇重加165 kg是否小于或等于吊艇架的回收負(fù)載。

(4)如果吊艇架的回收負(fù)載小于已知艇的空載艇重加6名乘員重量，則該吊艇架不適用于回收救助艇，僅可能用于救生艇。

(5)除艇重與吊艇架的參數(shù)需要匹配外，艇的外形尺寸也需要與吊艇架相適應(yīng)。

2.3 起艇絞車(chē)的參數(shù)選取

2.3.1吊艇架的工況和起艇絞車(chē)負(fù)荷的確定

普通吊艇架裝置的典型穿繩圖如圖1所示。

2.3.1.1艇的降放

船舶處于縱傾10°、內(nèi)橫傾20°時(shí)，依靠艇自身的重力，將所配的最輕空載艇(吊艇架最輕降放負(fù)載)順利地轉(zhuǎn)出至舷外，并降落至水面。在此工況下進(jìn)行作圖并驗(yàn)算，用數(shù)據(jù)證明吊艇架在此工況下存在著一個(gè)能使吊臂順利倒出的正向力矩，并得出吊艇索上所承受的最小載荷，由此確定絞車(chē)的最輕降放載荷。

船舶處于縱傾10°，并向任一舷橫傾20°時(shí)，將所配套的最大滿(mǎn)載艇(吊艇架的最大工作負(fù)載)安全地轉(zhuǎn)出至舷外，并降落至水面。在此工況下進(jìn)行作圖并驗(yàn)算，用數(shù)據(jù)證明吊艇架在此工況下存在著一個(gè)能使吊臂順利倒出的正向力矩，并得出吊艇索上所承受的最大載荷，由此確定絞車(chē)的調(diào)定負(fù)載，且該負(fù)載不大于絞車(chē)的最大工作負(fù)載。

圖1 普通吊艇架裝置的典型穿繩圖

2.3.1.2艇的回收

在船舶處于平浮狀態(tài)下將艇從水中吊起，并使用吊臂將艇回收到艇的存放位置。在此工況下進(jìn)行作圖并驗(yàn)算吊臂帶著艇(吊艇架回收負(fù)載)翻艇時(shí)的吊艇索受力，該力不應(yīng)大于絞車(chē)的最大工作負(fù)載。

2.3.2絞車(chē)的起升速度

2.3.2.1救生艇絞車(chē)

(1)公約要求起升時(shí)救生艇為輕載救生艇重。對(duì)于其起升速度，公約沒(méi)有作具體的要求。

(2)救生艇絞車(chē)通常為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)絞車(chē)，負(fù)載不大時(shí)可以制成非動(dòng)力的手動(dòng)絞車(chē)或手動(dòng)液壓泵驅(qū)動(dòng)的絞車(chē)。

(3)部分標(biāo)準(zhǔn)與船級(jí)社規(guī)范對(duì)救生艇絞車(chē)速度的規(guī)定見(jiàn)表1。表1中數(shù)值為起吊艇的起升速度。

表1部分標(biāo)準(zhǔn)與船級(jí)社規(guī)范對(duì)救生艇絞車(chē)速度的規(guī)定m/s

類(lèi)型ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織BSI英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)GL德國(guó)船級(jí)社LR英國(guó)勞氏船級(jí)社動(dòng)力絞車(chē)≥0.05≥0.05≥0.08≥0.08非動(dòng)力絞車(chē)≥0.005≥0.01——可攜式電動(dòng)機(jī)絞車(chē)——≥0.05—

2.3.2.2救助艇絞車(chē)與救助兼救生艇絞車(chē)

LSA CODE規(guī)定：每艘救助艇降落設(shè)備都應(yīng)裝設(shè)1臺(tái)能把載足全部乘員和設(shè)備的救助艇從水面以不小于0.3 m/s的速度起升的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的絞車(chē)電動(dòng)機(jī)。因此，救助艇絞車(chē)必須為動(dòng)力絞車(chē)，也必須配備手動(dòng)裝置，不配備手動(dòng)救助艇絞車(chē)。救助艇的起升速度不小于0.3 m/s，換算成普通起艇絞車(chē)(吊艇架帶動(dòng)滑輪)的繩索速度為36 m/min。

2.3.2.3快速救助艇降放裝置的起艇絞車(chē)

起艇絞車(chē)應(yīng)能以不小于0.8 m/s(48 m/min)的速度起升至少載有6名乘員和滿(mǎn)載屬具的快速救助艇，還應(yīng)能起升載有可容納最大乘員數(shù)的救助艇。

2.3.3降落速度

2.3.3.1公約要求

(1)LSA CODE第Ⅵ章第6.1.2.8條規(guī)定：滿(mǎn)載救生艇筏或救助艇降落下水速度應(yīng)不小于式(1)得出的速度S，即

S=0.4+0.02H

(1)

式中：S為下降速度，m/s ；H為從吊艇架頂部到最輕載航行水線(xiàn)的距離，m。

(2)LSA CODE第Ⅵ章第6.1.2.9條規(guī)定：配備全部屬具，但不載人員救生筏的降落速度，應(yīng)使主管機(jī)關(guān)滿(mǎn)意，配備全部屬具但不載人員的其他救生艇筏的降落速度不少于第6.1.2.8條要求的70%。

(3)LSA CODE第Ⅵ章第6.1.2.10條規(guī)定：考慮救生艇或救助艇的設(shè)計(jì)，保護(hù)乘員免受過(guò)度力及計(jì)入急剎車(chē)過(guò)程中的慣性力的降落裝置強(qiáng)度后，主管機(jī)關(guān)制定出最大降落速度，在降落設(shè)備上應(yīng)采取某些措施，以確保不超過(guò)該速度。

2.3.3.2相關(guān)數(shù)值的選取

(1)下降速度的測(cè)定：應(yīng)以下降過(guò)程中的穩(wěn)定速度作為降放速度，即在負(fù)載下降1～2 m后開(kāi)始測(cè)定降落速度。

(2)式(1)中的H值的測(cè)定：系指船舶處于正浮狀態(tài)，當(dāng)?shù)跬Ъ苋糠鱿贤鈺r(shí)，從吊艇架頂端至最輕載航行水線(xiàn)的距離，即

H=h1+h2

(2)

式中：h1為艇架頂端至艇甲板距離，m；h2為最輕載航行水線(xiàn)至艇甲板距離，m。

(3)它們的降放應(yīng)當(dāng)為有控制(調(diào)速器控制)的重力降放。

2.3.3.3降落速度的設(shè)定與注意事項(xiàng)

(1)滿(mǎn)載的救生艇、救助艇、救生筏降落速度S≥(0.4+0.02H)，H>30 m時(shí)S=1 m/s；且救生艇、救助艇降速不大于1.3 m/s，救生筏降速不大于1 m/s，快速救助艇降速不大于1.0 m/s。

(2)空載的救生艇、救助艇、救生筏降落速度不小于0.7S，公約對(duì)救助艇無(wú)0.7S的要求；對(duì)于空筏(即裝備全部屬具，但不載人員的救生筏)的最小降落速度，主管機(jī)關(guān)曾暫定為0.1 m/s，且不大于1.0 m/s。

(3)上述速度為艇的降落速度。若為有1個(gè)動(dòng)滑車(chē)的普通重力式吊艇架，其降落速度應(yīng)為上述速度的2倍。輕載救生筏降落速度通常只需驗(yàn)證是否具有足夠的重力克服整個(gè)穿繩系統(tǒng)的摩擦力。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

一般情況下，在做試驗(yàn)之前，吊艇架和起艇絞車(chē)的性能參數(shù)已經(jīng)確定，所以其試驗(yàn)分開(kāi)進(jìn)行。吊艇架的試驗(yàn)按照其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的載荷試驗(yàn)，而起艇絞車(chē)由于試驗(yàn)臺(tái)上的吊艇架的起升高度不夠，制造廠通常將絞車(chē)安裝在工廠的高架試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行降落速度實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證該吊艇架裝置的降落速度是否符合公約要求。因此，它們的降落速度需要通過(guò)換算取得。

公約要求的滿(mǎn)載艇降落速度為S，空載艇降落速度為0.7S。根據(jù)這一要求，絞車(chē)上繩索降落滿(mǎn)載艇時(shí)速度為120S，降落空載艇時(shí)為84S。

因此，可將試驗(yàn)中各種高度(H值)所要求的降落速度根據(jù)式(1)計(jì)算得出。絞車(chē)的負(fù)荷試驗(yàn)還按其設(shè)定值和相關(guān)要求來(lái)確定。

4 結(jié)語(yǔ)

救生艇降放裝置是船舶的主要救生設(shè)備，其性能和工作狀況一直受到海事組織、船旗國(guó)、港口國(guó)以及船級(jí)社的關(guān)注。而當(dāng)其配套的起艇絞車(chē)參數(shù)選取不正確時(shí)，會(huì)出現(xiàn)吊艇架無(wú)法倒出并降放救生艇，或者無(wú)法回收艇并出現(xiàn)倒入存放位置的故障，造成其功能的失效。

通過(guò)對(duì)吊艇架及其配套的起艇絞車(chē)和救生艇之間的性能參數(shù)關(guān)系的分析，有望對(duì)吊艇架的設(shè)計(jì)者、使用者和其他相關(guān)方在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)收、使用等方面有一定的指導(dǎo)作用。