本船作为海事系统 30 米级新型铝合金巡逻船的首制船,全船采用全铝合金结构,在结构设计需避免在高速状态、外部激励比较大的情况下产生明显结构振动,结构设计关键区域包括主机、齿轮箱和轴系基座等。但是结构的过度加强会导致重量的增加,进一步影响该船的重量和浮态控制,结构设计需综合考虑结构强度、振动控制和重量控制,亦是本船设计的关键技术之一。
本船在设计过程中对关键结构区域进行了重点分析,以选取合适的主机和齿轮箱安装方案以及轴支架形式,在满足结构强度的基础上尽量节约重量,并且通过整个船舶的结构设计实现关键区域加强的良好过渡,对载荷进行适当的船底和分散,使船舶结构形成一个有机的整体。通过采取全船纵骨架式的结构骨架方案,使得结构重量得到了有效控制。
本船船体为全铝合金结构高速船。结构设计的重点和难点是结构
重量不能太重也不能太轻,否则对船体性能会有较大影响。对结构重量上限的控制难点是保证结构强度和刚度。经权衡,本船结构的骨架形式确定为全船纵骨架式,并从主要区域和关键区域出发开展了结构优化设计。
船体关键区域结构设计
1)节点设计 由于本船主尺度较小,构件尺寸规格均较小,采用纵骨穿过水密舱壁加补板的形式很难保证焊接质量,因此,通常节点设计为纵骨间断在水密舱壁,两端加肘板。
2)甲板室及驾驶室窗的结构设计
由于板材较薄焊接易变形,为保证外观比较平整美观,甲板室外围壁采用了带筋板结构。
3)外板折角线、船体首部等区域的焊接要求
由于本船主体首部横剖面为 V 型且比较瘦,纵骨架式的板格在首部的焊接相对困难,部分纵骨在最前端需要单面焊接,双面成型。
4)非铝结构与铝合金结构的节点处理
为避免非铝结构与铝合金结构之间的电化腐蚀,舵机和轴支架处的结构形式处理与常规船舶不同,设备与船体之间通过另外的铝合金结构过渡,船体仅与铝合金结构焊接。铝合金结构与设备之间采用环氧浇筑、钢铝复合材料等特殊处理。
研究团队由中国船舶集团有限公司第七 O 八研究所 上海海事局 江苏兴业船艇有限公司的数余名专家组成。项目组研制的30 米级新型铝合金巡逻船“海巡 01052”采用全铝合金焊接结构,深V 型船首,采用双高速柴油机、双定距桨、双舵方式推进,快速反应能力突出,最大航速可达 ***,且具有良好的抗风性能和耐波性,可用于海事巡逻和应急搜救,能满足海事系统全方位覆盖和全天候运行的监管需求。投入使用后,由于本船的操控性能和巡航速度优势明显,较好地补充了现有巡逻船艇的不足,它的研制成功是项目组发扬自主创新精神,赶超世界先进技术的又一成果。
“海巡 01052”轮是国内首艘自主设计建造的 30 米级全铝合金高速巡逻船。拥有完全自主知识产权。已申请并授权实用新型专利 9 件,发表论文 2 篇。
评价单位:“科创中国”高端装备产业科技服务团 (中国造船工程学会)
评价时间:2022-11-02
综合评价
本船的开发建造,丰富了海事系统30 米级巡逻船的船型系列,满足海事系统提质增效升级的发展要求,也是铝合金材质船艇在海事巡逻船艇装备建造配置中的一次成功应用,有效提升了海事部门在水上巡航执法和搜救应急处置的综合能力,是对海事系统现有巡逻船舶队伍的较好补充,它的研制成功是 708 所、上海海事局及江苏兴业船艇有限公司等单位发扬自主创新精神,赶超世界先进技术的又一成果。
该项目投入时间较长,未在产品化商业化实现规模销售。但该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控,技术含量较高,与同类产品相比竞争优势较强。
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