[发明专利]高耐波性多指标优化大型商用不对称双体船

说明书

技术领域

本发明涉及船舶，具体涉及双体结构的特种作业船舶，该船舶按中国船级社船舶入级符号分类标准应属于调查(科考)船、交通船、公务船、特殊用途船舶等船舶类别。

背景技术

执行“港到港”货物运输的货运船是最常见的船舶。海船中散货船、集装箱船、油船等传统运输船型，数量多、单只船吨位大，具有大运量、低成本的优势，是国际贸易中的主要运输方式。自蒸汽动力船舶出现以来，运输船舶的单船吨位越来越大、单位货物的运输成本越来越低，技术水准稳步提升。

除了作为运输通道，近年来，人们越来越多地把海洋视作“蓝色国土”，海上作业、活动逐步拓展，对海洋的研究、开发、管理、利用活动越来越多。各种活动例如海洋科考、旅游运动娱乐、海上渔场作业、海上油气作业、海上巡逻、驻守守护、救助、风电开发维护、人工岛礁施工等越来越多。海上作业活动不同于传统的“港到港之间货运”活动，作业平台较多时间巡航、停泊于海上，主要是在海上停泊、巡航时完成主要作业任务。因此对船型的性能要求需要不同于货运船。

当前对海上多功能特种作业的需求，主要有海洋科考、海上巡逻守护救助、海上设施作业、特种设备和人员部署、水面和水下作业支持、旅游运动娱乐等等。涵盖的船型有科考船、公务船、岛际运输船、中小型旅游船、海上设施作业维护船、中小型私人游轮等等。这些船型，普遍要求耐波性高、航速较高节能性好、抗风浪能力强、能搭载重型特种设备作业、甲板作业面积宽裕、搭载较多特种人员要求居住舒适等等。

最开始人们利用和运输船大同小异的单体船船型，按作业需求进行主尺度、吃水、布置设计，投入海上作业使用。后来针对单体船稳性差甲板面积小的缺点，又开发应用了特种船如普通双体船、小水线面双体船，最近又有三体船尝试使用。

通过多种多型船的实际使用发现，现有传统单体船、普通双体船、小水线面双体船、三体船等船型作为特种工作船，存在优点单一，固有缺点难以克服的缺点。具体举例分析各已有船型的特点和缺点如以下各节：

(1)单体船的特点和缺点有：稳性和快速性要求对船宽的要求互相矛盾、可用甲板布置地位有限、稳性和耐波性性能难以同时得到优化等等。例如，如果一条多功能科考船采用普通单体船型，那么主尺度、性能指标可以变化和优化的范围十分有限，整体性能将较为平庸。单体船的特点和分析介绍简述如表1.1：

表1.1：单体船特种工作船船型的特点和缺点列举分析

(2)普通双体船：有甲板面积大、横稳心高、横摇角小的优点，但是有结构薄弱、横摇加速度大、双体间扭力大不适宜大型化的等固有缺点。如表1.2分析介绍：

表1.2：双体船特种工作船船型的特点和固有缺点列举分析

(3)三体船具有双体船的部分优点如甲板面积大、横稳心高、横摇角小，缺点是片体及连接桥尺度小、离水低不抗风浪等。如表1.3分析介绍：

表1.3：三体特种工作船船型的特点和固有缺点列举分析

(4)小水线面双体船的优点是具备半潜船型的抗风浪能力，缺点主要有载重量调整范围小、机电设备布置特殊等等。如表1.4分析介绍：

表1.4：小水线面工作船船型的特点和固有缺点列举分析

再者，基于已有的经典船舶设计思维，为了能够使得船舶结构受力、稳性等规范校核计算得到适度简化，在工程上实用可行，计算结果可信，能够获得审图机构认可保障安全，现有用于科考、工作船的单体船、普通双体船、三体船、小水线面双体船等船型，都采用左右对称布置的设计方案。然而左右对称布置的多功能特种工作船不管什么船型(单体船、普通双体船、三体船、或小水线面双体船等船型)都存在较多的难以克服的固有缺点(如上分析)，无法真正意义上的满足海上多功能特种作业的需求。

因此，如何有效的优化传统科考、工作船的船型，以全面提高其性能满足海上多功能特种作业的需求，是本领域亟需解决的问题；然而基于传统的设计思维，传统的对称布置船型可供同时优化选项有限、优化范围小，无法有效实现多方面提升科考、工作船性能的目的，这大大制约了科考、工作船的发展。

发明内容

针对现有科考、工作船所存在的问题，需要一种新的科考、工作船船型。

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐波性多指标优化大型商用不对称双体船，该船型相对于传统船型能够实现对多个性能指标项目大范围的同时优化。