1.武漢理工大學(xué) 交通學(xué)院 武漢 430063;2.大金湖船舶管理處 福建泰寧 350000

大金湖風(fēng)景區(qū)位于閩西北武夷山脈南麓，地處福建省西北部的泰寧縣境內(nèi)。景區(qū)總面積130 km2,其中水域面積36 km2，有百里金湖之稱。2004年2月11日聯(lián)合國教科文組織表決通過泰寧為世界地質(zhì)公園?！吧晔馈钡某晒?，為泰寧打開了走向世界的大門，為泰寧的旅游事業(yè)創(chuàng)造了有利的契機(jī)。大金湖游覽船正是在這種形勢下，由大金湖船舶管理處委托武漢理工大學(xué)交通學(xué)院設(shè)計(jì)。

1 設(shè)計(jì)主要矛盾及關(guān)鍵技術(shù)

為了保證船舶具有優(yōu)良的總體性能、舒適的使用功能、美觀的視覺效果，在方案設(shè)計(jì)階段，根據(jù)任務(wù)書要求提出了多組尺度、船型、主機(jī)選型、發(fā)電機(jī)組選型、空調(diào)選型、外觀造型和內(nèi)裝配置方案。

1.1 主要矛盾

設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是針對主要矛盾合理地選擇船型參數(shù)，保證船舶的綜合性能，滿足使用要求。

1) 本船為航行于大金湖水域的旅游客船。大金湖地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平還不是很高，設(shè)計(jì)方對船舶的舒適性要求很高。因而經(jīng)濟(jì)性和舒適性的矛盾是主要矛盾之一。

2) 任務(wù)要求外觀造型為仿古風(fēng)格，同時(shí)又對尺度和裝飾有一定的限制。這樣勢必影響船舶重量重心，給船舶穩(wěn)性和快速性帶來不利的影響。造型形式與穩(wěn)性、快速性之間也存在一定矛盾。

以上兩對矛盾是該船各設(shè)計(jì)階段要注意和嚴(yán)格把握的關(guān)鍵，也是設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。

1.2 船型選擇

通過統(tǒng)計(jì)和分析研究同類型旅游船，根據(jù)任務(wù)書的要求，綜合考慮總布置、穩(wěn)性等一系列問題后，初步確定了船長、型寬及型深的選擇范圍。經(jīng)過對多個尺度方案的優(yōu)化組合，確定了幾組尺度。然后，在核算阻力、經(jīng)濟(jì)性、適航性的基礎(chǔ)上，最終確定該船的主尺度。

總長 26.00 m 水線長 23.68 m

垂線間長 23.00 m 型寬 5.30 m

型深 1.30 m 吃水 0.80 m

滿載排水量 57.845 t

由于各種因素的影響，設(shè)計(jì)船的尺度并非最優(yōu)，付氏數(shù)在0.29以上，剩余阻力也需要認(rèn)真考慮。結(jié)合航行特點(diǎn)，對比湖庫區(qū)同類船舶的型線，根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀挥|坡靠岸壁的停泊條件，為方便旅客上下船，確定采用阻力性能和適航性能綜合較優(yōu)并已成熟應(yīng)用于湖庫區(qū)的尖首柱、方形首甲板、雙尾船型。該船型尾部為雙尾加淺隧道，槳葉上方略為加高，既保留雙尾船型的優(yōu)良性能，又可適當(dāng)加大槳徑，增加推進(jìn)效率。圖1為設(shè)計(jì)船的橫剖線型。

圖1 橫剖線

該船的總體性能指標(biāo)滿足船東的使用要求，達(dá)到或超過設(shè)計(jì)需求。

其主要性能為：滿載出港最大航速17 km/h，自持力 2天，可裝載燃油1 t , 淡水1 t ，穩(wěn)性滿足內(nèi)河C級有關(guān)規(guī)范要求，操縱性良好，全速滿舵時(shí)的回轉(zhuǎn)直徑約1.5倍船長。

1.3 主機(jī)選型

根據(jù)設(shè)計(jì)主要矛盾，主機(jī)選型主要考慮因素：第一，技術(shù)先進(jìn)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定；第二，振動、噪音小，指標(biāo)優(yōu)良；第三，經(jīng)濟(jì)性(初投資小、油耗低)、工藝性好，維修便利，重量輕、體積小，與其它技術(shù)性能(快速性、振動、噪聲)有較好匹配，性價(jià)比較高。終選方案為兩臺B260-3C型道依茨主機(jī)。

2 總布置

設(shè)計(jì)船為兩層，即主甲板及駕駛甲板。旅游條件舒適，活動面積寬敞、視野開擴(kuò)。

該船主船體內(nèi)設(shè)5個水密艙，從尾至首依次為：尾艙、機(jī)艙、油水艙、空艙、首尖艙。

2.1 主甲板由尾至首布置

尾工作區(qū)(尾～#3)、廚房、衛(wèi)生間(#3～#7)、機(jī)艙棚(#7～#15)、梯間及儲物間(#15～#17)、主客艙(#17～#41)、首工作區(qū)(#41～首)。其中主客艙分為前后兩部分。后艙布置形式為單通道靠窗雙列3人沙發(fā)。后壁靠右舷設(shè)吧臺即小賣部。后上壁鑲嵌具有地方特色的文化墻。前艙為雙通道3列雙人沙發(fā)。通道與前端壁進(jìn)出的艙門對應(yīng)。前后客艙之間以圍壁分隔，設(shè)移門通達(dá)兩艙。有分有隔，能夠更好地保證空調(diào)的使用效果，節(jié)約能源。因?yàn)樵摯捎檬子|坡、首部上下乘客，直通式走道，所以前客艙兩舷僅設(shè)工作走道，而后艙兩舷設(shè)觀光交通走道，以便于旅客使用梯道衛(wèi)生間。

2.2 駕駛甲板

#3～#25為50 m2的觀光平臺， 為旅客提供了較寬裕的活動、觀光、娛樂處所。觀光甲板中央布置一小亭，既可遮陽，又增加了游覽情趣。同時(shí)，也豐富了船舶的外觀建筑造型。#25～#32為小客艙(貴賓艙)。#32～#36設(shè)駕駛室。駕駛甲板和小客艙兩舷均設(shè)外走道。布置見圖2。

圖2 甲板布置

根據(jù)設(shè)計(jì)的主要矛盾，設(shè)計(jì)過程中嚴(yán)格控制重量、重心，保證船舶穩(wěn)性要求。

客船穩(wěn)性是設(shè)計(jì)中的重中之重。而仿古船因?yàn)榻ㄖ问降奶厥庑裕秆b重量、設(shè)備重量一般大于普通客船；上層建筑的受風(fēng)面積更是大大超過普通客船。鑒于這些因素的影響，在設(shè)計(jì)之初，參照同類游船，進(jìn)行了較為詳細(xì)、準(zhǔn)確的估算。在保證快速性和使用功能的前提下，主要根據(jù)穩(wěn)性要求控制各項(xiàng)參數(shù)(浮心位置、船型系數(shù)、尺度比)，同時(shí)保留一定的排水量裕度，用以調(diào)節(jié)重心，保證穩(wěn)性。

3 造型設(shè)計(jì)

本船為特定地域、特定使用功能的旅游船。外觀、內(nèi)裝的造型直接影響船舶的風(fēng)格和形象，從而影響到消費(fèi)者的消費(fèi)心理，進(jìn)而關(guān)系到船舶的經(jīng)濟(jì)效益。因此，本船的外觀造型是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。確定外觀造型的基本原則為：突出地域特征，展現(xiàn)泰寧風(fēng)貌，弘揚(yáng)泰寧文化，同時(shí)表現(xiàn)現(xiàn)代人的生活節(jié)奏。

泰寧不僅自然風(fēng)光旖旎，而且人文底蘊(yùn)厚重。有“漢唐古鎮(zhèn)，兩宋名城”的美譽(yù)。泰寧古城的明清建筑保存完好，建筑藝術(shù)珍品，隨處可見。在船舶風(fēng)格的定位上，將外觀確定為宜人、古樸、舒適的仿明清風(fēng)格建筑形式。雕欄、楚柱和斗拱建筑構(gòu)件具有傳統(tǒng)的特點(diǎn)。頂蓬設(shè)計(jì)為代表當(dāng)?shù)氐湫徒ㄖ卣鳌案事端隆钡拿髑迨教舾唛苈N角式大屋頂。整個建筑為仿古建筑形式。

外觀建筑設(shè)計(jì)主要包括建筑風(fēng)格的確定；外觀比例參數(shù)選??；建筑構(gòu)件(柱、斗拱、瓦、欄桿、門窗)的造型及匹配。

外觀比例主要影響視覺協(xié)調(diào)性，即影響乘客心理活動。仿古船與普通客船相比較，建筑實(shí)體高大、視覺穩(wěn)定性不好。因此，造型上采用了突出水平構(gòu)件(欄桿、吊檐)，弱化垂直構(gòu)件(柱、門窗)，引導(dǎo)視覺的橫向移動，以降低視覺高度，最終改善高、滿實(shí)、肥大的視覺效果。

欄桿、支柱、斗拱等構(gòu)件設(shè)計(jì)結(jié)合了泰寧古鎮(zhèn)民居的形式，同時(shí)兼顧工藝性。既保證與整體風(fēng)格一致、與地區(qū)民居協(xié)調(diào)，又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。圖3為三維網(wǎng)格效果圖。

圖3 三維網(wǎng)格效果圖

4 舾裝設(shè)備

4.1 舵設(shè)備

本船選用專利技術(shù)WZF組合舵。液壓舵機(jī)采用軸帶和電力兩套動力源，保證了操縱系統(tǒng)的可靠性。該舵具有水動壓力大，操縱方便靈活，舵效高的特點(diǎn)。并且能降低舵機(jī)功率，降低能耗。這種舵裝置是第一次在福建水域應(yīng)用。

4.2 空調(diào)設(shè)備

本著降低能耗，保證空調(diào)效果，降低噪音和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，設(shè)計(jì)中，對國內(nèi)外各種空調(diào)設(shè)備進(jìn)行了分析、計(jì)算、比對。選用了4臺OC-Z型船用空調(diào)。與普通船用集中空調(diào)和分體空調(diào)比較，具有節(jié)省能耗(10%～20%)，噪音低(距風(fēng)口1 m處噪音<65 dB)，重量輕，體積小的特點(diǎn)，和室內(nèi)裝飾協(xié)調(diào)一體。

4.3 衛(wèi)生環(huán)保設(shè)備

根據(jù)大金湖水域旅游環(huán)保要求，本船衛(wèi)生設(shè)備選用了CCWC-BAG型免沖洗衛(wèi)生系統(tǒng)。該系統(tǒng)配有獨(dú)立打包裝置。廁具每使用1次，自動打包并將包袋放入儲箱內(nèi)，每使用50次清理換袋1次；適用于水源或污水處理有困難，衛(wèi)生要求高及使用人數(shù)穩(wěn)定的場所。節(jié)約水資源，使用安全，座面每次更新，無交叉感染。自動化程度高，無氣味外泄，舒適；不需要上下水系統(tǒng)，節(jié)省建設(shè)投資。無環(huán)境污染，便于資源化處理。

5 減振降噪

根據(jù)動力要求，本船主機(jī)選用三缸BL300型主機(jī)2臺。相對四、六缸機(jī)型而言，振動比較大。這與船東提出的減振降噪要求發(fā)生矛盾。為改善這一不利因素，主要從以下幾方面進(jìn)行設(shè)計(jì)：

1) 布置設(shè)計(jì)中，利用梯間、儲物艙等封閉建筑將機(jī)艙與客艙隔開，保證客艙與機(jī)艙無共同艙壁，以阻隔振源。

2) 主機(jī)座加裝減振裝置，使之懸浮于船體。經(jīng)過減振計(jì)算，合理取舍材料尺度和布置結(jié)構(gòu)，以防止出現(xiàn)共振現(xiàn)象。

3) 機(jī)艙前壁、客艙圍壁采用多孔吸音材料，以降低噪聲。保證客艙振動、噪音在要求的限度以下。

[1] 子 良.中國名城·泰寧[M].北京：環(huán)球旅游雜志社，2005.