李嘉政(青海民族大學(xué),青海西寧810000 )

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內(nèi)河淺水航道航行船舶動力推進裝置設(shè)計

李嘉政
(青海民族大學(xué),青海西寧810000 )

摘要：為保證內(nèi)河淺水航道航行船舶的航速，就要對其動力推進裝置進行優(yōu)化設(shè)計，保證船舶的正常運行，確保船舶的航行安全。對內(nèi)河淺水航道航行船舶進動力推進裝置進行優(yōu)化設(shè)計，必須保證船舶的動力推進裝置具備性能良好、結(jié)構(gòu)簡單、占有空間小等特點，同時，還要具備對船舶發(fā)電機組進行合理配置、分布的特征。本文就從內(nèi)河淺水航道航行船舶動力推進裝置設(shè)計的方面進行研究分析，希望能夠?qū)ζ鋭恿ν七M裝置的設(shè)計提供幫助。

關(guān)鍵詞：內(nèi)河淺水航道;航行船舶;動力推進裝置設(shè)計;船舶航速

我國的內(nèi)河流與眾多，由于各個內(nèi)河流域的航道水文條件都不盡相同，因此，其船舶的航行速度也不同。但是，內(nèi)河流域的淺水航道因為自身的水文特點，對船舶推動裝置的要求就更高，如果船舶在航行中遇到天氣條件不好的狀況，那么航道的航行條件就更復(fù)雜。由于內(nèi)河淺水航道的水文特點，因此，其中的航行船舶體積都比較小，因此，在進行船舶推動裝置設(shè)計時，要從船舶的整體方面進行考慮。

1內(nèi)河淺水航道航行船舶動力推進裝置設(shè)計的意義

隨著我國船舶制造業(yè)的快速發(fā)展，內(nèi)河淺水航道的航行速度也在不斷提高，但是，由于內(nèi)河淺水航道具有內(nèi)河河道寬度不夠，水面和河底距離較短的特點，因此，內(nèi)河航道經(jīng)常會發(fā)生船舶淺水現(xiàn)象。在內(nèi)河淺水航道的某些區(qū)域，甚至?xí)l(fā)生船舶及其損害事故，基于這些原因，進行內(nèi)河航道航行船舶動力推進裝置設(shè)計，就顯得非常重要。以額爾古納河到恩和哈達之間的內(nèi)和淺水航道為例，這個航道全長950km，航道中水深最淺處為0.6m，屬于航道類型中的VI級航道，因此，對于這個航道的維護、疏浚等管理工作，水運部門已經(jīng)購置了多艘船舶進行工作，并且購置、建造了航道維護工程船舶，利用這些工程船舶來進行航道作業(yè)。但是，在內(nèi)河淺水航道航行時，船舶的拖輪會受到航道條件的嚴重影響，影響船舶的航行速度，因此，對內(nèi)河淺水航道航行的船舶動力推進裝置進行優(yōu)化設(shè)計意義非常重大。

2內(nèi)河淺水航道航行船舶動力裝置運行狀況

內(nèi)河淺水航道的一些航行區(qū)域的自然水位、泥沙等情況對航行不利，要求船舶在航行過程中對航行條件有較好的適應(yīng)能力，能夠在內(nèi)河淺水航道航行中實現(xiàn)自由移動、拖帶、拖拽等目的。

2.1輔助作業(yè)船動力裝置運行現(xiàn)狀

內(nèi)河淺水航道的輔助作業(yè)船在吃水1.0m的情況下，船舶能夠獲得最大的推動力，在這一情況下航行速度最快。船舶的排水量在1000t左右時，其拖帶的排水量也為1000t左右，我們最常見的就是挖沙船。內(nèi)河淺水航道的輔助作業(yè)船舶在托在浮船塢或者駁船調(diào)遣等機器進行運輸工作時，在吃水0.7m的情況下，可以通過港內(nèi)作業(yè)實現(xiàn)排水的目的，排水量大約在120t左右，這種輔助作業(yè)船有工作船、空駁船等，這些船舶可以進行內(nèi)移作業(yè)，實現(xiàn)船舶的運行目的。

2.2拖帶船動力推進裝置運行現(xiàn)狀

內(nèi)河淺水航道的拖帶船的航速被定為6km/h，這種船舶是內(nèi)河淺水航道航行船舶中較為經(jīng)濟的一種，通過對這種船舶的阻力計算，它在運行過程中的總功率在320kw至360kw之間，因此，我們可以推算出船舶在進行自由航行時的航速可以大于18km/h。以額爾古納航道為例，它的全里程為949km，所以，拖帶船在吃水0.9m情況下，能夠持續(xù)航行1000km，這種船舶在額爾古納航道中的自持力為7天。如果在吃水0.7m的情況下，進行港內(nèi)作業(yè)，它能夠持續(xù)航行500km，自持力為3天。

2.3船舶的動力推進裝置設(shè)計要求

內(nèi)河淺水航道航行船舶的動力推進裝置設(shè)計要求，要根據(jù)具體的內(nèi)河航道來分析，主要的考慮因素包括船舶結(jié)構(gòu)，機電設(shè)備，排水量、穩(wěn)定性、人員數(shù)量空間等因素。

3.內(nèi)河淺水航道航行船舶動力推進裝置設(shè)計

3.1船舶動力推進裝置種螺旋槳的功率消耗計算

對于船舶動力推進裝置種螺旋槳的功率消耗計算方法，主要有以下幾個步驟：①先對螺旋槳的直徑進行限定，限定值為1200mm；②對船舶航速進行確定，確定航速為13.Okn；③在系柱推力總共為26t時，船舶的航速就為4kn，這種情況下的船舶排水量為305t；④這時就可以計算出船舶螺旋槳的軸功率高于276kW。

3.2船舶動力推進裝置設(shè)計的考慮要素

根據(jù)內(nèi)河淺水航道的維護特點，要求巷道的維護疏浚船舶數(shù)量不要太多，一艘船舶對航道的維護疏浚效果最好，所以為了實現(xiàn)航道維護疏浚工作目的，要采用大型的耙吸挖泥船。目前，超大型耙吸挖泥船一般都在14萬畝以上，這樣的船舶船長一般為150m到210 m之間，吃水情況一般維持在10.3m到16 m之間，因此這種船舶的體積較大，因此，船舶得到動力推進裝置對船舶本身的操縱性的影響非常大，所以推力推進裝置在大型的耙吸挖泥船上的運用非常重要，是對船舶作業(yè)的影響非常大。而一般在0. 5萬畝到13萬畝之間的耙吸挖泥船，它的體積和和疏浚性能等方面都比較良好，適合長時間在內(nèi)河淺水航道中航行、作業(yè)。下表是典型耙吸挖泥船的主要數(shù)據(jù)和各種影響因素：

表1典型耙吸挖泥船主要數(shù)據(jù)和影響因素

3. 3內(nèi)河淺水航道船舶動力推進裝置的設(shè)計功率

內(nèi)河淺水航道船舶動力推進裝置的功率設(shè)計，要根據(jù)航道船舶的使用情況進行計算設(shè)計。對我國內(nèi)河淺水航道中的船舶進行綜合分析，如果船舶拖帶的排水量1000t，這時船舶的航行速度大約為6km，船舶的航速航行需要3.5t以上的系柱推動力，如果在較深水區(qū)域的航道區(qū)域，內(nèi)河淺水航道船舶動力推進裝置的設(shè)計功率約為220kw。目前船舶的推進方式大多采用的是LT型推進系統(tǒng)，這種LT型推進系統(tǒng)是依靠電力來實現(xiàn)驅(qū)動的，主要包括發(fā)電機組、驅(qū)動電機、以及LT型推進裝置，這些部分組成了船舶的動力推進系統(tǒng)。船舶的驅(qū)動電機與LT型推進器之間通過結(jié)合組成一個整體，而發(fā)電機組與驅(qū)動電機之間，需要通過電源聯(lián)接，來為船舶提供能源。圖1是船舶推進發(fā)電機組設(shè)在舫部燈推進器設(shè)在艉部，主要是對LT型推進裝置系統(tǒng)進行說明。圖2是動力裝置系統(tǒng)簡圖。

圖1拖輪LT型推進系統(tǒng)圖

圖2機艙動艉力裝置系統(tǒng)

4結(jié)束語

綜合上所述，要對內(nèi)河淺水航道航行船舶動力推進裝置進行設(shè)計，就要從內(nèi)河航道的具體情況、船舶運行狀況、船舶各方面的配置等方面進行考慮。要實現(xiàn)內(nèi)河淺水航道航行船舶動力推進裝置的螺旋槳的功率、和各個機組功率最優(yōu)的目的，保證內(nèi)河淺水航道航行船舶動力推進裝置，為船舶航提供動力。

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DOI編碼：10.13646/j.cnki.42-1395/u.2016.01.020

中圖分類號：U662.2

文獻標識碼：A

文章編號：1006－7973（2016）01－0063－02