張彥朋

（海洋石油工程股份有限公司 上海設計分公司，上海 200335）

航行燈和信號燈位置的設計研究

張彥朋

（海洋石油工程股份有限公司 上海設計分公司，上海 200335）

文章針對如何設置航行燈和信號燈的位置進行了探討，以33 300 DWT雙殼散貨船項目為基礎，通過計算分析的方法來進行設計，用計算值來驗證實際設計值，繼而完成對航行燈和信號燈的位置的設計。

航行燈；信號燈；布置；計算方法

0 引言

隨著船舶工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在很多造船廠甚至船舶設計單位在進行航行燈和信號燈的布置設計時，往往按照常規(guī)做法或者自身經驗進行布置，長此以往，很多工程師腦海中關于航行燈和信號燈的概念扔停留在只知道數(shù)量以及燈具在船舶大概位置的層面，具體航行燈和信號燈要布置在哪里，如何確定位置，卻不知道。但實際上在《1972年國際海上避碰規(guī)則》的附錄“號燈和號型的位置和技術細節(jié)”中對這方面有具體的描述和要求。以下就如何通過計算的方法確定航行燈和信號燈的具體位置進行探討，希望對工程師有所幫助。

1 設計基礎

在對航行燈和信號燈進行設計前，一般都已經得到所涉及的船舶的基本信息，例如總體布置圖，從該布置圖中可知船的總長、垂線間長、型寬、型深、縱傾等數(shù)據(jù)信息。另外也可以得到該船的船型、入級船級社、船籍國等信息。此外，設計規(guī)格書上也會明確這些數(shù)據(jù)和信息。一般在設計工作開始前都要先熟悉規(guī)格書中各項內容的描述和要求，設計過程中按不低于規(guī)格書中明確的標準去設計。這些都是設計工作的前提，一定要熟悉并遵守。一般規(guī)格書中都會明確船舶適用的航區(qū)、規(guī)則和規(guī)范等，包括《1972年國際海上避碰規(guī)則》和入級船級社規(guī)范，走蘇伊士運河的船舶還要滿足《蘇伊士運河航行規(guī)則》等規(guī)則、規(guī)范和公約。在上述信息中，“長度”是指水線總長度的96%，該水線位于自龍骨上

以南通惠港船廠曾建造的一艘33 300 DWT雙殼散貨船為例，該船掛巴拿馬旗，入級韓國船級社。該船總長（LOA）為178.90 m，垂線間長（LBP）為171.30 m，型寬（MLB）為28.80 m，型深（MLD）為14.20 m，縱傾TRIM（da－df）為1.577 m。根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，結合該船運行的航區(qū)、適用的規(guī)則規(guī)范公約等，來為該船配置前后桅燈、左右舷燈、艉燈、失控燈、錨燈、機動燈、蘇伊士運河燈（五白四紅兩綠）、蘇伊士運河艉燈、操縱燈等。

2 設計對象

2.1 航行燈和信號燈的種類和特性

2.1.1 海船號燈的種類和特性

航行燈和信號燈統(tǒng)稱為號燈?！?972年國際海上避碰規(guī)則》對于海船的號燈的種類和特性有明確的規(guī)定，其中50 m或者50 m以上船舶的具體規(guī)定、海船號燈的種類和特性見表1。

表1 海船號燈的種類和特性

2.1.2 海船其它號燈的種類和特性

除了《1972年國際海上避碰規(guī)則》規(guī)定的航行燈和信號燈外，某些船旗國主管機關和運河主管當局還要求配備一些號燈。海船其它號燈的種類和特性見表2。本次設計的船舶涉及的其它號燈種類僅有蘇伊士運河燈。

表2 海船其它號燈的種類和特性

2.2 航行燈和信號燈的配置

50 m或者50 m以上的大型船舶配置必須的航行燈和信號燈[1]，這在《1972年國際海上避碰規(guī)則》、船舶建造規(guī)格書和有關當局的規(guī)定中都有明確要求。

2.2.1 航行燈

2.2.1.1 基本航行燈

根據(jù)規(guī)定，除了提供表3中一套航行燈外，還須備用一套航行燈，通常采用雙層航行燈，具體配置如下：

1）2–2×220 V/65 W桅燈，前桅上和雷達桅上各一個；

2）2–2×220 V/65 W左右舷燈，位于船最寬處的兩側；

3）1–2×220 V/65 W艉燈置于船尾；

4）2–2×220 V/65 W錨燈，尾部和前桅上各一盞；

5）2–2×220 V/65 W失控燈（紅色環(huán)照燈）。

上述1）～4）基本航行燈必須由航行燈控制板進行控制。

失控燈通常安裝在雷達桅上，位置根據(jù)雷達桅的形狀而定，也可安裝于獨立的燈桅上。該燈應由航行燈控制板進行控制。

表3 基本航行燈

2.2.1.2 其它航行燈

其它航行燈的配置如下：

1）1–1×220 V/65 W蘇伊士運河艉燈置于船尾，可由航行燈板或信號燈板進行控制；

2）3–操縱能力受限制燈，采用紅色環(huán)照燈。根據(jù)雷達桅的布置，其中兩個可由失控燈兼用。由航行燈控制板進行控制。

2.2.2 信號燈

信號燈應由信號燈控制板進行控制。

2.2.3 蘇伊士運河信號燈

蘇伊士運河信號燈位于雷達桅上，基本配置如下：

1）5–60 W白色環(huán)照燈；

2）1–60 W綠色環(huán)照燈；

3）5–60 W紅色環(huán)照燈。

2.2.4 閃光燈

根據(jù)本船配置閃光燈：

1–綠色閃光型的大船燈，位于雷達桅上。

2.2.5 其它信號燈

其它信號燈的配置如下：

1）2–40 W紅色球鼻首警告燈，位于上甲板前端；

2）2–40 W紅色螺旋槳警告燈，位于上甲板后部；

3）3–60 W紅色深吃水信號燈，位于雷達桅上，根據(jù)布置也可安裝一個深吃水信號燈，深吃水信號燈應由航行燈控制板進行控制。

2.2.6 莫氏信號燈

莫氏信號燈可兼作操縱號燈，歸入霧笛系統(tǒng)，位于雷達桅頂。功率通常為220 V/25 W×3。通常由霧笛控制板和莫氏電鍵控制，其中兩個莫氏電鍵位于駕駛室兩翼，其它莫氏電鍵可安裝在駕駛室前壁和駕控臺上。

2.2.7 白晝信號燈

配備一套符合 MSC.95(72)決議規(guī)定的便攜式白晝通訊信號燈，白晝通訊信號燈帶15 m軟電纜，配蓄電池和充電器以及其它附件。白晝通訊信號燈插座按建造規(guī)格書配置。

2.2.8 蘇伊士運河探照燈

1）1–3 000 W蘇伊士運河探照燈（通常由船東提供）；

2）1–專用的蘇伊士運河探照燈插座安裝于艏旗桿下，由艏部220 V照明分電箱供電。

2.2.9 蘇伊士運河搜索燈

2–1 000 W/650 W蘇伊士運河搜索燈，可由照明系統(tǒng)供電，在駕控臺上設遙控開關。

2.2.10 掛旗國當局規(guī)定的特殊信號燈

根據(jù)掛旗國當局的規(guī)定配置特殊的信號燈，例如根據(jù)新加坡當局的規(guī)定，對于掛新加坡旗的船舶必須在雷達桅上加裝兩盞綠色環(huán)照入境信號燈。

3 燈點設置的位置要求和計算[2]

3.1 前桅燈

在船舶型寬大于6 m的情況下，前桅燈的高度hf大于等于12 m，即hf≥12 m。該船前桅燈的高度設計為16.5 m，滿足要求，見圖1。

前桅燈在船上的位置Lf要求距船首長度不超過該船全長的，即Lf≤×178.90=44.725 (m)。實際

設計值為11.06 m，滿足要求，見圖1。

前桅燈和后桅燈之間的水平距離Lm≥LOA=×178.90=89.45 (m)。實際設計距離為145.6 m，滿足要求，見圖1。

3.2 舷燈

舷燈包括左舷燈和右舷燈，其高度hs應小于等于前桅燈的高度，即hs≤hfx=16.5×=12.375 (m)。該船設計的舷燈高度為12.3 m，滿足要求。

3.3 后桅燈

前后兩個桅燈之間的垂直距離應大于等于4.5 m，即后桅燈的高度 ha減去前桅燈的高度hf大于等于4.5 m，也就是ha–hf≥4.5 (m)，即ha≥hf+4.5=21 (m)。實際后桅燈的設計值為25.39 m。

3.4 前桅燈吃水處

前桅燈到最小壓載線的高度為Hf，Camber為拱度，前桅燈吃水處為：

dfL=df+TRIM×Ld/LBP=4.517 (m)

Fd=D–dfL=14.2–4.517=9.683 (m)

Hf=Fd+hf+Camber=9.683+16.5+0.63=26.81 (m)

3.5 后桅燈吃水處

后桅燈到最小壓載線的高度：后桅燈吃水處為：

daL=da-TRIM×La/LBP=5.89 (m)

Ad=D-daL=14.2–5.89=8.31 (m)

Ha=Ad+ha+Camber=8.31+25.39+0.63=34.33 (m)

后桅燈應高出前桅燈4.5 m，兩桅燈的水平距離應至少為其上下距離的三倍[3]。

3.6 最小壓載線狀態(tài)下桅燈

最小壓載線狀態(tài)下桅燈為：TanQ1=Hf/MF =26.81/1 031.06=0.026 52

Q1=1.519°

TanQ2=Ha/MA=34.33/1 175.86=0.029 68

Q2=1.668°

Q2＞Q1，滿足要求。

其中，Q1為前桅燈和船首連線與水平面的夾角；Q2為后桅燈和船首連線與水平面的夾角；MF為前桅燈到船首的距離；MA為后桅燈到船首的距離。

3.7 錨燈

艏錨燈高度要求為 hfa≥6 m，實際高度為hfa=17.1 (m)，滿足要求。

兩個錨燈之間的垂直距離為e≥4.5 m，實際設計值為12.4 m，滿足要求。

3.8 操縱燈

操縱燈（莫氏信號燈）的高度為：Ms≥hf(16.5)+2=18.5 (m)

Ms≤ha(25.39)-2=23.39 (m)

實際設計值22 m，滿足要求。

3.9 環(huán)照燈

環(huán)照燈的垂直距離（距離羅經甲板的距離）d≥2 m，燈組垂直距離為1 m。實際設計值為d≥3.5 m，滿足要求。見圖2～圖5。

4 燈點的檢驗

通過上述燈點設置的位置要求和計算過程，可以看到，在設計時，航行燈和信號燈的燈點位置的設計值都在規(guī)范要求值允許的范圍內，滿足規(guī)范要求。實際設計中還要考慮其他因素，比如避開通導雷達的遮蔽角、與船舶主尺度的比例、船舶美觀程度等。這樣就達到了設計效果和要求，能夠充分發(fā)揮航行燈和信號燈的性能。

5 結論

航行燈和信號燈關系著船舶運行安全，能夠在船舶夜航時表示自身位置和運動方向，便于互相避讓、識別的信號燈配合霧笛等使用時，可以在航行時提示其它船舶自己的位置并避讓，以免碰撞等。通過計算的方法設計航行燈和信號燈，可以使得設計更加精確，更好地滿足規(guī)則和規(guī)范等的要求，進一步增加船舶設計的安全性。

[1] IMO. 1969年國際船舶噸位丈量公約[S]. 1969.

[2] IMO. 1972年國際海上避碰規(guī)則(1993年修訂案)[S]. 1972.

[3] 中國船舶工業(yè)集團公司. 船舶設計實用手冊 電氣分冊[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2013.

Design and Study of Location of Navigation Lights and Signal Lights

Zhang Yanpeng

(Offshore Oil Engineering Ltd., Shanghai Engineering Company, Shanghai 200335, China)

The paper discusses how to confirm the location of navigation lights and signal lights. Based on the project of 33 300 DWT double hull bulk carrier, through the calculation and analysis method to carry on the design, the actual design values are verified by the calculation values. The design of the location of the navigation lights and signal lights is finished.

navigation light; signal light; location; calculation method

U665.16

A

10.14141/j.31-1981.2017.02.004

張彥朋（1980—），男，工程師，研究方向：船舶與海洋工程電氣設計。面量得的最小型深的85%處；或者是指該水線從艏柱前面量到上舵桿中心的長度，兩者取其較大者。如果船舶設計具有傾斜龍骨，作為測量本長度的水線應平行于設計水線[1]。