劉李明，趙鐵軍，劉 昊

(1.江蘇科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

0 引言

在國(guó)家大力推動(dòng)“一帶一路”和“黃金水道”戰(zhàn)略、貫徹“興內(nèi)河”指導(dǎo)思想的大背景下，體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)和水上旅游經(jīng)濟(jì)得到蓬勃發(fā)展，內(nèi)河游覽船迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。內(nèi)河游覽船以“人”為主要運(yùn)載對(duì)象，滿足人們旅游、觀光、休閑、度假、娛樂、商務(wù)交流、水上運(yùn)動(dòng)等功能。游船不僅是水上旅游的重要載體，更具有以游覽船旅游服務(wù)為媒介，彰顯地方文化魅力，提升城市品牌形象，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要作用[1]。

近些年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者紛紛以長(zhǎng)江三峽、珠江、黃浦江、漓江等[2-4]水域內(nèi)的游覽船為對(duì)象展開積極探討。胡超鳳等[5]以旅游產(chǎn)品開發(fā)等視角對(duì)內(nèi)河游覽船的旅游開發(fā)進(jìn)行了探討；李景山等[6]從安全事故視角論述了游船火災(zāi)隱患現(xiàn)狀及整改對(duì)策。國(guó)內(nèi)一些船舶單位也積極探索新能源和智能游覽船的開發(fā)。然而，從系統(tǒng)創(chuàng)新視角，聚焦游覽船創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究成果較少。為滿足船東對(duì)船舶功能、審美、文化、舒適性等方面的需求，本文基于“工業(yè)設(shè)計(jì)”+“船舶工程”視角，將創(chuàng)意設(shè)計(jì)、地域文化、工程設(shè)計(jì)有機(jī)融合，系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了152客位單體內(nèi)河游覽船，旨在打造具有地域特色的高端游覽船。

1 總體要求與主要技術(shù)參數(shù)

游覽船作為金沙水上旅游的重要載體和標(biāo)志，是金沙江兩岸優(yōu)美風(fēng)景的主要宣傳者，是麗江—瀘沽湖旅游產(chǎn)品的重要組成部分，是旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)者(旅行社、游船、岸上設(shè)施、沿岸景點(diǎn))，也是旅游收入的主要完成者。其設(shè)計(jì)總體要求見表1。

表1 152客位單體內(nèi)河游覽船總體需求

通過實(shí)地航行區(qū)域調(diào)研，明確了152客位金沙江游覽船的設(shè)計(jì)要求，確定了本船的主要技術(shù)參數(shù)[9]。具體參數(shù)如下：

總長(zhǎng)

38.00 m

設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)

36.25 m

型寬

8.60 m

型深

2.00 m

排水量

190 t

設(shè)計(jì)吃水

1.10 m

主機(jī)功率

313 kW(2臺(tái))

主機(jī)轉(zhuǎn)速

2 200 r/min

航速

25 km/h

設(shè)計(jì)航區(qū)

B級(jí)J2航段

續(xù)航力

500 km

2 造型創(chuàng)意設(shè)計(jì)

游覽船以現(xiàn)代游艇風(fēng)格為主并結(jié)合民族元素，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段，根據(jù)游覽船特征，進(jìn)行造型和內(nèi)飾系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。該船民族文化元素強(qiáng)化突出，同時(shí)也將民族性融入到現(xiàn)代性的設(shè)計(jì)之中。提煉的有代表性的文化元素有“披肩七星”；瀘沽湖輪廓曲線——“飛燕”“馬蹄”“豬槽船”“木楞房”等。外觀創(chuàng)意設(shè)計(jì)效果圖見圖1。

圖1 外觀創(chuàng)意設(shè)計(jì)效果圖

3 總體布置

本船設(shè)計(jì)時(shí)堅(jiān)持以用戶為中心的設(shè)計(jì)理念，從乘客行為分析視角切入，將工業(yè)設(shè)計(jì)、船舶工程、行人動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論應(yīng)用于游船布局設(shè)計(jì)，旨在提升游覽船艙室布局設(shè)計(jì)的用戶體驗(yàn)。

3.1 主甲板以下布置

該游覽船設(shè)置5道水密橫艙壁，以橫艙壁為界共分6個(gè)區(qū)域。從船艏開始依次為艏尖艙、雜物艙、第2空艙、第1空艙、機(jī)艙、舵機(jī)艙。艏尖艙主要布置錨鏈箱。第1空艙內(nèi)設(shè)有淡水箱，第2空艙內(nèi)設(shè)有燃油箱和生活污水艙。主機(jī)、發(fā)電機(jī)等布置在機(jī)艙內(nèi)。淡水柜容積約6 m3，供全船日常使用。燃油箱容積約4.2 m3，滿足整個(gè)航行的工作需求。

3.2 甲板室布置

該船主要用于旅游航行，在保證船舶航行性能的前提下，可擴(kuò)大甲板面積，這樣既方便布置系泊設(shè)備，也可美化船型。

此游覽船上層建筑分成3層空間：主甲板、羅經(jīng)甲板、游步甲板。

主甲板自首至尾依次布置吧臺(tái)、乘客艙、配餐區(qū)、衛(wèi)生間、空調(diào)機(jī)房和行李艙。行李艙設(shè)置在一層尾部，船舷有對(duì)應(yīng)的開口，方便上下又不影響乘客；為確保大廳空氣質(zhì)量，衛(wèi)生間設(shè)置在大廳外，臨近大廳后門，見圖2。尾部設(shè)置通往游步甲板的梯道，下方設(shè)有通往機(jī)艙的通道。乘客艙分為一層客艙和二層貴賓室。一層客艙設(shè)有126人的座椅，二層貴賓室設(shè)有26人的沙發(fā)座椅。座椅均采用輕型材料制作,內(nèi)部房間布置與陳設(shè)融入地域特色元素。根據(jù)游船運(yùn)營(yíng)的需要，二層貴賓室中間隔墻采用活動(dòng)式隔離，可作為兩個(gè)家庭式休息貴賓室，也可以合并成為一個(gè)小型會(huì)議室或活動(dòng)中心，見圖3。

圖2 主甲板尾部布置

圖3 游步甲板貴賓室布置

游步甲板自首至尾依次布置首部觀光平臺(tái)、駕駛室、貴賓室、衛(wèi)生間、吧臺(tái)、尾部觀光平臺(tái)和通往主甲板的梯道。駕駛室設(shè)于艏部，必須最大限度地減少駕駛盲區(qū)，保證駕駛?cè)藛T在惡劣天氣駕駛航行時(shí)具有良好的駕駛視線，提高船舶駕駛的安全性能。駕駛室按《內(nèi)河船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》(以下簡(jiǎn)稱《法規(guī)》)配齊航行設(shè)備[10]。

4 船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 主船體結(jié)構(gòu)

該船結(jié)構(gòu)構(gòu)件按《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《內(nèi)規(guī)》)[11]對(duì)B級(jí)航區(qū)J2航段的要求進(jìn)行計(jì)算及局部加強(qiáng)。主船體為單底、單甲板、橫骨架式鋼結(jié)構(gòu)。舷側(cè)均采用強(qiáng)肋骨和普通肋骨相間的交替肋骨制。二層甲板和游步甲板均采用縱骨架式，縱骨間距為500 mm。全船在Fr3、Fr17、Fr33、Fr49、Fr64處設(shè)5道水密橫艙壁，水密艙壁板板厚5 mm。

船艉部采用雙艉鰭結(jié)構(gòu)，見圖4。本船屬于寬淺吃水船，船寬/吃水比相對(duì)常規(guī)船大得多，采取雙艉鰭可以使浮心縱向位置后移，有效改善船的快速性和操縱性。與常規(guī)船相比，雙艉鰭船兩個(gè)片尾之間的中央隧道使船變成縱流型船，艉部型線緩和，可減少粘壓阻力。最為明顯的是，雙槳船的螺旋槳直徑較小，可以有效改善因空泡引起的船體振動(dòng)。

圖4 雙艉鰭結(jié)構(gòu)圖

4.2 甲板室結(jié)構(gòu)

甲板室選用中國(guó)船級(jí)社(CCS)認(rèn)可的“A”級(jí)鋼材料，結(jié)構(gòu)形式為橫骨架式，其中：強(qiáng)力甲板5 mm，機(jī)艙開口區(qū)域甲板6 mm，游步甲板4 mm，頂篷甲板4 mm。

主甲板采用全玻璃結(jié)構(gòu)?？团?、駕駛室兩側(cè)和前壁采用6 mm+6 mm夾膠鋼化玻璃幕墻，用高強(qiáng)度粘結(jié)材料把玻璃粘貼在骨架上，形成無框玻璃幕墻。玻璃墻幕集采光、防風(fēng)、遮雨、保溫、隔熱、御寒、防噪聲等功能于一體，并在裝飾美觀上別具一格，是工程結(jié)構(gòu)與建筑藝術(shù)的完美融合。玻璃幕墻結(jié)構(gòu)見圖5。

圖5 玻璃幕墻結(jié)構(gòu)圖

5 船舶性能

5.1 船舶穩(wěn)性

船舶在航行過程中，排水量、浮心位置會(huì)隨著載重量的變化而變化，為此可以利用靜水力曲線快速找出影響初穩(wěn)性的因素。根據(jù)總布置設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式，得到初穩(wěn)性高度為4.056 m，符合規(guī)范要求。在每位乘客攜帶行李重量不大于25 kg時(shí)，本船的穩(wěn)性及破損穩(wěn)性滿足《法規(guī)》對(duì)單體游覽船的要求。

5.2 集舷穩(wěn)性

經(jīng)過計(jì)算，在乘客集中一舷引起的傾斜力矩或力臂的作用下，根據(jù)復(fù)原力矩或力臂曲線求得的靜傾角不大于極限靜傾角。同時(shí)還滿足遇突風(fēng)襲擊時(shí)的穩(wěn)性衡準(zhǔn)要求。所以，本船滿足《法規(guī)》的集舷穩(wěn)性和突出穩(wěn)性要求。

5.3 抗風(fēng)浪能力

該船滿載航行時(shí)，船舶基本平浮，略帶艉傾，平均吃水約為1.10 m，排水量約為190 t。經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算，船舶穩(wěn)性衡準(zhǔn)、初穩(wěn)性高度等各項(xiàng)指標(biāo)均滿足《內(nèi)規(guī)》的相關(guān)要求。

5.4 消防與救生

依據(jù)《法規(guī)》，本船屬于小于50 m的客船，只需要在艙室、貴賓廳等起居及服務(wù)處所設(shè)置足夠數(shù)量的噴水裝置即可。該船消防設(shè)備配備如下：水龍帶及水槍8套、9 L泡沫滅火器3 個(gè)、6 kg干粉滅火器13個(gè)、5 kg手提式二氧化碳滅火器2個(gè)、消防桶4只、太平斧2把、砂箱4個(gè)、鐵鉤和鐵釬1套。該船救生設(shè)備按乘客152人、船員10人配備：船用救生衣160件、兒童救生衣8件、船員救生衣12件、救生圈6只。乘客救生衣按人數(shù)放置在座椅下方，船員救生衣根據(jù)船東需要放置。

5.5 錨泊設(shè)備

錨泊設(shè)備在滿足《內(nèi)規(guī)》要求下根據(jù)實(shí)際使用情況配備。根據(jù)規(guī)范計(jì)算以及船東的使用需求，此游覽船配備2個(gè)霍爾錨，單錨質(zhì)量為125 kg，無檔焊接錨鏈2根，總長(zhǎng)165 m。該船配有2臺(tái)立式電動(dòng)超輕不銹鋼錨絞盤。跟臥式錨機(jī)相比，立式錨絞盤占用甲板面積較小。另外，艉部甲板設(shè)置導(dǎo)纜孔2個(gè)，直徑20 mm丙綸長(zhǎng)絲8股繩2根，直徑24 mm丙綸長(zhǎng)絲8股繩2根。

6 內(nèi)飾創(chuàng)意設(shè)計(jì)

隨著乘客和船東對(duì)游覽船的審美、舒適性要求越來越高，高端游覽船內(nèi)飾空間的設(shè)計(jì)與研究是游覽船設(shè)計(jì)面臨的重要課題。該船設(shè)計(jì)的定位是地域文化特色鮮明、現(xiàn)代高端內(nèi)飾設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中按照定“主題”、選“元素”、畫“方案”的思路展開設(shè)計(jì)構(gòu)思。船內(nèi)飾主題為歡樂與祥和，表達(dá)人們對(duì)美好生活的向往。納西族的“披星戴月”與“七星”的形態(tài)相結(jié)合運(yùn)用在大廳的頂部，如星辰般的燈光加以點(diǎn)綴，頂部?jī)蛇呥\(yùn)用梯田的表現(xiàn)效果，層次分明，給乘客視覺上的享受。大廳內(nèi)飾效果圖見圖6。露天甲板層的中間選用具有地域特色的水車造型元素來布置家具，在舷邊方向布置長(zhǎng)椅便于游客休息與觀光。艉部布置可更換的拍照道具。

同時(shí)考慮到乘客用戶體驗(yàn)，在內(nèi)裝修時(shí)使用隔音吸聲材料，將噪聲控制在65 dB以內(nèi)。在客艙、貴賓室、駕駛室的兩側(cè)和前壁采用玻璃幕墻。船上的絕緣、裝飾所使用的材料均為符合要求的阻燃材料。

圖6 152客位單體內(nèi)河游船大廳內(nèi)飾效果圖

7 結(jié)論

與常規(guī)自航船相比，游覽船在保證基本性能的同時(shí)，還要注重美觀大方的船型、環(huán)保健康的理念、安全舒適的游客體驗(yàn)以及更快的速度和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。該船設(shè)計(jì)過程中需重點(diǎn)考慮以下方面：

(1)主船體與上層建筑采用鋼制材料，以降低船舶重心，保證船舶穩(wěn)性指標(biāo)滿足相關(guān)要求。艏柱前傾，既能擴(kuò)大甲板面積，又能美化船型。

(2)游船外觀和內(nèi)飾進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)時(shí)，明確創(chuàng)意主題，提煉具有代表性的民族、地域文化元素，并根據(jù)民俗風(fēng)格、人文氣候，加入波浪線裝飾、圓形圖案裝飾，既能體現(xiàn)色彩鮮明又與地域環(huán)境相互協(xié)調(diào)。

(3)對(duì)所有污染物實(shí)施零排放，使用垃圾桶進(jìn)行集中處理及回收。