郭孟秋 甘家毅 楊齊勇 盧欽泉

摘? ? 要：本文介紹一種防水炮攻擊的船舶煙囪系統(tǒng)設計及在安裝時的具體要求，以避免執(zhí)法艦船在維權執(zhí)法過程中遭受到敵方艦船的水炮攻擊時導致主動力受損，達到維護國家海洋權益的目的。

關鍵詞：防水炮;煙囪;排煙管;百葉窗

中圖分類號：U664.86 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： This paper introduces a perfect and reliable marine funnel system preventing water cannon attacks and some specific requirements for the system when it is installed on a real ship， ensuring that law enforcement ships in the process of safeguarding their rights and enforcing the law， avoid being attacked by enemy ship's water cannons and resulting in the loss of initiative and being suppressed by enemy ship， so as to achieve the goal of safeguarding national marine rights and interests.

Key words： Preventing water cannon attacks; Funnel; Exhaust pipe; Shutter

1? ? 前言

執(zhí)法艦船一般煙囪均布置在主機艙正上方并與主機艙上下貫通，完全處在露天位置，其頂封板上一般布置有主推進柴油機排煙管、柴油發(fā)電機排煙管、鍋爐排煙管、水炮柴油機排煙管、焚燒爐排煙管等，同時在四周圍壁上布置有主（輔）機艙的進風和排風百葉窗，故煙囪將成為敵方艦船水炮攻擊的首要目標。為了防止海上沖突中被對方水炮打過來的高壓水柱從煙囪倒灌至主輔機，導致主動力停車甚至受損，在設計時須考慮煙囪及相關設備具備防水炮攻擊的功能。

防水炮攻擊的船舶煙囪系統(tǒng)設計，關鍵在于防止受到水炮攻擊時大量的水通過位于煙囪的排煙管、進排風百葉窗等進入設備或船體內(nèi)部，尤其是防止大量的水通過主、輔機排煙管進入主、輔機造成柴油機停車甚至損壞。因此，該系統(tǒng)主要包括防水炮煙囪、防水炮機艙通風百葉窗以及防水炮煙囪管系三個方面，下面分別進行介紹。

2? ?防水炮煙囪

煙囪作為阻擋對方艦船水炮攻擊的最外一層屏障，其圍壁形式的設計至關重要，在保證防水炮功能的同時，又不能影響到艦船的性能和整體外觀。為了實現(xiàn)該系統(tǒng)的功能，將煙囪的四周圍壁設計成超出頂封板較多的形式，使得排煙管能完全隱藏在圍壁的內(nèi)部，從而大大降低了排煙管被對方艦船的水炮直接攻擊的概率;同時為了保證外觀的威武和莊嚴，根據(jù)排煙管出口的斜切角在左右側壁和后壁增加了帽檐設計。

但是，這樣的設計亦存在兩個弊端：

（1）這種形式的結構大大增加了煙囪頂封板以上部分的容積，在受到對方水炮持續(xù)攻擊時，很容易使積水沒過排煙管而進入到主、輔機，從而影響主動力設備的正常使用;同時，由于煙囪位置較高，積水的自由液面會對艦船的穩(wěn)性造成一定的損失，影響艦船的航行安全;

（2）在航行過程中，排煙管排出的高溫廢氣不能及時排走，使得煙囪頂封板以上的部分長期處于高溫狀態(tài)（最高可達到130 ℃），極大地影響了主、輔機等其他設備的正常運行，同時也縮短了煙囪頂部油漆的使用壽命。

因此，為了解決上述排水的問題，在頂封板以上的四周圍壁上設置足夠數(shù)量的流水孔以保證水能迅速的排走，流水孔的數(shù)量可根據(jù)水炮的額定流量、流水孔的大小以及煙囪圍壁的結構強度來確定;而為了解決高溫的問題，可在頂封板以上的前后壁上設置強制引流的百葉窗來排走高溫廢氣，百葉窗的百葉采用向煙囪內(nèi)部傾斜的形式，與正常百葉窗剛好相反，這樣可使得低溫氣體能更加順暢的進入到煙囪的高溫區(qū)域將高溫氣體排走，百葉窗的數(shù)量和規(guī)格由排煙管數(shù)量及其排氣量和煙囪圍壁的結構強度來確定。煙囪外形如圖1所示。

3? ? 防水炮機艙通風百葉窗

煙囪圍壁上布置有大量的百葉窗，主要分為主（輔）機艙進風百葉窗和排風百葉窗兩種。傳統(tǒng)的百葉窗外部通風裝置，無法防止敵方水炮打出的水柱通過通風百葉窗進入艦船的主（輔）機艙內(nèi)，因此必須進行設計改進。

經(jīng)綜合考慮，在保留原設計的氣水分離百葉窗的基礎上，新增加活動防水炮通風裝置，即防水炮通風百葉窗（見圖2所示）。在正面關閉狀態(tài)下，防水炮百葉窗既能防止水炮水柱進入主、輔機等設備及機艙，又能預留適量的有效通風面積，確保主、輔機能正常運行。

該型防水炮通風百葉窗由內(nèi)部氣水分離百葉窗和外部的防水炮通風裝置兩部份組成，可通過操縱手輪快速關閉。氣水分離百葉窗內(nèi)部設有氣水分離裝置，而防水炮通風裝置內(nèi)部設有防護葉片，起到了雙重保險作用，能夠防止受到水炮攻擊時海水通過百葉窗進入主（輔）機艙內(nèi)部。

但是，這種防水炮百葉窗由兩個設備組裝而成，也存在一定的弊端：首先，內(nèi)部百葉窗原來的操作手輪較短，不利于操作。為了解決此問題，將內(nèi)部百葉窗原操作手輪軸貫穿防水炮通風裝置本體的封板，將原操作手輪設在防水炮通風裝置的外部，與防水炮通風裝置的操作手輪并排布置;此外，防水炮通風百葉窗由兩個設備組成，在實船安裝時較難保證精度。為此，將氣水分離百葉窗安裝方式采用嵌入式，防水炮通風裝置采用非嵌入式，兩者共用焊接法蘭，先將焊接法蘭與煙囪外圍壁焊接，然后將百葉窗本體法蘭通過內(nèi)六角螺釘緊固在焊接法蘭上，最后將防水炮通風裝置本體法蘭通過雙頭螺栓組件穿過百葉窗本體法蘭和焊接法蘭連接在一起。采用此方式，不但減少了防水炮通風裝置和百葉窗的鉆孔個數(shù)，同時還保證了現(xiàn)場安裝精度。

必須指出，雖然設置了該型防水炮通風百葉窗，但仍會有少量殘水通過百葉窗進入通風圍井，進而流入或者被吸入主（輔）機艙。因此，在設置防水炮通風百葉窗的同時，還需要考慮防止殘水被吸入的補充措施?？稍谂c防水炮通風百葉窗連接的通風圍井低洼處開設泄水孔，即使有少量海水通過防水炮通風百葉窗進入通風圍井，也可通過泄水孔放泄至煙囪外的甲板上，避免流入到主（輔）機艙。而對進氣百葉窗，在通風圍井設置泄水孔的同時，在靠近百葉窗的通風圍井內(nèi)部還設置氣水分離流道，防止進入通風圍井的殘水被進氣軸流風機吸入到主（輔）機艙。

4? ?防水炮煙囪管系

對煙囪頂部排煙管的防護，是煙囪防水炮系統(tǒng)的關鍵所在。當煙囪頂部受到敵方水炮攻擊時，如果大量的水進入排煙管內(nèi)并順著排煙管路流入設備，將導致設備停止運行并對設備造成嚴重的損壞。對此，我們在排煙管路的設計上采取了以下措施：

（1）調(diào)整排煙管朝向

因水炮攻擊時水炮的射程有限，故一般都是從對方艦船的舷側方向進行攻擊，所以在布置排煙管時應盡量將排煙管出口朝向船尾方向。可通過各排煙管交錯布置，在保證排氣效果的前提下，減小敵方水炮水柱從舷側方向射入的角度。同時，我們對排煙管末端進行切削，使排氣口端面處于斜下朝向（見圖3所示），這樣可以避免大量的水直接灌入排煙管。

（2）在排煙管內(nèi)增加排水措施

如果敵方水炮噴射的水有一部分進入了排煙管，為了防止其順著排煙管進入主、輔機等重要設備內(nèi)，在排煙管內(nèi)設置了排水措施。首先在排煙管消音器設置排水管路，當海水進入消音器后，消音器可以收集進入的海水由消音器底部的排水口排出，并通過連接管路泄放至艙室污水井中;其次，在進入主（輔）機進氣口之前的排氣管路途中設置積水部位，如有殘留的海水流過就會進入積水部位，由積水部位底部的泄水管泄放至艙室污水井中（見圖4所示）。這樣，可以起到雙保險的作用，完全避免攻入的少量海水流入設備，保證了設備的安全。

（3）在煙囪頂封甲板增加排水措施

當煙囪受到水炮攻擊時，煙囪頂部因其結構特征，會在短時間內(nèi)接受大量的降水，為了避免大量積水無法及時排出，在頂部漫過位于煙囪頂部較低的排煙管口或排煙管的擋水防雨裝置，進入煙囪結構內(nèi)，經(jīng)過研究采取如下措施：

煙囪頂封板在前部、中部、后部的左右兩側設置了漏水口。按船舶設計手冊要求，設計僅需設置DN40的甲板漏水口即可。為了增強排水效果，在處于低位的靠尾部方向端增加了兩個漏水口，并且根據(jù)水炮可攻入水量，將甲板漏水口的規(guī)格全部進行加大。這樣煙囪頂封板疏排水能力得到了成倍的增加，滿足煙囪側面受水炮攻擊后大量積水的排水需求。

（4）增加排煙管擋水防雨裝置

因設備工作時排煙管受熱會發(fā)生膨脹，所以排煙管穿過煙囪頂封板時不宜將排煙管與煙囪頂封板直接焊死，即煙囪頂封板開孔需大于排煙管，且該間隙需大于排煙管的受熱膨脹量。為防止水從煙囪頂封板排煙管的穿孔流入煙囪內(nèi)部，增加了排煙管的擋水防雨裝置。

擋水防雨裝置由防雨帽和擋水圈組成（見圖5所示）。首先，擋水防雨裝置的防雨帽焊接在排煙管上，在防雨帽與排煙管之間再設置一圈擋雨圈，且將防雨帽與擋雨圈距離適當縮小，這樣就可以防止水沿著排煙管穿過煙囪頂封板的開孔流入或壓力水沖擊到煙囪頂封板再反彈進入到煙囪內(nèi)部;其次，擋雨圈的高度應高于壁板上的方形開孔，這樣煙囪頂部的積水就完全不會漫過擋雨圈進入煙囪內(nèi)部。

5? ?結束語

當前我國維護海洋權益面臨十分嚴峻的形勢，水炮攻擊是海上維權執(zhí)法的一種比較常用且重要的打擊手段，各國之間利用水炮進行作戰(zhàn)既凸顯維護海洋權益的決心和行動，也避免了讓事態(tài)過度嚴重化。同時，為保證艦船的心臟部位不被水炮攻擊到，擁有一套完善的防水炮攻擊的船舶煙囪系統(tǒng)是非常必要的。目前，該系統(tǒng)已應用于建造完工的兩型巡邏船上，經(jīng)受了實踐的檢驗，系統(tǒng)的可靠性、維修性、安全性、環(huán)境適應性等，均得到了執(zhí)法部門的一致好評。