超大型貨櫃船的全球紀錄”保鮮週期”越來越短,對多數人來說已經是麻痺了,因為這只是從主角到觀眾心態上的轉換,然而對一些相關業者來說,卻是看得心驚肉跳. 因為每一級之間都代表著一次工藝上的”飛耀”.
據國際船媒報導, 今年9月中遠海運集團21000TEU超大型貨櫃船“中遠海運行星”輪(COSCO SHIPPING PLANET)命名交付儀式在江南造船,再次地到達超大貨櫃的屋頂—24列寬,“中遠海運行星”輪總長400米,船寬58.6米,最大吃水16米,設計航速22海浬/小時,載重量198000噸,載箱量21237TEU,配備1000個冷藏箱插座,掛香港旗,入DNV-GL與CCS雙船級。
為何這是目前ULCV的屋頂呢?因為在設計時要顧慮市場環境上的幾道”紅線”
1. 全球貨櫃大港中橋式起重機(GC)最大的24列外伸長度;相關影響是GC重量及碼頭的最大荷重.再寬就要換吊桿,換吊桿就要重新加強碼頭結構.
2. 巴拿馬運河新水閘59公尺的寬度限制
3. 由2010年起,蘇伊士型浸潤橫截面積限制為1006平方米,代表20.1公尺(66英尺)吃水乘船寬不超過50.0米(164.0英尺)的船或12.2公尺(40英尺)吃水乘<船寬不超過77.5公尺>(254英尺)的船才可通過運河.
4.掛靠港的航道及水深限制
因此依這些限制條件紅線之內的最大公約數,設計出這一型24列的ULCV.然而這些都是調研及紙上設計;隱藏在背後的工藝實力才是驚人的,譬如:
1. 結構技術方面,在大幅度提升船舶裝載能力的同時,充分考慮航線攬貨種類和配載操作的實際需求,加大配載靈活性,提高冷箱,危險品箱,重箱和高箱的有效裝載能力。突破了超大型貨櫃船的結構設計的關鍵技術,提前滿足URS11A,URS34的結構規範統一要求。。
2. 隨著貨櫃船的巨型化,抗扭箱等高應力關鍵區域開始採用超厚板進行建造(超厚板的尺寸不小於50mm)的.21000TEU的“宇宙”系列貨櫃船的抗扭箱區域由85毫米的超厚板建造而成,相較普通鋼板,超厚板對焊接技術的要求更加嚴苛,焊接工藝需要單獨設計驗證。超厚板的施焊依然困難重重,稍不留神仍可能致使焊接缺陷的出現,而PAUT和TOFD兩種先進無損探測技術的應用就成了船舶質量與安全的最終保障。
3. “宇宙”系列船是更綠色的大型箱船,具有優異的技術經濟指標和環保指標,被授予了CCS的DFDR(H,M)附加標誌,即天然氣燃料動力系統預設,具備未來改裝成LNG燃料動力船所需條件
4. 中國船級社(CCS)與中遠海運集團開展了智能船舶的合作。“宇宙”系列船舶最終實現“智能航行”,“智能機艙”,“智能能效”和“智能平台”的智能目標。 “宇宙”系列箱船的的智能化功能具體包括:智能航行:係指利用計算機技術,控制技術等對感知和獲得的信息進行分析和處理,對船舶航路和航速進行設計和優化;智能機艙:能夠綜合利用狀態監測系統所獲得的各種信息和數據,對機艙內的機械設備/系統的運行狀態,健康狀況進行分析和評估,用於操作決策和維護保養計劃的制定;智能能效:通過對船舶航行狀態,耗能狀況的監測與數據自動採集,對船舶能效狀況,航行及裝載狀態等進行評估,提供評估結果和輔助決策,以不斷提高船舶能效管理水平;智能平台:能夠整合現有船上信息管理系統及後續新增系統的統一平台。該系列船舶最後一條船“行星”號還取得了中國船級社的i-船(N,M,E,I)附加標誌符號。
5. CCS成立了專門的項目組,他們從線性波浪載荷及船體結構性能,超厚板應用,現場高效建造技術,全週期結構安全和空船重量控制技術,結構主板排板和焊接坡口設置技術,結構節點設計標準,艙口蓋和綁紮橋與箱柱等貨物系統安裝技術,全懸掛舵安裝技術及工藝標準,超厚超高強鋼焊接工藝技術,軸系高精度安裝工藝,螺旋槳和舵系高精度安裝工藝等方面研究出發,克服了船舶新穎,船型尺度巨大,結構複雜的困難,
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為何最新式軍艦永遠撞不贏商船?
2017年,美軍四條神盾導彈驅逐艦分別在西太平洋與菲律賓萬噸級貨櫃船,韓國漁船,日本拖船,中型油化品船發生碰撞,戰績是0:4美軍敗;
2018一周前挪威籍神盾導彈驅逐艦Helge Ingstad剛參加完北約的演習完返航途中又與一艘6萬噸的定期線油品運搬船在幾乎迎艏正遇得情況下發生碰撞,結果還是軍艦破洞後在岸邊沉沒,0:1油輪勝.
2017-2018商船以5:0完勝戰艦!全球最先進軍艦(造價四億多美金)的最大敵人是商船,而最大罩門在於碰撞,這幾乎成了軍艦的魔咒.
撇開軍艦夜不開燈,關閉AIS,匿蹤造型,人員素質與駕駛台當值紀律等碰撞原因之外,在船舶構造方面也存在一些宿命性的罩門:
(1) 水密門與破損性浸水艙區:軍艦上空間小,人多任務多,所以基於便利之要求,水密門經常成開啟狀態,(猶如商船中隔艙用艙壁都挖開一扇大門),造船學上破損穩定性之設計被點到死穴.水線下一開洞就沒救.
(2) 船舶的任務不同,所以船舷鋼板的厚度不同:神盾級驅逐艦的船殼鋼板,據Seth Cropsey,( director of the Center for American Seapower at the Hudson Institute)的說法是Quarter Inch(6.4mm);一般貨船為應付滿載後海浪對船體所產生的剪力(Shearing Force)與彎曲力矩(Bending Moment)其鋼板厚度多在12mm-25mm;而郵輪的鋼板則在28mm-32mm,儘管軍艦鋼板之強度再大,也經不起2-4倍厚的商船鋼板之撞擊,所以軍艦一撞就是一個洞.(皮薄嗓門大)
(3) 商船之排水量大,其 F=Ma衝擊力要遠大於軍艦之衝擊力
搞不懂的是美軍在西太平洋撞破的船都不惜巨資租半潛駁”揹”(一趟也要一億美金的租金)回美國修理;但是挪威戰艦就沉在岸邊(見圖),以第一天的損壞情況看來,要維持其正平的起浮狀態並不困難,卻眼睜睜看她沒頂?
學到的教訓:魚翅與熊掌
“DDG-51的防禦系統旨在為彈頭提供分層防禦。他們不是穿不透的。與其他戰鬥人員一樣,DDG-51的重型裝甲成本更高,重量更輕,機動性更低,而且速度更慢。“
分層防禦可能有助於阻止被擊中,但一旦導彈或魚雷穿透這些措施,現代戰艦就相對脆弱。 “我同意這表明現代戰艦如何相對容易失控,”克拉克說。
“然而,這不僅僅是在今天的戰艦上擁有更少的裝甲的功能。它還受到改善威脅以及分佈在整個船上的脆弱,互聯的傳感器,計算機和武器發射器的數量的驅動。例如,由小型ASCM擊中的DDG損壞後部VLS [垂直發射系統]軍火庫和helo機庫不一定會使DDG完全停止服務,如果DDG前部被射中
,就像在這種情況下,武器和傳感器將更有可能最終失去作用。“
克拉克同意有人爭論為現代戰艦添加裝甲。然而,有一個權衡,船必須投入更多的空間來攜帶裝甲 - 或者它必須更大。在任何一種情況下,增加裝甲可能會影響船舶的穩定性和機動性
“為艦船增加更多裝甲將會有所幫助,但會增加重量,並可能影響將傳感器,武器和其他任務系統的威力,”克拉克說。
“你不希望裝甲擋住像雷達這樣的傳感器,以及像EW [電子戰]系統這樣的對抗系統,以及像VLS這樣的武器發射器。上層建築中的裝甲特別成問題,因為它增加了船上的重量,這會影響穩定性。“
然而,較新的傳感器技術和較新的材料可能會改變海軍的計算。氮化鎵等新材料可以提供更小,更高效的雷達,而KEVLAR等其他材料可以為船舶提供更多的保護,防止動能衝擊或爆炸。
“此外,像Kevlar這樣的新裝甲材料可以在船上使用。例如,DDG在上部結構和船體部分都有一些裝甲,海軍正在向LCS增加Kevlar和其他裝甲。“
雖然海軍可能會考慮將這些技術用於未來的船隻,但改裝現有船舶可能不是一 種選擇。今天伯克級的最佳防禦是它的傳感器,速度和機動性的組合。
“DDG-51的船體厚度是四分之一英寸的鋼材。這不是盔甲。對船殼進行加厚並不能使這次碰撞有不同的結果.”Cropsey說。
“這型軍艦最好的防守是他們的戰鬥系統,速度和機動性。”
***註:Kevlar極佳的抗拉性能,其強度為同等質量鋼鐵的五倍,而密度僅為鋼鐵約五分之一(克維拉密度為每立方厘米1.44克;鋼鐵密度為每立方厘米7.859克),因此在70年代初被用於替代賽車輪胎中的部分鋼材。此外,克維拉不會像鋼鐵般與氧氣和水產生鏽蝕。現在克維拉廣泛用於船體、飛機、自行車輪胎、軍用頭盔、防彈背心等。其主要弱點為於鹼性環境下,或暴露於氯及紫外線之下時,將漸漸被分解。
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