“長(zhǎng)益”號(hào)載貨駛離上海洋山港
施工人員正在焊接“長(zhǎng)益”號(hào)的綁扎橋。 張黎 攝
“長(zhǎng)益”號(hào)住艙區(qū)的駕駛室，是全船的指揮中樞。 張黎 攝
7月1日8時(shí)30分，由我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的首艘全球裝箱量最大的24000箱超大型集裝箱船“長(zhǎng)益”號(hào)靠泊上海洋山深水港二期碼頭，再次刷新了超大型集裝箱船靠泊洋山深水港的歷史紀(jì)錄。此前，該船首航靠泊青島港，期間共裝卸11692只標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。
“長(zhǎng)益”號(hào)由中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司旗下滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司自主設(shè)計(jì)，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。6月22日，該船在滬東中華簽字交付，投入遠(yuǎn)東至歐洲航線的運(yùn)營(yíng)。行業(yè)相關(guān)人士表示，這是滬東中華繼2020年9月完工交付中國(guó)首創(chuàng)、全球首艘23000箱雙燃料動(dòng)力超大型集裝箱船后，在該領(lǐng)域取得的又一重大突破，創(chuàng)造了中國(guó)船舶工業(yè)新的里程碑。
作為一艘海上“巨無(wú)霸”，“長(zhǎng)益”號(hào)除了“肚量大”之外還隱藏著哪些特質(zhì)？其研發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程中有哪些不為人知的故事？目前我國(guó)在頂級(jí)超大型集裝箱船建造領(lǐng)域有哪些成就和進(jìn)展值得關(guān)注？記者近日采訪了中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司多位專(zhuān)業(yè)人士。
載箱量堪比480列中歐貨運(yùn)班列
突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)同尺度船型中載箱數(shù)最多、同級(jí)別船型中承載能力最大
“長(zhǎng)益”號(hào)船舷被飾以綠、紅上下兩條色帶，其中綠色的部分占比較大，因此也被稱(chēng)為“綠巨人”。據(jù)官方數(shù)據(jù)，該船總長(zhǎng)399.99米，型寬61.5米，高度達(dá)到76.5米，甲板面積24000平方米。
“把它豎起來(lái)的話(huà)，高度和上海的金茂大廈差不多；甲板面積相當(dāng)于3.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)；貨艙內(nèi)加上艙蓋上最大可堆裝25層集裝箱，相當(dāng)于22層樓的高度。該船一共可裝載24004個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，是目前全球裝箱量第一的集裝箱船，如果用中歐貨運(yùn)班列來(lái)裝這些箱子，需要480列班車(chē)，這些箱子連接起來(lái)，總長(zhǎng)度可達(dá)145公里?！敝袊?guó)船舶集團(tuán)滬東中華長(zhǎng)興造船副總經(jīng)理劉學(xué)東解釋說(shuō)。
“長(zhǎng)益”號(hào)龐大的身軀背后，隱含著設(shè)計(jì)人員的諸多心思。因?yàn)樽龅搅恕巴叨却椭休d箱數(shù)最多，同級(jí)別船型中承載能力最大”，這一船型也被船東稱(chēng)為全球最強(qiáng)“帶貨王”。
“設(shè)計(jì)人員突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，把上層建筑、貨艙區(qū)和煙囪的分布隨船體錯(cuò)落有致的線型進(jìn)行了量體裁衣般的優(yōu)化分艙布置，最大程度利用好船體的'身材’，讓各個(gè)區(qū)段盡可能多地容納集裝箱，最終形成艙內(nèi)和甲板上堆箱量最大化，做到同尺度船型中載箱數(shù)最多。同時(shí)，通過(guò)采用大肋距骨架、混合式橫艙壁、一體化綁扎橋等輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得自身空船重量最小化，而載重量可達(dá)24.2萬(wàn)噸。跟上一代23000箱集裝箱船載重量相比，可多載10%的貨物?！眲W(xué)東告訴記者。
根據(jù)功能，該船可分為貨艙區(qū)、機(jī)艙區(qū)、住艙區(qū)及艏艉系泊區(qū)域，此外還有油艙、舵機(jī)艙和艏側(cè)推艙等。貨艙區(qū)是用來(lái)裝載集裝箱貨物的區(qū)域，是整艘船面積最大的部分。機(jī)艙區(qū)是用來(lái)布置主機(jī)、發(fā)電機(jī)、鍋爐等各類(lèi)機(jī)電設(shè)備的區(qū)域，為船舶提供航行推進(jìn)的動(dòng)力和設(shè)備運(yùn)行的電力。洗滌塔也安裝在這一區(qū)域，船舶航行產(chǎn)生的煙氣通過(guò)海水洗滌，將硫氧化物的含量降低后再排放。住艙區(qū)則是船員生活居住的區(qū)域，包括廚房、食堂、娛樂(lè)間、健身房等，其中位于頂層的駕駛室是全船的指揮中樞。艏艉系泊區(qū)域即為船的首尾區(qū)域，布置有錨機(jī)、錨鏈、絞車(chē)、纜繩等船舶停泊時(shí)的設(shè)備用品。
值得一提的是，與傳統(tǒng)箱船不同，“長(zhǎng)益”號(hào)的住艙區(qū)遠(yuǎn)離機(jī)艙區(qū)，在確保駕駛視線的情況下實(shí)現(xiàn)整個(gè)貨艙區(qū)最多的堆箱層數(shù)，有效提升了集裝箱裝載量，同時(shí)也避免了機(jī)艙區(qū)域的噪音對(duì)住艙區(qū)的影響。此外，甚至連不起眼的纜繩也暗藏玄機(jī)：“長(zhǎng)益”號(hào)使用的高性能纜繩和傳統(tǒng)鋼絲繩直徑、強(qiáng)度相同，而重量卻只有鋼絲繩的1/8，擁有高強(qiáng)、輕質(zhì)、可靠等優(yōu)勢(shì)，具有縮短靠泊作業(yè)時(shí)間降低港口使費(fèi)、提高系泊作業(yè)安全性等隱形效益。
高航速、低油耗，易操作、環(huán)境佳
前沿技術(shù)加持，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平
對(duì)船東而言，“帶貨”能力固然重要，節(jié)能環(huán)保、安全可靠、便于操作和維護(hù)方便等也都是需要考慮的因素。此外，受具體航線、海上天氣、洋流等不同因素影響，遠(yuǎn)東至歐洲貨運(yùn)航線單程短則三四周，長(zhǎng)則數(shù)月，擁有良好工作、生活環(huán)境的集裝箱船無(wú)疑會(huì)更受船員歡迎。
由于運(yùn)用了全球最新的水動(dòng)力優(yōu)化等技術(shù)及封閉式橋樓等設(shè)計(jì)，“長(zhǎng)益”號(hào)節(jié)能低碳、舒適宜居、運(yùn)維便利，是一艘環(huán)境友好型和船員友好型的頂級(jí)超大型集裝箱船。
在多裝重載的情況下實(shí)現(xiàn)高航速、低油耗，得益于滬東中華運(yùn)用的水動(dòng)力優(yōu)化技術(shù)。具體說(shuō)來(lái)，就是通過(guò)采用水中航行的仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多輪迭代計(jì)算，形成最優(yōu)線型方案，這樣排水量保持不變，但是船舶航行時(shí)船體的阻力最小化了，就能多裝快跑。
滬東中華還優(yōu)化螺旋槳及節(jié)能裝置設(shè)計(jì)，以提高艉部推進(jìn)效率。其自主研發(fā)的玲瓏型球鼻艏設(shè)計(jì)、大直徑螺旋槳和節(jié)能導(dǎo)管等，使船舶具有快速性和低能耗的優(yōu)點(diǎn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。此外，他們還首次在大型集裝箱船上進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)，以?xún)?yōu)化船體線型，減少航行中的風(fēng)阻。
據(jù)測(cè)算，與傳統(tǒng)燃油的23000箱集裝箱船相比，盡管24000箱超大型集裝箱船裝箱量更多，但每天航行可減少二氧化碳排放約38噸，按14噸重箱裝載換算，單位集裝箱運(yùn)輸碳排放量減少13.5%。
“在惡劣海況下，船員們不必再冒著狂風(fēng)巨浪的風(fēng)險(xiǎn)在室外工作，確保了船員的安全?！睋?jù)劉學(xué)東介紹，“長(zhǎng)益”號(hào)采用全封閉式橋樓設(shè)計(jì)，駕駛甲板從左舷到右舷全寬度整合在駕駛室內(nèi)，這樣船員在需要觀察船舶兩舷的狀態(tài)時(shí)就可以在室內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了全天候空調(diào)環(huán)境下的操控作業(yè)。
這樣一艘“巨無(wú)霸”?？看a頭時(shí)，很難觀察到船舷及碼頭上的情況，因此“長(zhǎng)益”號(hào)駕駛室的兩側(cè)分別設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的小型駕控臺(tái)。有了這兩個(gè)駕控臺(tái)，船靠岸時(shí)，船員就可以來(lái)到這里觀察并操控船的位置。
不僅如此，滬東中華還本著以人為本的設(shè)計(jì)理念，對(duì)居住艙室采用時(shí)尚化和個(gè)性化的內(nèi)飾設(shè)計(jì)，大大提升了船員工作、生活的舒適度。
24000多只標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的裝卸不是一件容易的事。為了使相關(guān)作業(yè)更安全順暢地進(jìn)行，滬東中華在系固高層集裝箱、防止其傾斜墜落的綁扎橋上動(dòng)腦筋，創(chuàng)新采用A型綁扎橋設(shè)計(jì)，最大限度地方便船員操作綁扎件，避免結(jié)構(gòu)死角或船員在逼仄的空間操作。同時(shí)，船上所有工作場(chǎng)所均提供安全便捷的通道，以提高船員的工作效率。
記者了解到，滬東中華開(kāi)發(fā)該船時(shí)，船體結(jié)構(gòu)按照25年疲勞壽命考慮，同時(shí)功能上按單人可以駕駛船舶、機(jī)艙可以無(wú)人值班等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)，其他關(guān)鍵設(shè)備等也都專(zhuān)門(mén)進(jìn)行了分析和計(jì)算，充分考慮到船舶的可靠性、易操作性和維護(hù)便利性等。
優(yōu)化設(shè)計(jì)做到極致，刻苦攻關(guān)只為增加200個(gè)箱位
不斷將世界超大型集裝箱船的發(fā)展推向新的高度
2019年11月26日，24000箱集裝箱船項(xiàng)目簽約；2020年11月27日，首制船開(kāi)工；2022年6月22日，首制船交付。相關(guān)專(zhuān)家表示，去除疫情影響，“長(zhǎng)益”號(hào)的建造周期達(dá)到世界先進(jìn)建造水平。
其實(shí)，這艘超大型集裝箱船的傳奇故事，在項(xiàng)目簽約之前就開(kāi)始了，而它的誕生過(guò)程，也不僅僅是“神速”這么簡(jiǎn)單。
故事還要從2019年5月說(shuō)起。當(dāng)月，滬東中華收到了船東方面的標(biāo)書(shū)。身在全球屈指可數(shù)的全系列集裝箱船研發(fā)設(shè)計(jì)建造領(lǐng)軍船企，負(fù)責(zé)箱船設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)實(shí)力非凡，加之考慮到競(jìng)標(biāo)方案基于多輪優(yōu)化設(shè)計(jì)，完全符合標(biāo)書(shū)要求，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)信心滿(mǎn)滿(mǎn)地參與了競(jìng)標(biāo)。
但在當(dāng)年7月，船東的反饋?zhàn)屧O(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)感受到了危機(jī)：首輪船型方案給出的快速性指標(biāo)相比國(guó)外船廠，若達(dá)到相同的設(shè)計(jì)航速，在推進(jìn)功率方面存在近3%的差距。盡管滬東中華和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在不同的水池開(kāi)展試驗(yàn)，各個(gè)水池采用的修正方法不同，但船東并不接受“不同水池?cái)?shù)據(jù)不具可比性”這樣的解釋?zhuān)O(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)非常清楚，只有拿出更好的設(shè)計(jì)方案才能打動(dòng)嚴(yán)格的船東。
要想贏得競(jìng)爭(zhēng)，意味著要在已經(jīng)過(guò)多輪優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案上繼續(xù)深挖出3%的性能指標(biāo)，而留給設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的修改時(shí)間只有不到3個(gè)月。挑戰(zhàn)是巨大的。
滬東中華開(kāi)發(fā)所箱船設(shè)計(jì)總師袁紅良、總體設(shè)計(jì)師陳曉瑩帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)核心成員夜以繼日、全力拼搏，對(duì)船舶線型設(shè)計(jì)方案技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化空間和影響快速性指標(biāo)的各個(gè)因素進(jìn)行了全面分析，經(jīng)過(guò)各專(zhuān)業(yè)緊密配合，一步一步地全面優(yōu)化，不斷消除3%的差距。最終通過(guò)多達(dá)6輪船模試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了性能指標(biāo)的全面提升。
此外，為提升堆箱能力，滬東中華各專(zhuān)業(yè)加大研發(fā)力度，積極通力合作。如結(jié)構(gòu)方面進(jìn)一步優(yōu)化貨艙型式，在貨艙區(qū)域增加了箱位；機(jī)艙布置滿(mǎn)足船東要求的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化布置型式，增加了十幾個(gè)箱位的空間；在總高限制的情況下，優(yōu)化駕駛視線點(diǎn)的布置，新增40多個(gè)箱位；進(jìn)一步優(yōu)化綁扎設(shè)計(jì)，又增加了60多個(gè)箱位。
最終，正是靠著這樣的不懈努力，使得滬東中華設(shè)計(jì)的集裝箱船最大化合理利用空間，增加了200個(gè)箱位，總箱數(shù)達(dá)到24004個(gè)標(biāo)準(zhǔn)箱，成為全球第一的“帶貨王”。與此同時(shí)，箱數(shù)的增加并沒(méi)有導(dǎo)致成本的增加，提高了船東的盈利能力，受到好評(píng)。
袁紅良表示，從23000箱雙燃料動(dòng)力超大型集裝箱船到24000箱的“長(zhǎng)益”號(hào)，不到兩年，再次取得技術(shù)突破，這是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)發(fā)揚(yáng)滬東中華“精益求精，創(chuàng)新超越”的企業(yè)精神，不斷挑戰(zhàn)自我，將優(yōu)化設(shè)計(jì)做到極致、水到渠成的結(jié)果。據(jù)介紹，滬東中華箱船設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)奮進(jìn)的腳步并沒(méi)有停止，目前新型24000箱集裝箱船的裝箱量已經(jīng)達(dá)到24100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)箱。
截至目前，滬東中華已交付8000箱級(jí)以上的集裝箱船近70艘，累計(jì)承接24000箱超大型集裝箱船9艘，居中國(guó)各大船企之首，目前6艘正在建造之中，年內(nèi)計(jì)劃交付3艘。此外，他們還前瞻性地開(kāi)展多型新產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備工作。一方面，聚焦現(xiàn)有箱船船型的優(yōu)化，不斷滿(mǎn)足客戶(hù)要求，引領(lǐng)市場(chǎng)需求；另一方面，率先完成了25000箱、26000箱集裝箱船的自主設(shè)計(jì)研發(fā)，不斷將世界超大型集裝箱船的發(fā)展推向新的高度。
大國(guó)崛起，必經(jīng)略于海洋；向海而興，必強(qiáng)大于造船。如今，我國(guó)在世界海運(yùn)格局中已成為舉足輕重的貿(mào)易大國(guó)、海運(yùn)大國(guó)、造船大國(guó)和港口大國(guó)。
“長(zhǎng)益號(hào)”只是一個(gè)縮影。近年來(lái)，中國(guó)船舶集團(tuán)建造交付了“奮斗者”號(hào)載人潛水器、“雪龍2”號(hào)極地科考破冰船、世界最大雙燃料動(dòng)力集裝箱船、世界最大最先進(jìn)民用醫(yī)院船等一大批高端海洋裝備，“中國(guó)船舶”已成為中國(guó)裝備高端制造的一張亮麗名片。
支撐造船強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，全力提升船海產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；聚焦雙碳目標(biāo)，大力發(fā)展綠色船型；發(fā)展藍(lán)色經(jīng)濟(jì)，著力開(kāi)發(fā)新興海洋裝備……中國(guó)船舶集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，作為我國(guó)船舶工業(yè)發(fā)展的國(guó)家隊(duì)、主力軍和全球最大的造船集團(tuán)，集團(tuán)將繼續(xù)認(rèn)真落實(shí)黨中央關(guān)于加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)、制造強(qiáng)國(guó)以及造船強(qiáng)國(guó)等戰(zhàn)略部署，堅(jiān)持走自力更生、自主創(chuàng)新發(fā)展道路，不斷向全球產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈高端延伸，引領(lǐng)我國(guó)由世界第一造船大國(guó)走向造船強(qiáng)國(guó)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和全球海事業(yè)發(fā)展作出更多貢獻(xiàn)。
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