船舶下水是一个古老的命题,几千年来,人们追求简易和安全的下水方法,为此付出了不懈的努力。重力式滑道下水传承着经典的下水方式,我国建造的第一艘万吨轮“东风号”就是采用这种方式下水的
滑道下水
重力式滑道下水被广泛采用就是因为它比较简单,对于小型船舶来说,利用河滩的坡度,船底下放二根木方,铺上牛油和滑板,船只就能滑行下水了。但随着船舶尺度和吨位的增长,船舶滑道下水的风险也增长了。首先是滑道上单位面积负载的增长,引起润滑脂被挤压出来、发热甚至燃烧,产生难闻的焦臭味。其次是船底下需要设置横木(梁)与纵向的滑板连接,形成一个承载船体重量的“船排”。有的还需要首、尾支架,不仅浪费材料,而且构建的成本和消耗的人工也不少。再次是滑道必须延伸至水下相当长的一段距离,每次下水都必须清除淤泥,涂敷润滑脂,不仅维护的成本高,而且下水过后废弃的润滑脂会污染水域。滑道的水下部分往往造成堤防的缺陷,碍航和减少河道过水泄洪的能力。不符合当今日益重视的环境保护方针。尽管人们做出了许许多多的努力来改善大型船舶滑道下水的安全性,但其固有的缺陷和时有发生的失败风险给大型船舶采用滑道下水蒙上了阴云。
对于大型船舶来说,漂浮下水方式被认为是最安全的。采用这种方式需要建造大型船坞,不仅建设投资大,而且运营费用高,增加了造船成本。图2为船坞下水方式。
机械化轨道下水方式也曾经风靡一段时间,但它的造价高昂,横移区占用的厂区面积大,维护成本高,适合于批量生产的船舶,当代新建的船厂中已经很少采用。图3是应用的一个例子。
船坞下水
纵向轨道式下水
1 气囊下水
气囊下水是20世纪80年代由中国人发明创造的一种船舶下水方式。1981年5月12日至13日,时任山东省小清河航运局副局长的乔昌林工程师第一次用帆布气囊将一艘重30多吨的驳船送下水。这一试验成功使我国成为船舶气囊下水技术的发明者和首创应用者。此项新技术由山东省交通厅组织造船方面的专家进行了鉴定,一致认为这是一项可称之为“世界首创”的新工艺。
船舶采用气囊下水时,利用气囊的低充气压力、大承载面积以及变形后仍容易滚动的特点,先给气囊充气,顶起船舶,在卷扬机和钢丝绳的牵引下,气囊在船底滚动,使船舶移动。当船舶移到水边时,松开牵引的钢丝绳,气囊在船舶重力的作用下继续滚动,带动船舶入水,完成下水过程。
气囊下水的原理与滑道下水有类同之处,譬如两者都是利用重力在倾斜的坡道上下水,唯独不同的是,气囊下水用柔性的气囊来替代滑道下水中的“船排”和刚性的滑道,引起了一系列的变革:
船舶下水的坡度可以改小,目前最小的坡度只有百分之一左右。船台上消失了滑道,大大提高了船台的利用效率。
船舶下水的坡道延伸至水下相当短的一段距离(10米左右),大大缩减了整个工程的造价,无需维护,对堤防和航道的通航能力影响微小。
对水域不产生废弃物污染,气囊使用后立即回收,并可以反复使用。
气囊充气后能够把船抬起来,拆除墩木很方便,整个下水工程一气呵成(从准备工作开始到下水可以在一天内完成),无需消耗滑板、润滑脂和制作船排的材料,大大节省了人工和材料的费用。
船舶气囊下水工程可以外包,形成了一种灵活的造船生产模式,减少了固定投资成本、维护滑道的成本和人员配备,提高了设备的利用率,为采用先进的敏捷造船模式创造了条件。
与滑道下水相比较,气囊下水更加简单易行,更加安全可靠,省时、省工、省材料、综合经济效益显著。