船舶下水,这一工艺过程标志着船舶从建造区域顺利移向水域,是船舶制造中的重要环节。通常,船舶的建造区域位于船台或船坞中,因此,船舶下水不仅指船舶由船台或船坞进入水域的过程,还涉及一系列复杂的操作和工艺。在船舶制造领域,这一过程被细分为下水与出坞两个阶段,前者指船舶从船台移向水域,后者则是指从船坞中移出。
此外,根据不同的下水原理,船舶下水又可分为多种类型。
(一):重力式下水(Gravity Launching)
在重力式下水过程中,船舶借助下水架安稳地坐落在滑道上,然后充分利用自身重力的斜面分力,顺畅地滑入水中。这种下水方式因此被命名为重力式下水。其优点在于适用于多种不同重量和船型的船舶,展现出极强的兼容性。同时,这种下水的设备构造简单,建造费用经济实惠,日常的维护管理也相当便捷。然而,它也存在一些不足。重力式下水的工艺相对复杂,需要精细的操作。此外,船舶在水中的冲程会相对较大,特别是在采用纵向下水方式时,对水域的宽度有严格要求,通常水域宽度应不小于三倍船长。在某些情况下,还需要在待下水的船舶上安装锚装置或转向装置来确保下水过程的可控性。同时,船舶在纵向下水时会产生显著的首端压力,这一点也需要特别关注。
1.纵向涂油滑道下水
在下水操作前,滑道上会均匀涂抹一层油脂,以减小摩擦力,从而确保船舶能够顺畅地滑入水中。过去,这种油脂常采用牛油,而如今则多由石蜡、硬脂酸和松香等成分按照一定比例调配而成。首先,需要移除龙骨墩、边墩以及支撑结构,使船舶的全部重量都落在滑道和滑板上。随后,松开止滑装置,船舶便借助自身重力和滑道斜面的分力,沿滑道平稳地滑入水中。值得注意的是,浇注的油脂会受到环境温度的影响,且可能对周围水域造成污染。
2.横向涂油滑道下水
在这种方式中,船舶并非沿船长方向滑入水中,而是沿船宽方向进行滑移。具体来说,是船舶的一侧舷首先接触水面,而不是船尾。这种下水方式同样存在两种不同的操作方法:一种是建造长滑道,使其伸入水中;另一种是在滑道末端设置垂直岸壁并中断,这样在下水时,船舶会连同其滑道一起坠入水中。需要注意的是,在跌落式下水过程中,船舶会受到较大的冲击力,因此对船舶的横向强度和稳性有着较高的要求。
3.纵向钢珠滑道下水
在这种下水方式中,钢珠被用作减摩装置,其直径经过精心选择,以实现减摩效果。与传统的横向涂油滑道不同,这种滑道设计更便于回收和重复利用,从而降低了成本。然而,需要注意的是,由于钢珠滑道的特点,它并不适用于载重较大的船只。
(二):漂浮式下水(floating launching)
漂浮式下水是一种通过水泵或自流方式向建造船舶的场所注入水,使船舶自然浮起的下水技术。这种方式特别适用于超大型船舶和特种船舶,其中船坞下水是其中最常见的形式。其优点在于下水过程平缓,工艺相对简单,安全性高,几乎不会发生翻船事故。此外,它还能节省重力式下水所需的水域宽度,并允许引入机械化施工方法。然而,这种下水方式的初始投资相对较大,且作业过程较为复杂。
1.干船坞下水
干船坞,作为专门为船舶建造与下水而设计的陆上水工建筑,其核心原理在于利用水的浮力来使船舶自然浮起。在下水过程中,首先向坞室内注入水,随着船舶逐渐浮起,当坞内外的水位达到平衡时,便可开启坞门,将已浮起的船舶拖出。这种下水方式在大型船舶和特种船舶的制造中非常普遍,其优点在于操作平稳、工艺简洁且安全性高。然而,干船坞下水的初始建设投资相对较高,且对水域的宽度有一定要求。
2. 浮船坞下水
浮船坞下水的方法首先涉及将浮船坞安置在适当位置,确保坞底板上的轨道与岸上水平船台的轨道精准对准。随后,利用船台小车将待下水的船舶平稳移入浮船坞。一旦船舶进入浮船坞,浮船坞与岸边脱离,将船舶拖至深水区域。最后,向浮船坞的压载舱注入压载水,增加浮船坞的吃水深度,这样,船舶便可自然浮出坞外。
此外,还有机械化下水方式,它依赖于起重机、绞车或升船机等机械设备来完成船舶的下水过程。这种机械式下水方式目前在国内内河船厂中应用较为广泛。
1.纵向船排滑道机械化下水
在纵向船排滑道机械化下水方式中,船舶在配备滚轮的整体或分节船排上进行建造。当下水时,通过绞车的牵引,船排沿着倾斜船台上的轨道被送入水中,从而让船舶实现全浮。这种方式对滑道技术的要求相对较低,水工施工也较为简便。然而,它主要适用于小型船舶的下水作业。
2.两支点纵向滑道机械化下水
在此种下水方式中,两辆分开的下水车负责支撑待下水船舶。通过直接将船舶从水平船台拖曳至倾斜滑道,实现船舶的下水。这种方式结构简单,操作便捷。但需注意,艉浮时可能会产生较大的首端压力。
3.楔形下水车纵向滑道机械化下水
在此种下水方式中,下水车架面设计为水平或微坡,使得船舶在下水过程中能够平稳地浮起,从而避免了首端压力的产生。这种机械化下水方式特别适用于大型船舶,且被视为一种理想的纵向滑道下水方法。然而,它对滑道末端的水深有着严格的要求,这增加了水工施工的复杂性和投资成本。
4.升船机下水
升船机是在岸壁处建造的一种大型平台,专门用于承载船舶。它通过卷扬机进行垂直升降,为船舶提供下水设施。升船机的类型取决于平台与移船轨道的相对位置,可分为纵向和横向两种。尽管升船机结构紧凑,非常适合厂区狭小、水域受限的船厂使用,且其作业平稳、效率颇高,但值得注意的是,升船机对船舶尺度的限制较为严格,因此主要适用于中小型船舶。
此外,还存在其他多种机械化下水方式,如变坡度横移区纵向滑道、高低轨横向滑道、高低腿横向滑道以及梳式滑道等。这些方法各具特点,适用于不同类型的船舶和下水需求。
另外,气囊下水也是一种常见的下水方法。它利用特制的气囊承托船舶,通过起重气囊将船舶从墩木上抬起并搁置于滚动气囊上。随后,借助钢缆的牵引和气囊的滚动,船舶得以平稳地滑入水中。这种方法简便高效,广泛应用于各类船舶的下水作业中。
气囊下水技术,作为我国自主创新的重要成果,正逐渐在中小型船厂中占据主导地位。其无需固定式下水滑道,既环保又省时省力,且不会损害船体,综合经济效益显著。然而,气囊下水技术也面临一些挑战,如缺乏深入的理论支撑和实际操作规范。此外,气囊的承载能力限制也使其在作业过程中可能发生破裂,带来经济损失甚至安全事故的风险。


