船用下水气囊在航海领域中的新应用

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1、船用下水气囊在航海领域中的新应用摘要：气囊装置是我国首创的船舶下水载具，但其在海事领域的应用几乎处于空白状态。通过分析和探讨气囊装置在辅助船舶航行和海难事故救助方面的应用和挑战，以期为船舶航行和海事救助中有关问题的解决提供思路和建议，节省所需人力物力，减少财产损失和人命伤亡。中国2/vie　　关键词：气囊装置；船舶航行；海难救助　　中图分类号：U665文献标识码：A：1006―7973（2017）04-0033-02　　气囊是一种在柔性的橡胶胶囊中充入压缩空气或水介质，利用空气的可压缩性和水的流动性来实现弹性作

2、用的一种装置。气囊装置在航海领域的应用主要为辅助船舶下水，是我国首创的一种船舶下水载具。　　我国的专家学者及企业在气囊上下水工艺方面进行了多年的研究，丰富并完善了相关技术和理论，提出并制定了船用下水气囊的行业标准。如朱珉虎介绍了气囊作为船舶下水载具的构造标准和力学性能，包括气囊的尺度、囊壁的构造和受压性能的计算公式等；孙菊香对船舶气囊下水技术的发展历程和安全问题进行了介绍和探讨；刘志毅利用有限元数值方法，分析了船舶下水过程中气囊装置各有关因素对其力学性能的影响，并通过建模得出了气囊各组成部分应力分布及气囊刚度和

3、内压与工作高度的关系；聂晓玲对船舶下水时气囊装置的布置方案进行了设计和优化等。　　目前气囊装置在船舶下水工艺方面的理论与技术应用已日趋成熟，但对其在船舶航行和海事救助等方面的研究几乎处于空白状态。本文主要对气囊装置在海事领域的应用进行分析和探讨，为辅助船舶航行和海难事故救助提供新的思路与建议。　　1气囊装置简介　　船用下水气囊由以橡胶为主体的复合材料构成，囊壁主要承受外界压力，分为橡胶密封层、帘线加强线和外层橡胶三部分。橡胶密封层用于密封内部的压缩空气，维持气囊压力；帘线加强线主要用于承担气囊的内部压力，所需的

4、帘线材料和增强层数量视气囊受压强度而定；外层橡胶由抗老化和抗磨损的材料组成，以保护内部结构不受外界环境损伤。　　气囊一般中间为圆筒状，两边为圆锥状，端部由锥形铁件将囊壁的三层结构联结在一起，以保证气囊的气密性和结构强度。两端的锥形铁件具有不同的构件，一端为铁环，用于固定和拖曳气囊；一端为压力表和阀门等，用于指示气囊充气。　　2气囊装置在船舶航行中的应用　　船舶在大风浪中航行，尤其是大型邮轮和滚装船，一旦失事，造成的经济损失和社会影响不可估量。大型邮轮和滚装船具有高大的上层建筑，船体受风面积较大，会增加风压倾侧力

5、矩；且由于船舶携带有大量人员或车辆，很难控制船舶的稳性高度，使其稳性相对于一般货船较差，在航行过程中有很大局限性。　　而当船舶在大风浪中航行，剧烈的纵摇和垂荡会产生波浪拍底现象，损害船体结构；横摇会减小船舶稳性，使船上的人员无法正常工作。大风浪会导致船舶操纵困难，保向性和回转性均会变差。　　为了减少大风浪中的剧烈摇晃，一些船舶通过加装可收放减摇鳍来辅助航行，但是加装减摇鳍不仅费用高昂，而且会对船体结构造成不可逆的改变，影响船舶航行性能。气囊装置携带方便，成本低廉，不仅能起到减摇鳍的作用，还能为船舶提供浮力，从而

6、增加船舶稳性，辅助船舶航行。　　船舶在浅水中航行会产生浅水效应，阻力增加，造成船体下沉，兴波加剧，小型船舶甚至会因此侧翻倾覆。有些深吃水船舶在满载状态下吃水受限且无法乘潮时，可以考虑用气囊装置使船舶上浮，通过水深不够的航道。　　在长江下游江苏段，有许多上下水的沙船和驳船干舷很低，若江面上稍有�L浪，船舶就会有沉没的危险。气囊装置可为驳船提供储备浮力，在航行环境较为恶劣时释放下水，增加船舶浮力和稳性，降低事故风险。　　3气囊装置在海事救助中的应用　　3.1船舶搁浅或破舱　　船舶搁浅是指船舶搁置在碍航物上无法航行，

7、是船舶航行、锚泊、靠港之外的一种状态，碍航物包括礁石、浅滩、沉船等有碍船舶航行的水下物体。　　船舶搁浅后无法自力离浅，可在其周围安放气囊，给气囊充气提供浮力，减少船舶吃水，使其在气囊装置的协助下脱离搁置部位；当船舶搁置在浅滩或礁石上时，船用气囊装置可以为船舶提供浮力和支撑，防止船舶倾斜对船体造成二次损伤，协助船舶离浅。　　同时，在海上或港口水域，若两船相撞或因其他原因造成船舶破损进水，无法保持稳性和正浮时，气囊装置可有效弥补船舶破舱所损失的浮力，使船舶在外力援助较少的情况下，尽可能快速地自救离开事故水域，避免造

8、成水域交通拥堵。　　3.2沉船打捞及拖航　　浮筒打捞法是打捞大型沉船的常用做法，一般浮筒为钢制浮筒，钢制浮筒虽然起浮力大，但体积和自重也比较大，携带不便。在沉船打捞过程中，受水下特殊环境影响，船舶与浮筒的系绑连接会耗费大量的人力和时间。如果沉船倾覆严重，在扶正前，钢制浮筒很难系绑于沉船倾斜一侧。　　除钢制浮筒外，还有软式浮筒，软式浮筒可卷成圆筒状储运或下潜，自重较小，运输方便，但软式浮