船载艇转运式尾滑道收放系统设计及应用

黎理胜 何滔 陈海光 周建华

摘    要：船载艇尾滑道收放技术是国内近年来大力研发的一种新型的船载艇收放技术，与传统吊机收放系统相比，具有快速、安全、可在较高海情下操作等明显优势。本文介绍了国内首创的一种新型船载艇转运式尾滑道收放系统的主要特点和应用前景。

关键词：船载艇;转运式;尾滑道收放

中图分类号：U674.91                            文献标识码：A

Abstract： Launching and releasing slipway in stern for ships boat is a new type technique developed in China in recent years. Compared with traditional launching and releasing type of conventional crane， it has obvious advantages such as fast， safe， and can be operated under high sea conditions. This paper introduces the main features and application prospect of the new type technique initiated in China.

Key words： Ships boat; Rotary& transportable type; Launch and release slipway in stern

1    前言

為了捍卫海洋权益，打击海盗、走私、恐怖活动，解决大船航速较低、无法在浅水域或狭窄水域内执行任务灵活性不够等问题，在船上搭载小型高速工作艇（即船载艇）模式已在国际上被广泛应用。

常见的船载艇收放方式有：拖带式、吊机式、吊艇架式及尾滑道式。其中，吊机式、吊艇架式—般用吊机、吊艇架等进行收放作业，速度慢、操作麻烦且安全性不够，无法在较高海况或母船航行时进行收放作业，不能满足公务船执法时对其快速性和安全性的要求;而尾滑道式收放系统是利用船尾布置纵向滑道，通过收放设备或装置使小艇在滑道上移动完成收放的一种新型的船载艇收放技术，具有收放艇速度快、安全、可靠等优点，非常适合执行特殊任务的船舶使用，具有良好的发展前景和应用价值。

从2011年开始，广州船舶及海洋工程设计研究院开展了新型转运式滑道收放系统的研发工作，并于2015年6月首次随船交付使用，至2018年底已大批量投入使用，取得了良好的应用效果和用户的好评。

2    船载艇收放系统分类

基于300 t级母船实际配备的船载艇，从以往同级别母船搭载的工作艇的长6 m左右增加到11 m，重量从2～3 t增加到6.5 t，使用海况由3级增加到4级，系统还需解决传统收放方式时工作艇回收时难定位、安全性低、收放效率低等问题。同时，对于300 t级母船来说，海况的增加将导致母船升沉、纵摇、尾部加速度等各向运动参数大幅上升，母船本身的运动和与工作艇之间的相对运动在波浪、风、螺旋桨尾流的作用下将更为剧烈和复杂，增加了工作艇回收的难度，对工作艇及人员的安全也是一个挑战。

船载艇收放系统，主要有以下几种：

（1）纵向倾斜冲排式滑道（见图1）

以翻转式尾门作为船体滑道延伸，艇直接冲排上滑道，然后被绞车或其它驱动机构牵引到指定位置。这种滑道结构简单、重量轻、技术较成熟。

（2）铰接翻板式（见图2）

这种结构与冲排式滑道类同，下滑角度可调，减少冲排的距离，还可将装置及翻转水平存放。

（3）船坞式滑道（见图3）

工作艇收放无冲排过程，收放过程中艇员可以对工作艇的运动进行操纵，有效的解决大风浪引起损坏工作艇等安全问题。但是这种系统需有一个足够大的坞井，因此该类型的滑道通常只适用于排水量大、吃水深的中大型舰船。

（4）搭载式滑道（见图4）

应用机械传输技术将滑道延伸至母船外，同时采用自动挂钩技术，工作艇无需冲排回收，可适应4级海况工作。

3    新型转运式尾滑道收放系统

3.1  设计指导思想

通过对上述各类型滑道系统工作原理进行对比分析，结合300 t级母船实际情况，充分利用坞池滑道的安全性、冲排式滑道的快速性和翻转式滑道的灵活性，创新地提出了在船尾倾斜槽道上配置可伸缩曲折轨道架的转运式尾滑道收放系统（见图5）。这种系统可通过轨道曲折构建工作艇需要的坞池达成安全性，通过倾斜槽道及滑轮变速牵引机构达成滑道的快速性，通过轨道伸缩和变轨设置在有限的空间里达成滑道的灵活性。

3.2   系统的组成

新型转运式尾滑道收放系统，主要由主轨、副轨、牵引装置、液压驱动系统、电控系统、自动捕捉装置等组成。实船尾滑道收放系统安装图，见图6。

（1）主轨

主轨是转运式尾滑道收放系统中副轨的承载架，和副轨一起为船载艇提供安全的艇载架。折顶架和副轨可同时在主轨上移动。

（2）副轨

副轨是工作艇的承载架，用来支承工作艇并将其牵引至或固定于母船上。在三个横粱上配置缓冲垫块可保护船载艇，以避免其底部受损，并保证对船载艇进行安全捕捉。副轨分前后段通过铰链连接，可以通过折顶架上的液压油缸进行曲折变轨调整。

（3）折顶架

折顶架配备两个曲折液压缸，以使副轨产生曲折功能;另设有两个锁紧液压缸，可将折顶架和副轨固定在初始位置;折顶架通过铰链和曲折液压缸与副轨连接。

（4）液压驱动及牵引

尾滑道收放的牵引装置包括：滑轮组、主牵引液压缸滑轮组、主轨滑轮以及钢丝绳等。其中，鋼丝绳包含回收主牵引钢索和下滑副牵引钢索。系统回收时，通过液压油缸驱动带动主钢索牵引主副轨回收;下放时，当母船首倾角度大，出现系统靠自重无法下滑时下滑副钢索起到牵引机构下滑的作用。

（5）电控系统

电控系统由液压泵站控制箱、滑道控制箱、甲板遥控盒、电磁阀、传感器及接近开关等组成。设有自动、手动、越控控制模式及急停等功能，可实现一键控制全自动操作收放系统的放艇或收艇全部流程。

3.3   系统的工作原理

系统主要由三个轨道架进行捕捉及释放工作艇，分别是主轨、副轨及折顶架。主轨嵌套在母船纵向倾斜的滑道上，副轨嵌套在主轨上，主副轨可同时实现伸缩式收放;折顶架通过液压缸可对两段式副轨作变角度曲折;当收放装置入水后，副轨作曲折变轨调整，这样主、副轨与母船滑道就可构建一个大船才有的“坞池”效应，可使工作艇在航行下自由进入“坞池”，碰钩自动被捕捉，避免工作艇无法定位及艇体损伤，同时也减少了波浪对工作艇的影响，最终实现4级海况下对大型工作艇有效收放;具有适应海况高、搭载快艇重、收放时间短、操作简单、容易对中挂钩等特点。

释放时，副轨和折顶架随主轨释放到指定位置后，通过连接折顶架和副轨之间的液压缸驱动副轨沿铰接处向下曲折，使副轨的后半部分置于水中，然后松开捕捉装置，工作艇便可驶离;回收时，收放装置下放到指定位置，副轨曲折形成一个“坞池”，工作艇可自由驶入，艇上捕捉钩可与副轨上捕捉棒碰钩捕捉，然后将副轨向上拉直，这样就可同步回收装置和工作艇了。系统工作原理，如图7所示。

3.4   系统的优点和应用前景

3.4.1 系统的优点

综观新型船载艇转运式尾滑道收放系统的设计分析、系统组成和工作原理，采用可伸缩、曲折搭载的转运式尾滑道收放系统，实现了滑道水下延伸及改变角度功能，配合新型夹持式捕捉钩和缓冲式捕捉棒组成的捕捉装置，实现大型工作挺在航行中安全自动挂钩，提高了工作挺收放的安全性和成功率。收放时，船载艇在水中自由与收放装置碰钩自动捕捉，后静置于滑道机构上，可实现快速安全转运效果。避免了系统收放适用海况低、安全性低、收放效率低的三低问题，实现了适应海况高、适装性广、操作更简便、更快速、更安全的良好效果。

该尾滑道收放系统总体而言具有如下优点：

（1）适应海况高，可适应4级海况使用;

（2）收放工作艇大，可从常规重量约3 t提升至7 t ;

（3）收放时间短，常以秒计算;

（4）可自动捕捉，工作艇与收放装置碰钩后实现自动捕捉;

（5）操作更简便，母船仅需一人配合即可;

（6）安全性更高，收放过程艇可静置于滑道机构上，艇及艇员不受碰撞冲击而损伤;

（7）适装性更广，针对不同艇型，只需对副轨横梁纵向和座墩块外形作匹配调整即可。

3.4.2 系统的应用前景

基于转运式尾滑道收放系统可在高海况下对船载艇实现快速、可靠、安全的收放，避免（下转第页）（上接第页）

了诸多船载艇适应海况低、艇损坏、人员安全等问题。目前已批量装船，系统具有安全、快速、操作简易等特征，对提高公务执法船及特定功能船的执法及特定功能需求起到重要作用，可在我国公务船和特定功能船舶等船型进行推广应用，促进船舶专用设备的升级换代。

目前民用、军用无人艇的研发火热，无人艇若作为船载艇使用，新型转运式尾滑道收放系统将是无人艇较适合的收放装置。由于无人艇与有人艇就平台方面比较，主要差异在于驾驶方式不同，而对于收放系统而言只要艇能过来碰钩就能捕捉并有效收放。无人艇本身具有自主和遥控航行两种功能，只要利用好其遥控功能，并作好相关引导无人艇碰钩工作，其收放工作将与有人艇一样。

随着人民生活水平提高，对休闲娱乐需求逐步增加，也促进了豪华游轮的发展，但有些地方，如浅水域或狭窄水域还是无法前往。若在游轮上增配船载交通游艇，基于转运式尾滑道收放系统具有适应海况高、更快速和更安全的特性，将可为豪华游轮配置船载交通游艇提供有力支持。

此外，转运式尾滑道收放技术还可应用于其它水中漂浮物体的收放，如收放水下机器人及水中拖体等，具有广阔的应用前景。