EEDI航速的測(cè)定

徐洪祥　楊晶淳　隋鴻飛

摘 要：隨著EEDI的全面施行，各方更加重視船舶的航速測(cè)量，文章著重講解了相關(guān)規(guī)范對(duì)EEDI測(cè)速的特殊要求，以及在測(cè)速過程中需要注意的事項(xiàng)，并結(jié)合我廠某船實(shí)例來具體計(jì)算其航速值。

關(guān)鍵詞：EEDI；載重噸（DWT）；船模試驗(yàn)；功率航速曲線；試航

EEDI的全稱為Energy Efficiency Design Index，即船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)。2011年7月，國際海事組織（IMO）在其英國倫敦總部召開了海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（MEPC）第62屆會(huì)議，通過了《國際防止船舶造成環(huán)境污染公約》附則Ⅵ有關(guān)船舶能效規(guī)則的修正案，確立了“船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)”（EEDI）標(biāo)準(zhǔn)。這是第一個(gè)專門針對(duì)國際海運(yùn)溫室氣體減排的強(qiáng)制性法律文件。2012年又推出文件MEPC.212（63）決議《2012年新船達(dá)到的能效設(shè)計(jì)指數(shù)（Attained EEDI）計(jì)算方法導(dǎo)則》。決議規(guī)定2013年1月1日或以后簽訂建造合同；或2015年7月1日或以后交付的船舶需要滿足EEDI指數(shù)要求。

EEDI適用于400總噸及以上的國際航行所有新船和重大改建的新船以及部分重大改建的現(xiàn)有船，適用船型為散貨船、氣體運(yùn)輸船、液貨船、集裝箱船、雜貨船、冷藏貨船、兼用船，以上類型船計(jì)算其EEDI指數(shù)值并與相應(yīng)時(shí)間階段的EEDI要求的最低值進(jìn)行比較，如低于要求值，則此船滿足EEDI。而客船、客滾船、滾裝貨船、近海供應(yīng)船則只計(jì)算其EEDI指數(shù)值，相關(guān)決議中并未有此類型船要求的參考值，也就是說暫時(shí)不需要滿足EEDI的要求。由于航速對(duì)EEDI計(jì)算的最終值影響很大，下面著重介紹EEDI中航速的測(cè)定要求及注意事項(xiàng)。

在設(shè)計(jì)一條滿足EEDI的船舶初期就需要計(jì)算其理論值是否能滿足規(guī)范要求，且航速理論值需在船模實(shí)驗(yàn)中得到。該船速是指在假定無風(fēng)無浪的氣象條件下，在每臺(tái)主機(jī)額定安裝功率（MCR）的75%的軸功率時(shí)，以及下面所定義的載運(yùn)能力下的深水中航速，其單位為節(jié)（kn）。對(duì)散貨船、液貨船、氣體運(yùn)輸船、滾裝貨船（車輛運(yùn)輸船）、滾裝貨船、冷藏貨船、雜貨船、兼用船和近海供應(yīng)船，用載重噸（DWT）表示；對(duì)客船和客滾船，用1969國際噸位丈量公約附則I第3條定義的總噸（GT）表示；對(duì)集裝箱船，載運(yùn)能力參數(shù)應(yīng)以70%DWT表示，且其EEDI值計(jì)算如下：（1）實(shí)船EEDI實(shí)船計(jì)算值應(yīng)根據(jù)EEDI公式采用70%DWT計(jì)算； （2）EEDI要求值應(yīng)根據(jù)基準(zhǔn)線公式采用100%DWT計(jì)算。由以上的描述可以看出，EEDI測(cè)試的載運(yùn)條件對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果有很大的影響，所以對(duì)不同類型的船需注意其測(cè)試條件。

下面結(jié)合我廠建造的一艘散貨船來詳細(xì)講述EEDI航速測(cè)試的過程。由于散貨船在建造后的試航中沒有辦法裝載到最大載重噸（滿載），只能在試航中測(cè)量其在壓載狀態(tài)時(shí)的航速，然后根據(jù)船模試驗(yàn)得出的壓載滿載航速比例關(guān)系來進(jìn)行換算，最終得出實(shí)船滿載時(shí)候的航速。所以對(duì)于部分船舶，船模試驗(yàn)必不可少，并且相應(yīng)的工況都必須有，本船船模試驗(yàn)航速功率曲線圖見圖1。

其縱坐標(biāo)為軸有效功率，橫坐標(biāo)為軸有效功率對(duì)應(yīng)的航速。三條曲線分別代表滿載吃水、設(shè)計(jì)吃水、壓載吃水工況下的功率航速曲線。根據(jù)曲線可以看出，在相同功率下，吃水越?。ㄑb載量越少），其船的航速越快。在這里需要注意的是，由于集裝箱船需要考核70%DWT時(shí)候的航速，所以在做船模試驗(yàn)時(shí)必須做此吃水的工況，否則實(shí)船70%DWT時(shí)的航速無法獲得，除非試航時(shí)裝載這么多的貨物才可以得到，而這又往往是不現(xiàn)實(shí)的。

此船的主機(jī)最大功率為11060kW，則PD=75%MCR=0.75*11060

=8295kW。表1為船舶試航期間實(shí)測(cè)的功率與速度等各參數(shù)。

把表1的各個(gè)航速與功率分別作為橫縱坐標(biāo)畫點(diǎn)并做成曲線（見圖2），然后在圖中得到8295kW對(duì)應(yīng)的航速VDB=15.74kn，而從船模試驗(yàn)得出的功率速度曲線可以知道，在8295kW功率下滿載航速Vm=14.20kn，壓載航速VmB=15.30kn，故實(shí)船滿載航速應(yīng)為V=Vm*VDB/VmB=14.61kn。

由于EEDI剛生效不久，這是我廠測(cè)試的第一條需滿足EEDI的船舶，各方對(duì)EEDI航速的測(cè)試流程及注意事項(xiàng)還都不是太熟悉。根據(jù)船級(jí)社LR航速測(cè)試要求，測(cè)速前首先需要停船確認(rèn)船舶吃水及海水密度，記錄其數(shù)據(jù)，并且拍照存檔，此時(shí)需注意應(yīng)有小船配合拍照。測(cè)速時(shí)需準(zhǔn)備相關(guān)的有檢驗(yàn)證書的設(shè)備，如（1）全球差分定位系統(tǒng)（DGPS）；（2）軸功率測(cè)量系統(tǒng)；（3）遙測(cè)浪高儀；（4）轉(zhuǎn)速計(jì)；（5）水深儀；（6）風(fēng)速風(fēng)向儀。其中第4到6項(xiàng)可以使用船上的設(shè)備，第1項(xiàng)和第2項(xiàng)為比較常規(guī)的測(cè)速設(shè)備，第3項(xiàng)遙測(cè)浪高儀用來測(cè)量波浪的浪高和周期，現(xiàn)階段用的比較少，是一門比較新的技術(shù)，目前設(shè)備報(bào)價(jià)較貴。EEDI測(cè)速要求的測(cè)距是順流逆流各跑5次，每航次的大約功率參考上面的試航測(cè)速記錄表。最后一項(xiàng)跑70% MCR是為了驗(yàn)證跟第一次跑70% MCR結(jié)果是否相近，如果兩次測(cè)試的功率和航速差的較多，則需找出原因，如檢查出開始的幾組數(shù)據(jù)有問題，則此試驗(yàn)必須重新開始做。

另外在測(cè)速過程中需注意測(cè)試條件：（1）風(fēng)力小于蒲氏3級(jí)、海浪小于蒲氏2級(jí)；（2）水深不小于40米；（3）航速方向偏差小于±2°，最大操舵角應(yīng)小于5°，（4）主機(jī)轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。測(cè)試距離跑一個(gè)方向航次需助跑使船達(dá)到穩(wěn)定的航速，船級(jí)社推薦為9海里，加上測(cè)速距離3海里，掉頭轉(zhuǎn)到航向角相反也需要9海里，加起來為21海里，一般需要航行1.5小時(shí)到2小時(shí)，在加上一般測(cè)速需要跑100% MCR的航次，則此測(cè)速試驗(yàn)在沒有其他意外耽擱的情況下就至少20小時(shí)以上。個(gè)人認(rèn)為測(cè)試一個(gè)方向航次上跑21海里完成沒有必要，10里左右就足夠了，助跑距離4海里左右就可以讓船達(dá)到穩(wěn)定的航速，可以讀取DGPS上顯示的航速來確認(rèn)。各測(cè)試航次的測(cè)試地點(diǎn)應(yīng)盡量在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，以保證測(cè)試條件的一致性。

為了使EEDI值達(dá)標(biāo)，目前比較常用的方法就是提高船舶的航速，現(xiàn)在有不少新的技術(shù)可以采用，其中大多數(shù)船東采用的都是在螺旋槳的外側(cè)增加導(dǎo)流管結(jié)構(gòu)，起到整流增加航速的效果，大多數(shù)的導(dǎo)流管能提高2%到4%的航速。

EEDI規(guī)范現(xiàn)在已經(jīng)正式生效，并且對(duì)大部分的船型都是強(qiáng)制執(zhí)行的，各方都對(duì)此計(jì)算非常重視。相信在將來，相應(yīng)的規(guī)范和試驗(yàn)方法等都日益完善。