這兩艘船系上海船舶研究設計院設計的“海豚64K”超靈便型節能環保散貨船。2013年3月，“海豚64K”型首制船“琥珀冠軍”號交付，入選當年世界名船錄(Significant Ships 2013)。2014～2015年，該型船憑借出色的節能環保性能，迎來一波訂造高潮，被不少船東作為船隊更新換代的選擇。據悉，“海豚64K”目前已累計為近50家國內外船東采用，20多家船廠承建，已生效訂單近300艘，合同總額超過78億美元，其中出口船舶超過85％，取得了良好的經濟效益。
“可以說，‘海豚64K’是繼‘海豚57K’后上海船院創立的又一市場標桿。”上海船院相關負責人表示。獲得了市場認可的“海豚64K”，在今年榮獲中國船舶工業集團公司科學技術進步獎一等獎。經典不再重復，而在不斷超越。“海豚64K”——這型集大載重量、低能耗、環保于一體的新一代節能環保型散貨船，離不開上海船院研發團隊為順應市場潮流，厚積薄發、不斷突破的堅持。
大載重噸背后的角力
“在‘海豚64K’之前，同類型的散貨船還沒有這么大的尺度。”上海船院相關負責人介紹。2010年，上海船院著手開發該型船。圍繞“綠色環保”的設計理念，兼顧船東運營效益最大化以及國際、國內最新規范要求，研發團隊在線型、主機和螺旋槳、空船重量、總體布置、節能裝置等方面進行了大量的研究優化。
“海豚64K”總長199.9米，型寬32.26米，型深18.5米，采用單機單槳、低速柴油機推進，適用于無限航區。64000噸的載重量，意味著新船型“在保證必要航速的條件下要使得載重量達到同類型船型中最大”。航速和載重量是船舶設計中永恒的矛盾。負責人介紹，“海豚64K”對線型設計的要求非常高，使得本船必須采用超大方形系數，直觀地看該船的線型肥大，這又會影響船舶的快速性和操縱性。
在研發階段，上海船院技術人員運用專業船舶CFD計算軟件，分別從改善球首線型、修改尾部縱流、調整浮心位置等多方面入手優化線型，研究提高船舶航速的有效辦法。 “由于該船型批量很大而且采用超大方形系數線型，因此我們對船舶的操縱性、耐波性、螺旋槳空泡及激振力測試等進行了全面的試驗和分析比較，結果非常理想。”該船型先后在世界知名的三大水池進行了共6輪的船模試驗，較好地解決了超大方型系數散貨船的尾部來流不暢影響螺旋槳效率和風浪中失速的問題。
EEDI達2025年標準
時勢造英雄。可以說，“海豚64K”是為了適應當時的高油價而誕生的。
為了降低新船型的油耗指標，上海船院的研發團隊主要從兩方面著手改進。首先，在確定船舶總阻力的基礎上，進一步優化機槳配合，通過降低主機轉速，提高螺旋槳的推進效率，從根本上降低主機輸出功率。另外，在功率點和主機選型的匹配上，綜合考慮主機的布置、油耗、船舶能效設計指數（EEDI）等因素后，研發團隊最終選擇了一款低轉速主機，以降低主機自身的油耗，同時也可以進一步提高螺旋槳的推進效率。“‘海豚64K’上采用了一型直徑較大的螺旋槳，這在當時也是一個比較超前的設計理念，目的就是配合低轉速主機，提升船舶的整體效率。”研發方面負責人介紹。最終，“海豚64K”設計槳的船身效率為0.78，滿足航速要求。和母型船相比，“海豚64K”主機油耗每天降低8.3噸。憑借其主機功率和油耗的大幅降低，載重量、艙容大幅提高，“海豚64K”實船EEDI達到2025年標準。
創新減震方法
振動噪音的控制也是該船型設計的一項重要指標。該船線型肥大，上建層數較多，采取過度的防振措施會直接影響到對空船重量的控制。“在減振降噪方面，我們創新性的進行了全船建模振動分析。”
先從主要振源著手，研發人員采用側斜式螺旋槳設計，改善伴流，控制葉梢間隙，減小螺旋槳激振力，增加平衡裝置等方法，降低主機和螺旋槳的激振力影響。通過有限元法，研發人員進行了尾部和上層建筑的振動、噪音分析預報，大規模采用子結構技術，對全船每個局部，包括雷達桅、上層建筑整體、橋樓兩翼、主機、舵等獨立結構以及每層甲板和每道艙壁都進行了局部結構固有頻率分析，液艙艙壁還結合運用了流固耦合技術判斷該局部振動特性。通過對比每處結構固有頻率和主要激振力頻率的落差來進行合適的結構修改，將局部結構振動的風險降到最低。最后，通過整船響應計算驗證這些局部結構的實際振動特性，針對不同的激振源，在必要位置采取合理防振措施。計算結果和實船振動測量表明，“海豚64K”的振動得到了較好的控制，在控制噪音方面取得了較為滿意的效果。
“海豚64K”以“綠色節能”的清新形象剛一面世，便受到市場青睞。一款標桿性產品的誕生、成熟直到被市場接受是一個漫長不易的過程，離不開大批人員的辛勤付出。“由于船市不好，各個船東都提出了大量的定制化修改意見，在后期詳細設計階段，上海船院的工作量也是巨大的。”上海船院負責人說著，那段“盛況空前”的加班趕工場景似乎就在眼前。
