24000箱海上巨无霸“长益”号在沪诞生

2022年7月1日上午8时30分，由我国自主设计建造的首艘全球装箱量最大的24000箱（TEU）超大型集装箱船“长益”号，靠泊上海洋山深水港二期码头，从而刷新了超大型集装箱船靠泊洋山深水港的历史记录。
　　“长益”号由中国船舶集团有限公司旗下沪东中华造船（集团）有限公司自主设计建造，拥有完全自主知识产权。作为国内箱船建造领域无可争议的领军企业之一，沪东中华过去几年中不断地将世界超大型集装箱船的发展推向新的高度。2020年9月，他们完工交付了中国首创全球首艘23000箱双燃料动力超大型集装箱船；此次“长益”号的成功运行，标志着我国在该领域又取得一项重大突破，创造了中国船舶工业新的里程碑。
　　除了“肚量大”，这一海上“巨无霸”还隐藏着不少特质，而且其研发、生产的整个过程，也隐藏着许多不为人知的故事。让我们走进孕育巨轮的船厂，看看沪东中华如何应对挑战、勇创辉煌的吧。

“绿巨人”：22层楼高+480趟中欧班列

“长益”号由沪东中华自主设计建造，在上海长兴岛基地签字交付，入级美国船级社，投入远东至欧洲航线的运营。此前，该船首航靠泊青岛港，其间共装卸11692只标准集装箱。
　　“长益”号船舷被饰以绿、红上下两条色带，其中绿色的部分占比较大，因此这个海上“巨无霸”也被昵称为“绿巨人”。依据官方数据，该船总长399.99米，型宽61.5米，高度达到76.5米，甲板面积24000平方米。光凭数字，可能无法感知这样一个“巨人”究竟大到什么地步。实际上，它的长度比世界上最大的航母还长60多米，甲板面积相当于3.5个标准足球场；如果把它竖起来，那么它的高度和上海陆家嘴的金茂大厦相差不多。该船一共可装载24004个标准集装箱，是目前全球装箱量第一的集装箱船；其货舱内加上舱盖，最大可堆装25层——相当于22层楼高的集装箱。如果用中欧货运班列来运送这些集装箱，就需要480列。如果这些箱子首尾相接地连起来，总长可达145公里。
　　因为做到了“同尺度船型中载箱数最多，在同级别船型中承载能力最大”，“长益”号和此类船型被船东赞为“载货王”。当然，“大块头”可不是单纯的“傻大个”，在庞大的身躯背后，饱含着设计人员的诸多巧思与心血。
　　“长益”号能带这么多货，关键在于设计方最大程度地利用了船体的“身材”。沪东中华该项目负责人刘学东告诉笔者，设计人员突破传统，随着船体错落有致的线型，对上层建筑、货舱区、烟囱等的分布，进行了量体裁衣般的优化分舱布置，让各区段尽可能多地容纳集装箱，由此做到了同尺度船型中载箱数最多。同时，设计人员通过采用大肋距骨架、混合式横舱壁、一体化绑扎桥等轻量化的结构设计，最小化自身空船重量，使得“长益”号的载重量达到24.2万吨，按重量计，它比上一代23000箱集装箱船能多载10%的货物。
　　谈到分舱布置，“长益”号还有许多优点。根据功能不同，该船主要分为货舱区、机舱区、住舱区、艏艉系泊区域等，另有油舱、舵机舱和艏侧推舱等。其中货舱区，顾名思义，就是用来装载集装箱货物的区域，是整艘船占地面积最大的部分。机舱区是用来布置主机、发电机、锅炉等各类机电设备的区域。住舱区是船员生活居住的区域，包括厨房、食堂、娱乐空间、健身房等，而位于顶层的驾驶室是全船的指挥中枢。艏艉系泊区域即为船的首尾区域，布置有锚机、锚链、绞车、缆绳等船舶停泊时的设备用品。
　　值得一提的是，与传统箱船不同，“长益”号的住舱区远离机舱区，一方面在确保安全驾驶视线的情况下实现整个货舱区堆箱层数最多，有效提升了集装箱装载量；另一方面，这种布局也尽可能降低了机舱区域噪音对住舱区的影响。此外，甚至很不起眼的缆绳也暗藏玄机——“长益”号使用的缆绳相比传统钢丝绳，同直径同强度，而重量却只有钢丝绳的1/8，拥有高强、轻质、可靠等明显优势，具有缩短靠泊作业时间、降低港口使用费、提高系泊作业安全性等隐形效益。

典范：“环境友好型”+“船员友好型”

对船东而言，超强的“带货”能力固然重要，但还有其他多种因素需要考量。除了节能环保、安全可靠、便于操作和维护等之外，由于受到具体航线、海上天气、洋流等的影响，从远东至欧洲的货运航线，单程短则三四周，长则数月，因此，拥有良好的工作、生活环境的集装箱船无疑更受船员欢迎。
　　对“长益”号而言，由于运用了全球最新的水动力优化等技术，以及采用封闭式桥楼等设计，该船节能低碳、舒适宜居、运维便利，是一艘兼具了“环境友好型”和“船员友好型”特征的海上“巨无霸”，堪称顶级超大型集装箱船的典范之作。
　　“长益”号能在多装重载的情况下实现高航速、低油耗，得益于沪东中华运用的水动力优化技术。具体说来，就是借助水中航行的仿真设计技术，利用计算机进行多轮迭代计算，形成“用尽可能小的湿表面积获得相同排水量”的最优线型方案，这样一来，排水量保持不变，但是航行时船体受到的阻力却被最小化，于是就能多装快跑。
　　此外，沪东中华还运用了目前最先进的螺旋桨桨前预旋装置，以提高螺旋桨的推进效率；同时采用扭曲舵加舵球的方案，有效减小尾流损失，从而进一步提高推进效率。值得一提的是，他们还首次对大型集装箱船开展风洞试验，以优化船体线型，减少航行中的风阻。
　　据测算，与传统燃油的23000箱集装箱船相比，尽管24000箱超大型集装箱船的装箱量更大，但每天航行可减少二氧化碳排放约38吨，按14吨重箱装载换算，单位集装箱运输碳排放量减少13.5%，各项性能指标均达到国际先进水平。
　　说完了“环境友好”，再来看看“巨无霸”对船员们的关心。据刘学东介绍，整体上，沪东中华开发该船时，其船体结构按照25年疲劳寿命考虑，同时在功能上按一个人可以驾驶船舶、机舱可以无人值班等标准来设计，其他关键设备等也都专门进行了分析和计算，充分考虑到船舶的可靠性、易操作性和维护方便等特性。
　　在恶劣海况下，“长益”号的船员们不必顶着狂风巨浪，冒险在室外工作，这是因为该船采用全封闭式桥楼设计，驾驶甲板从左舷到右舷全宽度整合在驾驶室内，这样船员如果需要观察船舶两舷的状态，整个过程都可以在室内完成，在确保安全的同时，还实现了全天候空调环境下的操控作业。
　　作为一艘“巨无霸”，在停靠码头时，驾驶者很难直接观察船舷及码头的情况。为此，“长益”号驾驶室的两侧分别设有两个独立的小型驾控台，有了它们，当船靠岸时，船员就可以来到这个特殊的“哨点”，一边观察船的位置，一边完成相应的操控。
　　24000多只标准集装箱的装卸不是一件容易的事。为了使相关作业更安全顺畅地进行，沪东中华在系固高层集装箱、防止其倾斜、坠落的绑扎桥上动脑筋，创新地采用A型绑扎桥设计，最大限度地方便船员操作绑扎件，避免结构死角或船员在逼仄的空间操作。同时，船上所有工作场所均提供安全便捷的通道，以提高船员的工作效率。
　　工作要安全舒心，船上的生活更要暖心舒适。不仅居住舱室远离机舱，而且还应用时尚化和个性化的内饰设计，显著提升船员工作、生活的舒适感，彰显出人文关怀的温度。在宽敞明亮的娱乐健身室，暖橙色的沙发匹配明黄色的靠背椅相映成趣，简约、别致的屏风柜巧妙地隔开不同的功能空间。“我们拿出该船一整层甲板，布置成为娱乐健身室，室内陈设的布局搭配、颜色色调，都严格按照四星级宾馆体验标准来要求，甚至连一把椅子的型式颜色都要反复优化，以达到整体和谐的效果。”刘学东还告诉记者一个细节：整个住舱区布置设计过程中，图纸修改多达十几版，前后花了一年多时间。

超越：3%的推进功率+24004TEU

2019年11月26日，24000箱集装箱船项目签约；2020年11月27日，首制船开工；2022年6月22日，首制船交付。相关专家表示，去除疫情影响，“长益”号的建造周期达到世界先进建造水平。
　　其实，这艘超大型集装箱船的传奇故事，在项目签约之前就开始了，而它的诞生过程，也不仅仅是“神速”这么简单。
　　故事要从2019年5月说起。当时，沪东中华收到了船东方面的标书。作为全球屈指可数的全系列集装箱船研发设计建造领军船企，负责箱船设计的团队实力非凡，加之考虑到竞标方案基于多轮优化设计，完全符合标书要求，设计团队信心满满地参与了竞标。
　　但在当年7月，船东的反馈却让设计团队感受到了压力：相较于国外船厂，首轮船型方案给出的快速性指标存在近3%的差距。这里的3%指的是推进功率的差距。虽然沪东中华在欧洲水池开展试验，竞争对手在其本国水池开展试验，各个水池采用的修正方法不尽相同，但显然，船东不会接受“不同水池数据没有可比性”这样的解释。设计团队非常清楚，只有拿出更佳的设计方案，才能打动严格的船东。
　　挑战巨大，留给设计团队的时间则不到3个月。研发主任设计师袁红良、总体设计师陈晓莹，带领团队核心成员全力以赴、夜以继日。他们对船舶线型设计方案、相关技术参数的优化空间、影响快速性指标的各个因素等，作了全面分析，经过各专业紧密配合，一步步优化，一点点打磨，逐步侵蚀消化这3%的差距。最终，通过多达六轮的船模试验，新方案的性能指标得到了全面提升。
　　着眼于全面提升竞争力，除了提高动力效率，沪东中华各专业还加大研发力度，通力合作，继续小步快跑，铢积寸累，持续挖潜，以提升堆箱能力。结构方面，他们进一步优化货舱型式，在货舱区域增加箱位；机舱布置方面，在满足船东要求的前提下，进一步优化布置型式，增加了十几个箱位的空间；在总高限制的情况下，进一步优化驾驶视线点的布置，新增40多个箱位；绑扎系统方面，通过与船级社沟通交流进一步优化绑扎设计，增加了60多个箱位……
　　正是靠着集腋成裘、聚沙成塔的不懈努力，整条船对空间的利用效率不断逼近极限，与原设计相比，最终方案增加了多达200个箱位，使得沪东中华设计的集装箱船的总箱数达24004个标准箱，超越竞争对手，成为全球第一“带货王”。而且，装箱能力的提升并没有带来成本的增加，船东的盈利能力相应提高，对该船也是好评不断。
　　沪东中华开发所箱船设计总师袁红良表示，从23000箱双燃料动力超大型集装箱船到24000箱的“长益”号，他们在不到2年的时间里，再次取得技术突破，这是设计团队发扬沪东中华“精益求精，创新超越”的企业精神，不断挑战自我，将优化设计做到极致的结果。在“长益”号项目之后，沪东中华箱船设计团队的奋进脚步并没有停止。目前，优化型24000箱集装箱船的装箱量达24116个标准箱，将世界纪录又提升了112个标准箱。
　　24000箱绝不是海上“巨无霸”的终点，只是新征程的起点。截至2022年7月，沪东中华已交付8000箱级以上的集装箱船近70艘，累计承接24000箱超大型集装箱船9艘，居中国各大船企之首；另外还有6艘正在建造中，有3艘计划在年内交付。与此同时，他们还前瞻性地开展多型新产品的研发和技术储备工作，一方面优化现有船型，不断满足客户要求，引领市场需求；另一方面，他们更是率先完成了25000箱、26000箱集装箱船的自主设计研发，不断将世界超大型集装箱船的发展推向新的高度。
　　大国崛起，必经略于海洋；向海而兴，必强大于造船。如今，我国已成为世界海运格局中举足轻重的贸易大国、海运大国、造船大国、港口大国。中国船舶集团相关负责人表示，他们将继续认真落实党中央关于加快建设科技强国、制造强国、海洋强国以及造船强国等战略部署，坚持走自力更生、自主创新发展道路，不断向全球产业链和价值链高端延伸，引领我国由世界第一造船大国走向造船强国，为我国经济社会发展和全球海运事业发展作出更多贡献。