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      2012到2013年，江南造船累計承接了11艘VLGC訂單，并在此基礎上繼續(xù)研發(fā)出升級版VLGC MkⅡ。得益于江南造船專利技術的應用，該船型綜合能效指標可以直達三階段水平，相比前一代產(chǎn)品，VLGC MkⅡ更為高效、環(huán)保和安全。

      化蝶之美 成果是十多年積累和耕耘的蝶變

      此前，VLGC的設計和建造技術一直被日、韓壟斷，江南造船在進軍該領域之后，積極開展各項預研和技術攻關。從1999年開始，逐漸取得重大技術進展，先后研發(fā)出78500立方米VLGC、82000立方米VLGC，和83000立方米VLGC等多型產(chǎn)品。

      在這一過程中，江南造船經(jīng)歷了國際船舶市場的“過山車”。2007～2008年，在船市高峰期，江南造船整體搬遷到長興島，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營的統(tǒng)一部署，長興島三條造船生產(chǎn)線主要以當時市場火爆的超大型油船、大型集裝箱船和大型散貨船等船型為主。不過，研發(fā)團隊并未因此停止LPG船的技術開發(fā)研究工作，而是利用船市火爆、接單壓力有所減輕的機遇，投入大量資源，集中全力完善VLGC研發(fā)。在2012年前后，航運市場陷入低谷，常規(guī)造船訂單嚴重下滑，但是市場對清潔能源的需求卻在不斷攀升，LPG船建造市場反而顯得異?；钴S。正是得益于之前的準備，2012到2013年，江南造船累計承接了11艘VLGC訂單，填補了中國造船界在該領域的空白。

       基于對VLGC建造市場發(fā)展前景和競爭格局的預判，在首批訂單承接后不久，江南造船便部署了新一代VLGC MkII的研發(fā)工作，并于日前順利將其推向了市場。該船型在設計方面具有更高效、更環(huán)保和更安全三大特點。

       從“高效”的角度看，盡管液化氣船營運收益較好，船東對于油耗和航速指標并不像常規(guī)船型那樣敏感。但是為提高船型競爭力，江南造船還是通過運用自主研發(fā)的專利技術，使新船型的綜合能效指標直達三階段水平，而且還有效降低了船東非常關注的實際運營中的能耗損失。

       就“環(huán)保”來講，為適應將來歐洲、美國等地區(qū)更為嚴格的排放標準，研發(fā)團隊設計開發(fā)了三燃料推進、脫硫系統(tǒng)等備選方案，使得VLGC MkII成為綠色航運理念下的一款代表性產(chǎn)品。從“安全”的角度而言，VLGC對于液艙維護系統(tǒng)的要求非常高。研發(fā)團隊結合自身在VLGC研發(fā)、設計和建造上積累的經(jīng)驗，在“液艙維護系統(tǒng)”這一關鍵核心技術上展開了針對性研究，開發(fā)出一種新型液艙維護系統(tǒng)。目前該技術已獲得國際知名船級社的設計認證，未來在通過最終的功能檢驗之后，還可以應用到大型液化乙烯（LEG）船、液化天然氣（LNG）船等船型，這對于江南液化氣船系列產(chǎn)品的研發(fā)，將起到重大的推動作用。

       鑒于美國頁巖油氣資源開發(fā)對于全球能源格局帶來的革命性影響，預計未來數(shù)年包括LPG在內的伴生液化氣運輸市場將會異?；鸨?，有數(shù)據(jù)分析認為，到2017年前后，全球市場的VLGC運力供應將出現(xiàn)明顯的缺口。江南造船此次推出的VLGC MkII和今后還將繼續(xù)研發(fā)的具有新型“液艙維護系統(tǒng)”的“中國江南型”LPG系列船型，無疑將為江南造船參與國際市場競爭增添砝碼。

       菱形液貨艙的外形設計需要考慮充分利用船體貨艙內的有效空間。這使得船體線型要根據(jù)液貨艙的容積需求來設計。而由于獨立的A型液艙自支撐的特性，導致VLGC的結構分析非常復雜，需要進行大量迭代分析以便真實模擬實際載荷。

       成繭之難 設計研發(fā)是取得成果的成繭階段

       像大型液化天然氣（LNG）船一樣，VLGC的進入門檻也很高。但是與大型LNG船的液艙維護系統(tǒng)等核心技術都是從國外引進專利不同，江南造船建造的VLGC是完全自主研發(fā)。建造某些復雜船型是可以通過購買成熟技術和專利跨過技術和建造門檻，但江南造船仍然選擇依靠自身的力量通過自主研發(fā)來實現(xiàn)VLGC設計能力的突破。

       當然，自主研發(fā)需要超強的技術實力和底蘊作為保證，其難度也不言而喻。為此，江南造船花費較長時間開始了技術和人才的儲備。不但設立了國家級技術中心，建立起強大的研發(fā)部門和高水平的博士后工作站，而且在研發(fā)上不斷投入大量的人力、物力、財力，持續(xù)提升基礎和前沿研發(fā)能力，并通過長期積累取得了重大技術突破，從而保持并擴大了在技術創(chuàng)新上的優(yōu)勢領先地位。為了使產(chǎn)品研發(fā)更加高效，江南造船組建了自己的研發(fā)團隊，由總工程師、全國政協(xié)委員、船舶設計大師胡可一擔任總設計師，以開發(fā)研究部為主體，從各部門選取一批銳意進取、勇于創(chuàng)新的骨干研發(fā)人員，以精益求精的工作態(tài)度參與到VLGC的研發(fā)中。為了打破國外技術壟斷，破解缺乏參考資料的困局，研發(fā)人員通過多方努力，深入了解研發(fā)過程中的重點、難點，有針對性地對關鍵技術進行攻關。

       在船體線型開發(fā)方面，由于菱形液貨艙的外形設計需要考慮充分利用船體貨艙內的有效空間，船體的線型要根據(jù)液貨艙的容積需求來設計并兼顧快速性、浮態(tài)，否則就會對船體設計造成影響，而這正是VLGC線型研發(fā)的一個重大挑戰(zhàn)。在沒有母型船參考情況下，研發(fā)團隊依托博士后工作站，應用先進的計算流體力學（CFD）分析軟件進行了大量的仿真計算、分析和優(yōu)化工作，并通過最新引進的線型快速變換軟件，對船體推進性能進行了全方位的優(yōu)化提升，使整船的能耗指標比日、韓同期的VLGC降低5%～10%。實際上該指標若能與擁有超過20～40年經(jīng)驗的日韓水平相當就已實屬不易，但最后其明顯優(yōu)于日韓，這也是增強船東在江南訂造VLGC信心的一個重要原因。

       由于完整次屏蔽的設置，船體鋼材在低溫條件下的承載能力會迅速下降，并易產(chǎn)生脆性裂痕。從已營運LPG船的報告來看，因操作不當導致局部鋼結構溫度過低而產(chǎn)生裂紋的情況并不鮮見，因此在設計階段必須進行船體鋼結構的溫度場分析。為了提高研發(fā)效率，江南自己開發(fā)了專用的溫度場計算軟件，經(jīng)檢驗使用效果良好。

       A型液貨艙和船體結構相互獨立，兩者之間由支座結構相支撐，支座承受壓力但不傳遞拉力。船舶在海上航行時，會產(chǎn)生各個方向的加速度，因此在開發(fā)設計階段要通過大量的仿真計算，對各關鍵部位都要做精準的強度評估，以確保A型維護液艙和支座不因船體運動而出現(xiàn)裂紋。由于獨立的A型液艙自支撐的特性，導致VLGC的結構分析過程比包括LNG船在內的其他船型都要復雜，需要進行大量迭代分析以便真實模擬實際載荷。這包括粗、細網(wǎng)格分析、精細網(wǎng)格疲勞分析、基于直接波浪載荷的譜分析疲勞等計算、全船的振動分析和液艙晃蕩計算分析，通過投入巨大的技術力量，江南造船圓滿完成了VLGC的所有結構分析工作。

       在液貨艙和船體建造方面，存在低溫鋼焊接控制難度大、液貨艙絕緣施工要求高、液艙吊裝和精度控制要求高等挑戰(zhàn)。江南造船建造了1：1尺度的模擬艙，使用鋼材超過1600噸。通過該模擬艙的建造，江南造船掌握了VLGC的建造工藝工法。#p#分頁標題#e#

       蛻變之痛 建造是將設計轉化為成果的蛻變過程

       雖然VLGC的設計研發(fā)難度遠大于常規(guī)船型，但是掌握了設計并不意味著就掌握了建造。日、韓在建造VLGC初期的痛苦經(jīng)歷早已證明VLGC的建造難度大于設計難度。江南VLGC研發(fā)團隊很早就意識到這一點，并在船型設計研發(fā)過程中將研發(fā)攻關范圍推廣到建造技術研究。

       江南造船首先對VLGC建造的難點和關鍵點進行了識別，列舉了100余條需要重點攻關的難題，在低溫鋼材焊接操作工藝標準、絕緣敷設工藝、支承系統(tǒng)的制作和安裝、液貨艙吊裝、精度控制以及低溫鋼舾裝件的制作安裝等方面進行逐項攻關，并制作了模擬艙。通過多年的不懈努力，江南造船終于攻克難關，掌握了VLGC的建造工藝工法。

       而在液貨艙和船體建造方面，低溫鋼焊接的控制難度非常大。建造VLGC的鋼材比較特殊，并且國內還沒有合格的供應商，因此都需要從日、韓或歐洲進口。由于低溫鋼晶粒很細，因此要求嚴格控制焊接過程中的各種參數(shù)和環(huán)境條件，需要對操作工人進行專門培訓。與建造LNG船有專利商的明確指導標準不同，建造VLGC必須靠自身摸索、建立相應的標準，以確保質量穩(wěn)定，否則任何瑕疵都將導致災難性的返工。江南造船以技術中心焊接研究所為載體，自籌資金，提前進行大量的有針對性的低溫鋼焊接試驗，積累了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，由此制定了一套完整的低溫鋼焊接工藝標準，獲得國際一流船級社的認可。

       VLGC的液貨艙絕緣敷設面積非常大，絕緣施工要求很高。江南造船提前做好對液艙絕緣系統(tǒng)的技術方案、施工工藝、環(huán)境控制、質量檢驗等方面的研究，制定了一套完整的液艙絕緣施工、檢測、管理工藝。建造過程中的“液艙吊裝和精度控制”也是一個難點。因為每個液貨艙下部有40個左右的支座需要與船體上的支座安裝匹配。支座數(shù)量多且精度要求高，在將液貨艙安裝到船體結構上時每個支座都需要調平、對正。計算分析表明，底部支座安裝誤差1毫米，局部應力將增大20%，其精度控制難度可見一斑。如果不控制好精度，之前精準的計算分析將前功盡棄，同樣會導致返工。為此，江南造船充分利用自身強大的工法和精度研究能力進行攻關，并結合模擬艙的建造，制定了周詳?shù)木裙芾碛媱澓途瓤刂乒に囄募?/p>

       VLGC單個液艙重量超過一千多噸，并且由于吊裝精度要求高、難度大，對于工廠的建造設施而言也是一個挑戰(zhàn)。研發(fā)團隊在前期對于液艙吊裝也進行了詳細的研究和策劃，對于設備能力、吊裝方案、吊馬布置、吊索配置、局部強度評估等方面均進行了仔細地論證和計算分析，確保萬無一失。

       為了更直觀、全面地研究、掌握VLGC的建造技術，江南造船自籌資金建造了1：1尺度的模擬艙，使用鋼材超過1600噸。材料、尺寸均與實船一致。通過該模擬艙的建造，總結形成了100多份工藝、管理指導文件，并用于指導實船生產(chǎn)。

       VLGC的獨立液艙在建造完成后需要進行強度試驗，要盡可能真實地模擬其設計載荷，并且需要測試液艙支座的強度。由于液艙裝載的液化氣體比重均小于1.0，故一般采用壓水壓氣來進行液艙強度試驗。液艙強度試驗是建造過程中重要的一環(huán)，由于用水量巨大，為確保船只安全，需精心設計試驗方案，以準確模擬設計載荷，同時要避免超載。江南造船在研發(fā)過程中對整個試驗流程和周期進行詳細策劃，制定了相應試驗方案，并獲得船級社認可。

       正是得益于提前分析和人、財、物的投入，研發(fā)團隊攻克了VLGC建造技術難點，并通過模擬艙得到有效驗證。國外船東基于對VLGC這一復雜船型的建造難度的認識，在下訂單前組織了數(shù)次船廠審計（Yard Audit），江南造船以先進的船型指標，全面、周密、經(jīng)過實踐檢驗的建造工藝流程，給船東下單建造以極大的信心和鼓舞，最終實現(xiàn)了雙方的共贏。