新中國成立初期，我們的偉大領袖毛主席曾指出，一個鋼鐵，一個糧食，有了這兩樣就什么都好辦了。我們國家的發展有目共睹，現如今中國已然成為一個鋼鐵生產大國。但中國雖然地大物博，各種礦產資源含量豐富，用于工業制造的礦產卻仍需向世界大量進口。

特別是鐵礦資源的匱乏，導致我們不得不進口。而進口鐵礦的來源主要就是澳大利亞、巴西、南非、印度這四個鐵礦資源豐富的國家，買家和賣家確定好了，接著就是解決怎么運的問題。所以海運也在鋼鐵交易中得到了提升，而在整個海運過程中大型礦砂船就起到了至關重要的作用。

以往我們用到的礦砂船載重量通常為10萬噸至20萬噸，所以每次進口鐵礦石都需要來回運載好幾次，這樣一來一回不僅效率低下，人力成本和燃料成本也花費了很大一筆費用。為了提高運載貨物效率，我國決定建造一艘超大型運砂船，專運輸由巴西至中國的鐵礦石。

中國造40萬噸“巨無霸”運輸船

2007年，上海船舶研究設計院就開始研發目前世界上最大載重量——40萬噸的礦砂船。2019年1月25日一艘名為“遠津海”載重40萬噸的超大型礦砂運輸船在上海順利交付。與傳統的船相比它又粗又胖，一點沒有“苗條”的模樣，但這一點都不影響它的價值。

據悉，遠津海號運輸船總長362米、型寬65米、型深30.4米、結構吃水23米、航速14.5節，其甲板面積相當于3個完整的足球場那么大。是當今世界最新一代綠色、環保、節能的超大型運輸船。那么問題來了，我們知道在陸路上超大型運輸車就出現過，將大橋壓塌，將道路壓爛的情況。而這艘載重40萬噸的運輸船明顯比陸路上的大型運輸車重很多倍，那它是如何保證不沉而在海上安全航行的呢？

40萬噸運輸船該如何在海面上安全航行？

其實這里面的奧秘一點都不難理解，在最初接觸物理時我們都知道，當一個物體所受的浮力大于自身重力時，它自然可以漂浮在水里，如果重力等于浮力物體會懸浮在水中，如果是浮力小于重力就會沉入水里。所以在理論上構造任何物體，無論有多大，我們只需要保證它在海上所受到的浮力大于它的重力即可。

那么船只所受的浮力究竟是由哪些因素控制的呢？我們根據阿基米德原理公式p=ρgv可知，浮力的大小實際上就與流體密度、重力常量、浸入物排開體積三個因素有關，與物體大小，密度無關。雖然鋼鐵做的大船質量和體積都很大，但由于輪船船體是刨空開口結構，浸入物在水中排水體積的增幅是船的體積，而船的體積是不變的，所以在船在沒有被水浸沒時可實現所受浮力大小等于重力，船體也就能夠安全漂浮在海面上，再裝上發動機，船就能在海面上完成一系列運輸工作。

新一代40萬噸巨無霸有何優勢？

盡管這艘40萬噸巨無霸運砂船已經實現了具有超大載貨量的特點，但是其他方面這艘龐然大物是否也讓人感到驚喜呢？我們從它的總體設計來看。

·快速性40萬噸的載重，超大型的船只毫無疑問要求它行駛快速是非常困難的。為了達到預期的載重和航速，設計者將該船船首設置為垂直型，再適當加大首部線性肥胖度，尾部線性保持平順，以此提高船只推進效率。同時在進行船只設計時研究人員還進行了多方案線性設計優化并選取最佳方案進行船模實驗，最終該船實現航速14.5海里/小時，達到預期效果。

·操縱性 船在航行時容易受到外力影響使船只的航向發生偏轉，一旦船只的方向發生偏轉，即使取消外力作用也很難船的偏轉停下來。此外，所有的船只在低速前進時其穩定性和操縱性都會進一步下降，同樣的這也是遠津海號在設計時所遇到的難點之一。在不斷的實驗研究和模擬操作下，研究人員最終確定了以不改變船體線性為前提在船尾加裝穩定裝置、增加舵面積、結合高效舵線性、在底部安裝止流板等方式來改善船只操作性。

·耐波性運載鐵礦砂路途遙遠，海況復雜，在行駛過程中不免會遇到波浪阻力，克服波浪阻力不止需要船只裝置過硬，還會增加燃油成本。考慮到了這些問題，這艘巨無霸大型運輸船在設計時就進行了耐波性分析，并加以改善。

·貨艙形式及裝卸貨優化該船的裝貨過程為單艙裝貨，也就是在裝載過程中，某個艙全部裝滿貨物時再進行其他貨艙的裝載，這樣可以有效減少裝貨機移動的時間從而提高裝貨效率。卸貨效率的提高主要就是減少貨艙死角。所以該船在設計上增大了貨艙艙口，一個貨艙設計一個艙蓋，這樣就使得單個貨艙蓋的面積達到600平方米；為了減少貨艙底面積，設計時船體設置了大傾斜角的縱艙壁，同時在各個貨艙前后端設置了大跨度底墩。通過這兩個方法，大大減少了卸貨死角提高了卸貨效率。

·載水壓的合理配置該船經上百種方案的計算比較，最終決定將船的第二和第六段艙的邊艙設置為空艙，從而有效地將該船載水壓控制在19萬立方米左右。船只載水壓的降低不僅能夠縮短排放和灌注壓載水的時間，減壓載水處理量降低耗能，還能滿足巴西港口裝礦速率的要求。

·破倉穩性船體破倉穩性的設計需要考慮到兩個壓載艙和雙層底空艙同時破損的情況，屆時船體進水量會非常大，對船體穩定非常不利。所以設計時，設計者對雙層底艙水密艙壁的位置進行了仔細調整和計算，最終設計者發現，全通的空艙會比設置水密艙壁更容易滿足破艙穩性。

事實上我國還未建造40萬噸的大型礦砂船時，大量運輸礦石的合同基本是被日本、韓國等國占據著。盡管當時我國20萬噸的礦砂船在礦砂的運輸中已經得到了廣泛的使用，但我國的承運只能占到三成。就是由于在整個礦石貿易中礦石航運合同被別國占據，運輸成本才會居高不下。而降低運輸成本最佳的解決方案就是將船做大，裝運更多的礦石。據悉，新一代40萬噸的礦砂船相較于以往20萬噸的礦砂船整整降低了70%的運輸成本，可以說新一代的巨無霸礦砂船對我國海運礦砂做出的貢獻是巨大的。

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看到很多朋友問，船的重心是否都比浮心高，這里為大家解釋下，其實大部分的船其重心都在浮心之上。船艙在載滿貨物正浮時，一般情況下它的中心會在水位線以上，而產生浮力的只有水下的部分，也就是說船只浮心的位置在水位線以下，重心在水位線以上。如果船只在海上出現不穩定、橫斜時，浮心也會隨之改變，而船只重心則不會。這時候就可能會出現船只重心低于浮心的狀況。

結語

對于運載像礦石這類的資源來說船運的規模就是整個船運的優勢。開發超大型礦砂運輸船可以降低單位貨物的運輸成本，也能夠提高本國承建運輸礦石的競爭優勢，新一代40萬噸的巨型運輸船的建成對巴西和中國的鐵礦貿易無疑有著重要作用，雙方都能夠從中收益。最后，我們拋開這艘巨無霸運輸船的作用，也能夠看出中國的科技制造在不斷的進步，這是身為每個中國人都深感驕傲的事情。

標簽: 中國最大的貨輪