众所周知，罗尔斯-罗伊斯公司是全球最主要的动力系统供应商之一，其业务领域覆盖海、陆、空，目前已在民用航空、军用航空、船舶和能源四个市场确立了国际领先地位。罗-罗公司的船用客户群遍布全球，包括4000多家船舶客户(包括70家海军客户)。罗-罗公司在全球拥有40400名员工，其中船舶业务方面共计9000名，遍布35个国家，在商船、军船、海工领域为30000多艘船舶提供过服务，包括船型设计、柴油机、燃气轮机、螺旋桨、推进器、喷推、操纵装置、稳定装置以及甲板机械。
在技术研发上，罗-罗公司投入的力度非常之大，过去5年中，该公司的研发投资超过了44亿英镑，其中2010年的研发投资为9.23亿英镑，2011年为9.08亿英镑。在这些投资中，2/3用于降低产品对于环境的影响,特别是降低产品的排放。2011年，罗尔斯-罗伊斯提交了475项新的专利申请，这使其成为了英国专利申请最多的企业。此外，罗-罗公司还创建了一个连接28个大学技术中心的全球网络，确立了一些新的研发能力，如船体、螺旋桨、喷水推进器周围水流流体动力模型计算，从而助其设计出空泡更少、效能更高的螺旋桨。
近年来，随着国际海事组织(IMO)相继推出目标型新船建造标准(GBS)、能效设计指数(EEDI)，以及未来所要满足的Tier Ⅲ关于气体排放的要求等一系列新标准、新规范，加之船东对于燃油成本的考虑，未来船舶的设计建造向节能减排方向发展已成为大势所趋。罗-罗公司自上世纪70年代中期就开始研发各种船型(主要为海洋工程船)，并将自身的各种船舶动力系统产品结合到船型设计当中，从而实现结构优化、节能、高效的目标。目前，罗-罗公司在船舶设计方面采用了创新的模块化理念，即将船体分为船首、上层建筑和中间货运区三个部分，其中，中间部分可以根据船东需求灵活更换为不同船型。
这三个部分中，最有特色的是其穿浪型垂直船首。这是罗-罗公司和挪威大学共同花费5-6年时间所研发的成果，与传统的球鼻舷相比，穿浪型船首能够使船舶所受阻力降低8-10%。此外，罗-罗公司还开发了创新的Promas整合型桨舵推进系统，使“舵桨合一”，并可灵活采用单机单桨和双机双桨两种不同的配置，有望使船舶的效率提高4-9%。其中，Promas系统的舵球可引导水流流向，提高推进效率；舵边采用扭曲设计，可大幅提高机动性；其中的螺旋桨为“拉式”桨，桨叶向前，可有效降低绕流阻力。据统计，如果1艘船舶采用罗-罗的Promas整合型桨舵推进系统、穿浪型垂直船首，以及其他各种优化方案，则该船的整体效能可得到大幅提高，从而使船舶的温室气体排放量减少40%左右。
环保船舶——Environship
罗-罗公司在海工市场上的卓越表现一直以来都不为人陌生，而在潜力更巨大的商船设计市场上却是最近才起步。不过，起步晚并不代表技术落后，恰恰相反，罗-罗公司利用其多年的动力系统研发经验以及雄厚的技术储备，在商船的开发设计上直接进入了LNG燃料时代，推出了“环保船舶”(Environship)设计理念，并在挪威奥斯陆举行的2011年度挪威国际船舶和航运展览会(Norshipping)上荣获著名的“新一代船舶奖”。据称：“Environship将彻底改变商用船舶海运市场的现状，能在大大降低燃料消耗和排放的同时，改善海上运输的效能”。
2011年10月，罗-罗公司获得首份Environship订单，船东为挪威运输公司Nor Lines AS，从而宣告了世界首艘纯天然气推进多功能远洋运输船的诞生。此次订单为两艘NVC405型多功能运输船，该型船除了采用罗-罗公司自己的Bergen B系列LNG发动机外，还结合了已获得专利的穿浪型垂直船首设计，以及Promas整合型桨舵推进系统，可有效改善船舶整体性能，提升高达18%以上的燃料效率。此外，这种设计还兼具众多环保优势，其中包括可实质性消除SOx,CO2排放则比同类船舶减少40%以上，从而满足计划于2016年生效的IMO Tier Ⅲ对于排放的要求。
进入2012年，罗-罗公司再度接获一份Environship设计合同，将为挪威Eidsvaag公司设计1艘用于挪威海岸渔场的LNG动力饲料运输船，并提供主要配套系统。
该船采用Environship系列中最新的NVC401型设计，总长74.7米，型宽13.6米，吃水5米，可供8名船员住宿。同NVC405型一样，该船采用穿浪型垂直船首，并融合了多项技术，如Bergen C系列发动机和Promas整合型桨舵推进系统，在提高效率的同时也具备优秀的环保性能。此外，该船还拥有DP1动力定位能力。
JD系列高能效运输船
2011年12月l日，罗-罗公司与上海佳豪共同揭示了由其联合项目组(JPT)合作1年以来所推出的首批高能效船舶设计方案，可满足全球商船航运市场对于降低排放和运营成本的需求。此次合作旨在设计出具有较低建造、运营、维护成本，而性能却更高的商用船型。主要船型有：4100系列滚装船(9000-11000载重吨)，4400系列集装箱船(最大2000载重吨)，4600系列杂货船(最大37000载重吨)，4800系列散货船(最大100000载重吨)，6400系列LNG船(最大30000立方米)。
首批公布的这些船型均以JD为前缀命名，其核心优势为建造成本低、运营效率高、燃料消耗低，可灵活搭载燃气推进系统或柴油推进系统，展开高效运营的同时，兼顾卓越性能及运营成本。此外，用户在世界各地都能享受便捷的技术支持和服务。考虑到能效设计指数(EEDI)，每一型设计的主要特性均根据EEDI标准及其值进行了评估。但罗-罗公司同时也承认，对于部分船型如滚装船的评估还未完成，因此设计方案还不能最终确定。业界普遍认为，EEDI对滚装船来说存在严重的缺陷，项目组在计算新型滚装船的EEDI值时调整了载重量，并人为将服务航速降低至欧洲滚装货运市场常规航速之下。
JD系列滚装船
根据发动机的选择以及跳板的位置不同，JD系列滚装船具有多个设计方案。此处介绍的4种方案均具有新颖的船体形状，船首采用穿浪型设计，船尾设有双导流鳍以及Promas整合型桨舵推进系统。4型中有3型的船长为149.8米，船宽24米，其中两型采用双Bergen B32:40L6P型6缸燃气发动机、动力输出(PTO)轴发电机，以及2台Bergen C25:33L6A型辅助发电机。该两型的车辆通道长度也均为1800米，且露天甲板可装载200TEU，续航力6500海里，其区别仅为跳板不同，一型为船尾直跳板，一型为船尾斜跳板。
JD系列集装箱船
集装箱船方面，罗-罗公司此次公布的两型均为2000TEU级。该两型集装箱船采用常规船形，其中一型的动力系统配置为1台转速750转/米的Bergen B35:40V16PG型燃气发动机、3台C26:33L9AG型辅助发电机，辅机的运转通过联接至减速齿轮的动力输入(PTI)系统进行，另一型则采用常规低速柴油机动力系统。同JD系列滚装船一样，该两型集装箱船也各配置了1套Promas整合型桨舵推进系统。最显著的差别为航速和续航力，其中采用燃气发动机的船型为17.5千牛、7500海里，采用柴油机的船型为20.3节、15000海里。其EEDI评级也相应有所差别，前者为12.2，后者为13(根据MEPC.l/Circ.681中所列公式求得)。
JD系列LNG船
目前，将LNG作为船用燃料已被人们普遍认可，并已有少量采用LNG燃料的船舶投入运营或设计建造中。不过受限于LNG燃料的补给，这些船的运营区域并不大，而未来LNG燃料应用于运营范围更广的船舶却是一种必然趋势，因此很多必要的基础支持工作还需完善，其中一项就是LNG燃料的中转，这需要一支小型船队用以补给地方上的燃料站并扮演燃料补给船的角色。罗-罗公司此次公布的LNG船正适合这项工作，该批设计共有3型，尺度均较小，一型为5000立方米，另两型为10000立方米。两型10000立方米级的区别为一型采用燃气发动机，另一型采用双燃料混合动力装置。
JD系列散货船和杂货船
罗-罗公司此次公布的最后两型船为拥有同样船体外形和推进系统的灵便型散货船及杂货船。该两型船载重量均为37000吨，船长180米，宽29.8米，结构吃水107米。推进系统包括1台降额超长冲程发动机，直接驱动Promas整合型桨舵推进系统中的螺旋桨。
从上述高能效创新型船舶所采用的减排方法来看，最关键的一点就是燃料及主机的选择，从目前情况来看，LNG是未来船用柴油最有希望的替代品，不过所需考虑的相关问题也不少，如燃料的储存和补给，因此相应的基础配套工作不容忽视，但同时这也是一个市场契机，罗-罗公司针对这种情况已迅速反应，开发了JD6400系列LNG船。另一方面，罗-罗公司的穿浪型垂直船首和Promas整合桨舵推进系统则从提高能效、减少能耗方面入手，达到降低对环境的不利影响之目的，同时还减少了船舶生命周期内的运营成本。
当然，罗-罗公司在环保船舶方面的成果肯定不止这些，其他新近的成果还包括为世界第一艘采用LNG燃料的拖船提供动力装置，为Solvtrans公司设计创新型世界最大活鱼运输船等。而这些，都是罗-罗公司致力于环保技术研发的结果。
随着人们对环境问题的日益关注，未来国际上必将有更多节能减排的规范、标准推出。如何才能在绿色造船常态化的大趋势下立足，是中国船舶业所面临的关键性问题，但同时这也是新的机遇，是我们成为造船强国的机遇。除了加大技术研发以外，借鉴国外先进技术、与国外专业团队进行战略合作也不失为一种有效手段。
(作者：中船集团公司第708研究所 祁斌) |
