隨著全球海洋資源開發(fā)的持續(xù)推進，大型海洋工程裝備的建設(shè)、運輸需求劇增。南通中遠(yuǎn)船務(wù)曾為英國DANA石油公司設(shè)計建造了一座大型浮式生產(chǎn)儲卸油平臺“希望6號”，總重近2.8萬噸，需要長途跋涉14000海里運往英國。采用拖輪拖帶不足以支撐萬里航行，以及應(yīng)對航行過程中復(fù)雜多變的氣候及海況條件，這就需要使用專業(yè)特種運輸裝備——半潛船。本文將從半潛船的起源入手，梳理半潛船的發(fā)展歷程，歸納半潛船的船型特點與技術(shù)特征，分析半潛船的市場競爭格局與未來發(fā)展趨勢。

需求驅(qū)動下半潛船的誕生

重型且不可分割的貨物由于重量和體積超出傳統(tǒng)起重設(shè)備承載范圍，導(dǎo)致裝卸過程中存在極大困難。歐洲的DDG Hansa公司敏銳地捕捉到了這一日益凸顯的重型貨物運輸需求，于上世紀(jì)50年代建造了世界上第一艘大件貨物運輸船“Lichtenfels”輪。該船裝備了當(dāng)時極為先進的120噸起重設(shè)備，為重大件貨物裝卸提供了解決途徑，DDG Hansa公司因此成為全球首家承運大件貨物的船公司。這一創(chuàng)新標(biāo)志著航運業(yè)在應(yīng)對貨物重量大型化挑戰(zhàn)方面邁出了重要一步。

隨著貨物不斷向大型化發(fā)展，出現(xiàn)了一些尺度、重量超大的貨物。面對這些貨物，起重船的起吊能力就顯得力不從心了，難以將這些貨物吊至船上來運輸。這些超大尺度或超重貨物，例如駁船、石油鉆井平臺等，他們本身可以浮在水上，于是人們充分利用其自浮能力，采用拖船直接拖帶的方式實現(xiàn)運輸，俗稱“濕拖”。然而，采用這種方式進行跨洋運輸存在惡劣天氣海況影響大、發(fā)生海損事故風(fēng)險高等問題。特別是對于結(jié)構(gòu)弱、阻力大和穩(wěn)性差的大件貨物，“濕拖”風(fēng)險更大。

經(jīng)過不斷摸索，拖船公司發(fā)現(xiàn)將大件貨物裝在駁船上再拖帶運輸，變“濕拖”為“干拖”，可以有效降低這類結(jié)構(gòu)弱、阻力大和穩(wěn)性差的大件貨物運輸風(fēng)險，自此人們開始了半潛船的早期嘗試。船舶工程技術(shù)人員在20世紀(jì)70年代初開始設(shè)計專門用于裝載大件貨物的半潛駁船，通過調(diào)節(jié)自身壓載水可以實現(xiàn)駁船的上浮或下潛。盡管利用半潛駁船的干拖方式比濕拖更安全，航速也有所提升，但仍然受到氣候及海況條件的制約，使其多限制在近海、沿海等水域。此外，拖航速度仍難以滿足貨主對時效性的需求。于是人們開始嘗試集成半潛駁船與拖船的功能，即在半潛駁船上安裝推進系統(tǒng)，具有自航能力的半潛船應(yīng)運而生。

半潛船的來源主要有兩個，早期主要是選擇油船等適宜的船型改造；現(xiàn)在主要是根據(jù)專門的用途設(shè)計建造。專門建造的第一艘自航式半潛船“Super Servant 1”號誕生于1979年(見圖1)，該船由荷蘭Wijsmuller航運公司設(shè)計、日本住友重工建造，船長139.9米，船寬32.3米，吃水8.5米，載重量1.4萬噸，最大沉深15米，配備了全回轉(zhuǎn)推進器。該船的建造與交付標(biāo)志著正式進入了現(xiàn)代半潛船的全新發(fā)展階段。

圖1 半潛船“Super Servant 1”號/SHIPSPOTTING

半潛船的船型特點及關(guān)鍵技術(shù)

在不斷地發(fā)展進化中，半潛船形成了獨特的船型特征：

1、具有寬闊的主甲板或載貨甲板，承載能力特別強，從左舷至右舷平展、開闊，并盡可能向艏、艉延伸，以便于裝載大件貨物。

2、上層建筑較高但水平面尺度較小，設(shè)有較高的艏浮箱或艉浮箱。半潛船最為常見的是三島式，由艏樓和兩個艉浮箱組成，也有二島式、四島式。

3、船體內(nèi)設(shè)有大量的壓載水艙，并配套有大容量壓載、排載泵和復(fù)雜的壓載水管系，用于船舶下沉或上浮以及調(diào)整穩(wěn)性、浮態(tài)。

中國船級社《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》(2024)對半潛船的定義為“有較大開敞露天載貨甲板，一般在首部或尾部有較高上層建筑或甲板室或浮箱，具備在裝卸貨物作業(yè)過程中呈半潛狀態(tài)能力的船舶”。相比于其他船舶，半潛船具有獨特的技術(shù)特征與功能：

1、半潛技術(shù)或浮裝、浮卸技術(shù)：半潛船主要依托壓載系統(tǒng)進行浮裝、浮卸貨物。其中浮裝水中大型浮體的基本操作模式是首先向半潛船的壓載艙注水，使半潛船緩慢下沉至其載貨甲板低于浮體的最大吃水并留有一定的富余水深后定位；其次將浮體拖拽至半潛船載貨甲板上方；然后將壓載水從壓載艙中逐漸排出，半潛船緩慢上浮將貨物托起，待上浮到正常航行吃水高度，將浮體綁扎在載貨甲板上；最后半潛船通過長距離航行將浮體運送至目的地。航行至目的地后，半潛船再采用相似的方式將貨物浮卸在目的海域。

2、動力定位技術(shù)：半潛船在海上浮托大型海洋平臺或?qū)⑵浒惭b在海上固定的導(dǎo)管架上時，需要滿足嚴(yán)格的精度要求。半潛船的動力定位技術(shù)，不需要借助錨泊設(shè)備，依托推進器、位置測量設(shè)備、信號傳感器等，通過推進器的推力抵消風(fēng)載荷和浪載荷等外界干擾力，在動態(tài)環(huán)境下穩(wěn)定船舶位置、保持船舶艏向不變。

世界半潛船船隊發(fā)展現(xiàn)狀與競爭格局

隨著全球?qū)�海洋資源開發(fā)的不斷深入，半潛船在超大型貨物和海洋工程設(shè)備的運輸或安裝領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，為全球經(jīng)濟的發(fā)展和國際貿(mào)易的繁榮做出了巨大貢獻。

目前，全球市場中半潛船運力相對集中，形成了由來自中國、荷蘭等多家大型船公司主導(dǎo)的競爭格局。從載重量的角度統(tǒng)計，世界各國半潛船運力分布情況見圖2。

圖2 各國半潛船運力分布情況

中國半潛船運力規(guī)模居世界第一，占全球總規(guī)模的43%。其中，中遠(yuǎn)海運特種運輸股份有限公司(以下簡稱中遠(yuǎn)海特)是亞洲第一、世界第二大半潛船公司。Clarkson數(shù)據(jù)庫顯示，中遠(yuǎn)海特目前擁有半潛船10艘，總載重量51.6萬噸，占世界半潛船船隊總運力的18.5%。中國另有其他5家名列全球前10的半潛船公司，如上海振華船運有限公司、中交國際航運有限公司等，共計擁有半潛船16艘，總載重量68.4萬噸，目前這5家公司總運力占世界半潛船船隊的24.5%。

荷蘭是世界第一艘自航式半潛船的發(fā)源地與傳統(tǒng)強國，目前半潛船運力規(guī)模位居世界第二，占全球總規(guī)模的27%。其中，Boskalis公司是當(dāng)前世界上最大的半潛船公司。Clarkson數(shù)據(jù)庫顯示，該公司共有13艘半潛船，總載重量70萬噸，占世界半潛船船隊總運力25.1%。該公司擁有世界上載重量最大的半潛船“博卡先鋒(Boka Vanguard)”號(見圖3)。

圖3 半潛船“Boka Vanguard”號運輸浮式生產(chǎn)儲油輪/Boskalis

Boskalis公司近十幾年來不斷通過跨國并購快速擴張運力、拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域，2013年收購的Dockwise公司，曾是當(dāng)時世界最大的半潛船公司，鼎盛時期旗下共擁有半潛船23艘，載重量合計90萬噸。目前世界上載重量最大的半潛船“Boka Vanguard”號就是昔日Dockwise公司委托韓國現(xiàn)代重工建造的。該船原名為“Dockwise Vanguard”號，于2012年交付，船長275米，寬79米，設(shè)計吃水11米，最大沉深達31米，一舉將半潛船從6萬噸級提高到了11萬噸級。需要特別指出的是，該船具有巨大的無遮攔裝貨甲板，這是由于不同于以往的三島式設(shè)計，該船采用了四島式的布局形式，艏樓位于船艏右側(cè)，船艏左側(cè)、船艉兩側(cè)布置浮箱。這樣的設(shè)計使得全船甲板貫通，極大地拓展了甲板面積，在一定程度上解除了對貨物長度的限制。

截至2024年初，全球擁有半潛船63艘，載重量278.8萬噸，其中近10年交付的半潛船數(shù)量占半潛船船隊規(guī)模的36.5%。按照承載能力，可將這些半潛船分為五類，各類船型的載重量范圍與船隊規(guī)模分布情況見表1。

表1 各型半潛船分布情況 注：半潛船船型劃分?jǐn)?shù)據(jù)源于中國航海學(xué)會

從表中可以看出，超過三分之一的半潛船屬于載重量為5－7.5萬噸的I型半潛船，數(shù)量為22艘，其總載重量占整個船隊載重量的46%；其次是Ⅱ型與III型，均為18艘；再次是載重量超過8萬噸的0型半潛船，有4艘；最后是載重量小于1萬噸的IV型半潛船，只有1艘。從各型船的平均船齡可以明顯地觀察出半潛船大型化的發(fā)展趨勢，即載重量越大的半潛船，其平均船齡越小。0型半潛船平均船齡僅為7年，這4艘半潛船分別為“Boka Vanguard”號、“新光華”號、“新耀華”號、“華瑞龍”號。

從全球半潛船建造市場看，主要的半潛船造船廠集中在中國。近20年交付的34艘半潛船中，由中國(含臺灣省)造船廠建造的半潛船高達31艘。其中，廣船國際是目前世界最大的半潛船造船廠，近20年建造交付了8艘半潛船，總載重量高達51萬噸，包括目前亞洲最大、世界第二大的“新光華”號。按載重量統(tǒng)計，廣船國際的市場份額接近全球的五分之一。第二大半潛船造船廠商是來自我國臺灣省的臺灣國際造船股份有限公司，近20年建造交付了6艘半潛船，總載重量為39萬噸。

我國半潛船的發(fā)展歷程

我國的半潛船起步較晚，20世紀(jì)80年代才開始逐步涉足半潛船領(lǐng)域。我國最初的2艘半潛駁船“紅河口號”和“沙河口號”均是從日本購進。步入21世紀(jì)，我國在半潛船的設(shè)計與建造領(lǐng)域開始多點突破。

先進性上，2002年交付的“泰安口”號半潛船有世界半潛船“全能冠軍”和“亞洲第一船”之稱(見圖4)。該船由廣船國際為廣州遠(yuǎn)洋運輸公司建造，船 長156米，船寬32米，型深10米，最大沉深19米，載重量1.8萬噸，采用了當(dāng)時世界上最先進的電力推進系統(tǒng)和360度全回轉(zhuǎn)螺旋槳，安裝了動力定位系統(tǒng)，是當(dāng)時全球僅有的十多艘半潛船中最為先進的半潛船。

圖4 “泰安口”號半潛船/COSCO官網(wǎng)

次年8月，其姊妹船“康盛口”號交付。這2艘半潛船投入運營后，我國在特大型貨物運輸能力方面躍居世界第二位，同時也成為第二個設(shè)計建造自航式半潛船的國家，開啟了我國半潛船設(shè)計與建造的新篇章。

大型化上，廣船國際和中船黃埔聯(lián)手為中遠(yuǎn)航運打造了2艘亞洲最大、世界領(lǐng)先的半潛船“祥云口”號和“祥瑞口”號，于2011年先后交付。該姊妹船載重量高達5萬噸，總長216.7米、型寬43米、型深13米、最大沉深26米，裝貨甲板178×43平方米，可承運當(dāng)時世界上90%以上種類的石油鉆井平臺及大型海洋工程裝備。5萬噸半潛船核心關(guān)鍵技術(shù)的突破和順利建成并交付運營，標(biāo)志著我國造船企業(yè)在海洋工程領(lǐng)域的科技水平得到了跨越式提升，也宣告了中遠(yuǎn)航運的海洋重型設(shè)備運輸能力躋身世界前列。

2016年，廣船國際建造的亞洲最大、世界第二的“新光華”號半潛船(見圖5)正式交付船東中遠(yuǎn)海特。該船載重量高達10萬噸，總長255米、型寬68米、 型深14.5米、最大沉深30.5米，裝貨甲板210×68平方米。“新光華”號半潛船的成功交付標(biāo)志著我國在超大型半潛船建造技術(shù)上的重大突破和能力提升，進一步鞏固了我國在全球重型裝備海上運輸領(lǐng)域的競爭力，展示了我國在高技術(shù)船舶建造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

圖5 “新光華”號半潛船/COSCO官網(wǎng)

創(chuàng)新力上，近10年來我國又相繼建造了許多知名的半潛船。

2015年，“東海島”號正式加入南海艦隊?wèi)?zhàn)斗序列，是我國海軍配備的首艘半潛船。該船可作為臨時船塢對受損艦艇實施海上搶修，能夠有效拓展中國海軍裝備投送和戰(zhàn)損救援的方式，進一步提升海軍海上保障能力，在我國海軍走向遠(yuǎn)海的后勤保障方面也發(fā)揮著重要的作用。

2017年，中國首艘軍民兩用半潛船“振華33”號投入運營。該船載重量5萬噸，除了可以托運大型鋼結(jié)構(gòu)件和海上鉆井平臺外，配備專業(yè)維修裝備后可以具備直升機海上中繼保障、艦船海上應(yīng)急搶修和后送等功能。

2023年，由上海船舶研究設(shè)計院設(shè)計、廣船國際有限公司建造的新一代智能化6.5萬噸半潛船“祥泰口”號(見圖6)建成交付，該船具備B級冰區(qū)航行能力，設(shè)置自動化報警點達1萬多個，隨時感知全船情況，滿足海洋工程裝備安裝運輸?shù)母呔�度要求，代表了半潛船智能發(fā)展的新方向。

圖6 新一代智能化半潛船“祥泰口”號/COSCO官網(wǎng)

隨著我國在半潛船建造能力和技術(shù)創(chuàng)新上的不斷突破，已經(jīng)逐漸成長為世界半潛船設(shè)計建造水平最高的國家之一，展現(xiàn)出了我國在高端半潛船設(shè)計和建造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。大型化、智能化半潛船的不斷交付運營，提升了我國在全球航運市場的競爭力，深度影響著全球半潛船運輸市場的格局。

應(yīng)用展望

從最初簡單的概念到如今復(fù)雜而先進的技術(shù)體系，半潛船的發(fā)展歷程充分展示了人類智慧的力量和科技創(chuàng)新的魅力。如今，半潛船已經(jīng)成為了重大件海運領(lǐng)域的一顆耀眼明星。未來，隨著市場需求的更加多樣化，半潛船將會不斷突破技術(shù)瓶頸，在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。涉及的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用領(lǐng)域拓展包括：

1、半潛船的技術(shù)創(chuàng)新將朝著智能化方向發(fā)展，主要集中在智能監(jiān)測、智能決策和智能控制等領(lǐng)域。例如在潛浮作業(yè)中，通過監(jiān)測壓載艙內(nèi)水位信息并傳遞至智能決策系統(tǒng)，從而快速設(shè)計出貨物的最優(yōu)裝載位置與壓載水分配方案，實現(xiàn)半潛船調(diào)載智能決策。

2、半潛船可向海上流動維修平臺方向發(fā)展，拓展海上維修業(yè)務(wù)領(lǐng)域。海上作業(yè)的大型海洋工程裝備故障后，將其拖回岸基維修既費時又費力。半潛船配備先進維修設(shè)備與工具后，可以通過浮裝托舉故障海洋工程裝備出水，在寬闊的甲板直接開展維修作業(yè)。

3、半潛船可作為軍民融合的重要載體，拓展海上應(yīng)急保障功能。半潛船的船型特點及功能優(yōu)勢，使其不僅具有作為海上預(yù)置平臺、臨時船塢的潛在用途，還能在大型軍事裝備的戰(zhàn)略投送、軍事海運等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，為海軍走向遠(yuǎn)海提供關(guān)鍵支撐與保障。

半潛船，作為大國重器，未來必將在全球海洋經(jīng)濟及戰(zhàn)略格局中扮演更加重要的角色。

作者：大連海事大學(xué)綜合運輸研究所 趙瑞嘉 韓立昌 謝新連