中国船级社
船用硬质翼面帆评估与检验指南 2020
2020年7月1日生效北京
誉目
前言
1.1一般规定1.2附加标志.1.3定义与缩写..1.4目标和功能要求.
第2章船舶设计与布置第1节一般规定 .82.1.1目标.82.1.2功能要求. .8第2节图纸资料. .82.2.1送审图纸和资料 .82.2.2备查图纸和资料 ..102.2.3船上应保存的图纸和资料 10第3节风帆装置对船舶影响及其评估.102.3.1设计原则. 102.3.2风险评估 112.3.3典型影响及评估方法 12第4节安装风帆装置船舶附加的检验和试验要求 172.4.1一般要求. 172.4.2附加的检验和试验的要求 .17
第3章风帆装置. 19第1节一般规定 193.1.1目标... .193.1.2功能要求. 193.1.3图纸资料.21
3.1.4故障模式与影响分析（FMEA） ...2第2节风帆结构. ..243.2.1一般规定. ...243.2.2计算载荷与工况 ...263.2.3结构强度评估方法及衡准 273.2.4疲劳强度评估方法及衡准 .313.2.5机械部件强度评估方法及衡准 .343.2.6振动与谐摇分析....36第3节操帆装置和控制、监测报警、安全系统 ..373.3.1一般规定. ..373.3.2定义3.3.3操帆装置3.3.4操帆装置的控制、监测报警与安全系统3.3.5供电和线路敷设 ..41..43.3.6风帆装置数据采集. ..443.3.7帆/桨联合控制系统 45第4节风帆装置制造、工艺和试验 ..473.4.1一般规定... ..73.4.2设计认可.. ..73.4.3认可后检验要求 .483.4.4船上安装后检验/试验要求 ..51附录1某金属材料风帆装置的《风帆装置产品持证清单》 ...53第5节风帆装置操作要求 .553.5.1一般规定. 553.5.2操作手册编制要求.553.5.3操作要求 563.5.4维护和保养要求， 56
第4章风帆辅助推进船舶EEDI计算和验证 .57
第1节一般规定. ..574.1.1目标......574.1.2功能要求. ...574.1.3编制依据. ...57第2节风帆辅助推进船舶EEDI计算方法 .574.2.1Attained EEDI计算公式 574.2.2AttainedEEDI公式中参数含义和选取方法 584.2.3推力矩阵F(V ..594.2.4风场概率矩阵W.. 60第3节风帆辅助推进系统对EEDI贡献度验证方法 ..604.3.1验证程序. .604.3.2设计阶段的前期验证 ..14.3.3试航阶段的最终验证63
第5章风帆装置营运检验要求 .67第1节一般规定. 67第2节需重点关注结构或设备. .675.2.1结构部分.. ..675.2.2机电设备部分..68第3节检验和试验要求 .685.3.1年度检验要求. ..685.3.2五年度全面检查要求 69
前言
节能、环保一直是近年来航运关注的热点之一，也成为船舶设计优化的趋势和目标.自船舶能效设计指数（EEDI）要求强制生效以来，业界从航速优化、型线优化、机奖匹配、节能装置等多方面优化设计，使得EEDI值和船舶能耗不断降低.但同时也应注意到另一个趋势，就是常规的船舶设计技术手段的节能潜力正在逐步减小，很多船型要满足EEDI第3阶段指标要求还存在较大困难.为此，必须寻找新的提高船舶设计能效的替代方法.
太阳能和风能作为公认的替代能源，目前在航运方面应用程度有限.风能作为船舶最原始的驱动方式，在人类航海史上曾经起过不可替代的作用.人类在风帆驱动方式的应用方面，有着丰富的经验和积累.在寻找新的方法提高船舶能效设计指数时，自然会将眼光转向风能的利用.
船舶使用风能作为驱动力，一般会采用风帆直接驱动技术，当然还包括风力发电后作为船舶推进动力的风力间接驱动技术.风力直接驱动常见的方式一般有栀式传统阻力帆、翼面升力帆、富莱特纳旋筒和风筝帆等，其中：阻力帆和风筝帆均系采用相当面积的受风装置承受风压，从而因风压的作用产生推进力：翼面升力帆系利用气流在特定装置的表面发生流场改变，从而利用气动学原理产生推进力：富莱特纳旋简系利用气流通过高速旋转的圆筒时，产生压力差的马格努斯效应产生推进力.随着空气动力学技术以及船舶设计手段的进步，采用空气动力学原理的升力帆和富莱特纳旋筒技术，因其辅助推进效率较高，逐步成为利用风能提高船舶能效的首选.
风帆技术，特别是升力帆技术在现代设计内燃机推进的船舶上作为辅助动力应用，目前整个业界尚缺乏成熟的经验.一方面是风帆应用缺乏法规框架和技术标准的支持：另一方面，为产生足够的推进力，现代设计风帆的尺度一般较大，除自身结构强度和驱动装置等多面临的技术问题外，还会对船舶的结构、布置等原有常规设计造成影响，存在一定的技术和操作性风险.
本指南从安全角度出发，对常规设计船舶使用硬质翼面升力帆作为辅助推进装置的设计、布置、控制监测、制造、安装试验/检验、操作等方面做出规定，旨在为船舶和风帆装置设计、建造、检验/试验、操作等提供指导.
