油輪是油船的俗稱，是指運輸原油、成品油等石油產(chǎn)品或其他油類產(chǎn)品的遠洋自航式船舶，是世界航運市場傳統(tǒng)的三大貨船之一。根據(jù)類型，油輪可分為成品油船、原油油船、油罐船、化學品船；根據(jù)船體類型，油船又可分為大家熟悉的巴拿馬型油船、阿芙拉型油船、蘇伊士型油船、超大型油船和ULCC。
1878年，英國建造了一艘專門運載油類的船舶“佐羅斯特”( Zoroaster）號，長56米，其直接將油料裝在貨艙內(nèi)，標志現(xiàn)代油船發(fā)展進入了新的時代。1980年，日本改建出了“海上巨人”號，其總長458.54米，船寬68.8米 ,型深29.8米，吃水24.6米，載重星56萬噸 ，是世界上最大的船舶。2010年中國自主設計并建造載重量32萬噸超大型油船，這標志著中國已具備全系列的油船研發(fā)能力，中國油船設計和建造實現(xiàn)了歷史性跨越。
油輪載運的是石油、化學品這類危險的“特殊貨物”，油船在構造、設備和營運方面具有以下特點：①對防火安全要求嚴格。imo（現(xiàn)改為國際海事組織）1978年議定書規(guī)定，載重量2萬噸以上的新造油船，須有惰性氣體防爆設施；為避免貨油或油氣滲漏，貨油艙區(qū)同首尖艙、機艙、泵艙之間，須有隔離艙；機艙須設在尾部，以防止因煙囪火星落到貨油艙區(qū)而引起火災。②貨油艙用1～3道縱艙壁和4～10道橫艙壁分隔，以減少自由液面對船舶穩(wěn)性的影響，也便于不同種類的石油分別裝載。③用專門的油泵和油管進行裝卸，能在幾小時到一晝夜間把全部貨油裝卸完畢；為便于卸凈艙底殘油，設有掃艙管系；為降低重質(zhì)貨油的黏度以便裝卸，設有加熱管系；甲板上一般不設起貨設備和大的貨艙口。④未設專用壓載艙的油船，滿載航行時干舷很小，甲板易于上浪，故常在甲板上架設步橋，以利船員通行。⑤船體長深比大，彎曲力矩較大，故結(jié)構多采用縱骨架式，以增加縱向強度。⑥1983年10月生效的《1973年國際防止船舶污染公約》要求新造的載重量2萬噸以上的原油運輸船和載重量3萬噸以上的成品油船，須設置專用壓載水艙，新油船必須設有原油洗艙設備。⑦為減少溢油事故產(chǎn)生的巨大環(huán)境危害，1992年國際海事組織通過對《1973年國際防止船舶污染公約》及1978年議定書的修改，規(guī)定了新建的有關船舶必須符合雙殼標準，且單殼油船應逐步淘汰；2003年通過的MARPOL公約修正案進一步將單殼油船淘汰的年限提前至2010年。
發(fā)展歷程
世界上首次出現(xiàn)油船是在19世紀后期，此后隨著各國經(jīng)濟發(fā)展對石油需求量越來越大，石油運輸貿(mào)易急劇增加，伴隨著石油工業(yè)與油船制造技術的飛速發(fā)展，油船得以快速增長。在油船100多年的發(fā)展過程中，經(jīng)歷了專業(yè)化、大型現(xiàn)代化、綠色安全、節(jié)能環(huán)保等主要階段。
早期專業(yè)化油船的誕生
1859年8月27日，美國在賓夕法尼亞州的泰特斯維爾村運用鉆鹽井技術，開采出了美國第一口油井，這就是現(xiàn)代石油工業(yè)的發(fā)端。隨著石油產(chǎn)量的增加，原油運輸和儲存成了問題。當時人們運輸桶裝的石油主要依靠駁船，后來又利用帆船來進行運輸，這些早期的簡易運輸船舶為專業(yè)油船的出現(xiàn)奠定了基礎。1861年美國第一次進行跨海運輸，一艘雙桅帆船“伊麗莎白·瓦特(Elizabeth Watts)號用木桶裝了224噸石油從美國東海岸的費城運到英國倫敦。但這樣運輸存在不少問題：木桶自身的質(zhì)量及不規(guī)則的形狀造成虧艙，減少運載量；運輸過程中存在因木桶破損或油品漫漫浸潤木桶造成的石油泄漏和貨損，甚至會引起火災。這些問題后來在采用了鐵制油柜后得到了解決。1869年載重量為800噸的“查爾斯”（Charles）號油船裝運了59個鐵制油柜，每個油柜可裝13噸油品安放在貨艙內(nèi)和甲板上，航行于歐洲與美國之間。1878年，英國建造了一艘專門運載油類的船舶“佐羅斯特”(Zraster)號，該油船以蒸汽機為動力，長56米。直接將油料裝在貨艙內(nèi)，這對專業(yè)油船的建造是一次成功的嘗試，也標志現(xiàn)代油船發(fā)展進入了新的時代。
1886年第一艘具有現(xiàn)代油船特征的散裝油船“好運”(Guckauf)號終于誕生，它屬于德國－美國中國石油天然氣集團有限公司，該型油船全長97米，采用中國動力助推和蒸汽機為動力設置了專用的貨油泵和管道系統(tǒng)裝卸石油，可裝載約3000噸石油。其船體結(jié)構與設計，全以載運油類貨物為主，貨油艙分隔成許多個大小油艙，船殼即為容器?！昂眠\”號油船作為一艘比較專業(yè)的油船，它設計了一個完整的活動油槽，首次改變了縱向隔板的建造結(jié)構，成為現(xiàn)代油船的先驅(qū)，從而帶動了油船的迅速發(fā)展。1892年7月22日，在英國殼牌運輸貿(mào)易公司所有人馬庫斯·塞繆爾的推動下，世界上第一艘專用油船“骨螺”號終于在翰德普爾江南造船建成，該船還是第一艘裝載巴庫煤油、第一艘通過蘇伊士運河的散裝油船。1893年馬庫斯塞繆爾已擁有十幾艘類似于“骨螺”號的油船。
早期的油船所使用的燃料主要是煤炭，在第一次世界大戰(zhàn)期間，為了提高油船的裝載能力和續(xù)航力，油船動力燃料從煤炭改為燃油，并采用以蒸汽為動力的大排量往復泵來提高貨油的裝卸速度。在第二次世界大戰(zhàn)期間，船體結(jié)構焊接技術得到了廣泛應用，減少了油船鉚接船體的自然泄漏，為油船向大型化發(fā)展奠定了基礎。此后，隨著船體采用新型材料，油船對石油中有害成分的抗腐蝕能力得到了極大提高。同時，隨著石油化學工業(yè)的發(fā)展，原油和成品油的運輸更趨向?qū)I(yè)化，出現(xiàn)了更加專業(yè)的原油運輸船、成品油船，以及化學品運輸船等多種特種油船。
大型現(xiàn)代化油船的發(fā)展
20世紀60年代以來，隨著中東石油的大量開采及世界各發(fā)達國家之間的經(jīng)濟迅猛發(fā)展對石油的依賴，石油運輸量得到了迅速增長。1914年世界油船噸位占世界商船總噸位3%，1930年，世界油船占世界商船總噸位上升到10%，1960年上升為近33%，1980年再上升為50%。為了取得更高的經(jīng)濟效益，原油運輸船在航道條件許可情況下向大型化和超大型化方向發(fā)展趨勢非常明顯。
1928年，德國不來梅伍爾坎船廠建造的“斯蒂爾曼”號油船，船長178米，裝備4300馬力的柴油機，載重量23060噸，刷新了當時世界油船載重量的記錄。該船也是當時世界最大的柴油機驅(qū)動船舶。1942年6月6日，“斯蒂爾曼”號油船在中美洲海域被潛艇擊沉。1956年，由蘇伊士運河封閉，被迫繞道非洲好望角運距大幅度增加，導致油船數(shù)量和噸位增加的競爭加劇，日本在這場競爭中領先，在1959年2月、1966年12月、1968年3月、1975年底，日本分別建造了世界首艘載重量超過10萬噸的油船“宇宙阿波羅”號、20萬噸的油船“出光興產(chǎn)丸”號、30萬噸級的油船“宇宙愛爾蘭”號、40萬噸級的油船“伯格王”號。1977年，日本日立重工為埃索石油公司建成2艘載重量51萬噸級油船:“埃索大西洋”號和“埃索太平洋”號，該型船長406.6米，型寬71米，成為世界上最長、最寬的船。1981年，由貨船“追浜”號改建而成的油船“海上巨人“號首航波斯灣，該船長458.45米，寬68.86米，原油裝載量56萬噸是全球航運史上最大噸位油船，也是人類有史以來建造過的最大載重量船舶。
歐洲和韓國等國家和地區(qū)的油船建造也發(fā)得很快。1976-1979年，法國阿爾斯通公司大西洋船廠陸續(xù)建成4艘“巴提留斯”級巨型油船，該船載重量55.5萬噸，船長414.23米，是第一艘載重量突破50萬噸的油船，也是世界第一艘長度超過400米的船舶。1978年，瑞典建成一艘巨型油船納尼號，后改名“海上世界”號，該船以79米的船寬成為迄今為止世界上最寬的船。1993年，丹麥建造了30萬噸“埃利奧馬士基集團”號是世界上第一艘雙殼超大型油船。2003年韓國大宇重工建造了4艘45萬噸的T1級雙殼巨型油船，該型船長380米，舷寬68米，航速16.5節(jié)，它們是近30年來第一批超過40萬噸的雙殼油船，是目前世界上在營運的最大載重量的內(nèi)燃機油船。
縱觀油船的發(fā)展，船的載重量一個比一個大，但其發(fā)展規(guī)律其實并非如此。21世紀初，由于巨型油船在經(jīng)濟性上沒有達到預期的目標，且受有些海峽、航道深度的限制，同時隨著西方國家能源結(jié)構從以石油為主逐漸轉(zhuǎn)向多元化，使巨型油船開始過剩，建造數(shù)量也大大減少。截至2005年，50萬噸以上的巨型油船再也沒有新出現(xiàn)過，已有的巨型油船也大多改作海上儲油船使用。通過實踐，造船界和航運界一致認為超大型油船以30萬噸最好；而對于成品油船，因受貨物批量以及港口、煉油廠設備和能力的限制，其載重量一般為2萬-5萬噸，最大載重量為11萬噸。
綠色安全型油船的研制
自20世紀70年代末以來至21世紀初，油船在趨于大型化的同時，開始逐漸加強了對防油污染和安全的關注，特別是一些大型油船海難事故的發(fā)生，造成了嚴重的海洋污染，也催生了一批新的國際油船公約規(guī)范，如《經(jīng)1978年議定書修訂的1973年國際防止船舶造成污染公約》《 1990年國際油污防備、反應和合作公約》和《共同結(jié)構規(guī)范》，對油船的設計和建造產(chǎn)生巨大影響。
第一，專用壓載水艙油船的誕生。早期油船污染海洋的原因主要有三個方面：一是壓載水、洗艙水的排放；二是裝卸貨油作業(yè)時的意外溢油；三是碰撞和擱淺而造成的貨油外溢。imo早就注意到船舶的營運有可能造成海洋污染，并制定了《1954年國際防止海洋油污染公約》，以及1962年和1969年修正案，防污染公約和修正案對油船的營運提出了相應的要求。但這些要求并不足以避免油船泄漏造成大規(guī)模的油污事故。在20世紀60年代以前，油船貨艙區(qū)不設專用壓載艙，而是利用貨油艙兼作壓載艙，貨油泵兼作壓載泵。那時候人們對油船的海洋環(huán)保意識和船舶安全性認識不足，但隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展和對石油的需求越來越大，油類海運貿(mào)易量劇增，這種傳統(tǒng)單殼無專用壓載艙油船在海洋污染和船舶安全性上的潛在隱患得到了充分暴露，也提醒了imo對油船海洋污染和船體結(jié)構安全性的重視。例如，一般油船卸完貨油后，貨油艙殘油可達0.3%-0.5%。一艘60000噸的油船殘油就有200噸左右。如果貨油艙兼作壓載水艙，盡管船舶設有油水分離器和排油監(jiān)控裝置等，但每年仍有大量的石油通過這一途徑流入海洋。另外，洗艙水系指修船前或油船換載（如裝原油改裝成品油）時清洗貨艙或油柜的洗滌水。洗艙水排放時，含油濃度通?？蛇_0.3%。由此可知，由于壓載水、洗艙水等管理處理不當引起的海洋污染不可忽略。在1978年，IMO通過了MARPOL 73/78.規(guī)定：在載重量為20000噸及以上新建的原油船和載重量為30000噸及以上新建的成品油船必須設專用壓載艙，并要求達到規(guī)定的容積，以利用專用壓載艙壓載時達到規(guī)定的吃水。由于專用壓載艙及其管道和壓載泵均與貨油系統(tǒng)完全分開，構成了一個獨立的壓載系統(tǒng)，因而保證了壓載水不被貨油污染。這種專用壓載艙的壓載水可以直接排放到海中，不必擔心可能出現(xiàn)的海洋污染。
第二，現(xiàn)代雙殼油船的興起。傳統(tǒng)的油船是單底單殼的，全船只有機艙區(qū)域設雙層底。由于現(xiàn)代油船的噸位越來越大，因而其碰撞、擱淺以及類似的意外事件所造成溢油的情形越來越嚴重，使得海上油污染也日益加劇。一艘現(xiàn)代化超大型油船發(fā)生海難，造成石油對海洋污染的程度，往往比以前幾十年世界全部船舶所造成的污染還要大，而且?guī)淼闹苯咏?jīng)濟損失也是嚴重的。由于單殼油船不斷出現(xiàn)意外事故，2003年，imo召開的IMO海上環(huán)境保護委員會第49次會議上，審議了歐盟關于在全球范圍內(nèi)加速淘汰單殼油船的提案，并于2003年10月的海上環(huán)境保護委員會50次會議上通過淘汰單殼油船及禁止單殼油船載運重質(zhì)油的MARPOL 73/78修正案。由于強制淘汰單殼油船，需建造大量的雙殼油船來補充全球原油運輸市場，但各船級社的結(jié)構設計規(guī)范差異較大，對油船的結(jié)構設計安全標準的不一致，會造成設計隱患和不公平競爭。為此制定了HCSR規(guī)范。
節(jié)能環(huán)保型油船的開發(fā)
大氣中二氧化碳含量增加帶來的全球氣候變化已被確認為不爭的事實，并直接催生了以低能耗、低污染、低排放為基礎的“低碳經(jīng)濟”概念。與此相適應，在海事界，“新造船要更安全、更環(huán)保、更先進”已經(jīng)成為一種世界性的潮流。到了2010年以后，隨著國際社會對綠色環(huán)保的關注，imo推出了大量綠色節(jié)能船舶規(guī)范，包括船舶能效設計指數(shù)（energy efficiency design index，EEDI）、現(xiàn)有船舶能效指數(shù)（energy efficiency exisiting ship index，EEXI）、碳排放強度（carbon intensity indicator，CID）硫氧化物以及氮氧化物排放控制、壓載水管理公約等，并制訂了新標準貫徹時間表，推動了油船設計朝著更加節(jié)能、環(huán)保的綠色油船方向發(fā)展。
構造原理
為了保證石油的運輸、儲存以及裝卸的安全與便捷，除了油船專用系統(tǒng)之外，與其他船型相比，油船在艙室布置、水動力性能以及結(jié)構構造等方面也有其獨特之處。
油船船型
油船一般采用單層連續(xù)甲板，單槳、單舵，上層建筑及機艙布置在艦部，貨油艙采用雙殼雙底保護。雙殼雙底作為專用壓載艙。機艙與貨艙之間采用泵艙或燃油艙等進行隔離。貨油泵布置方式主要有集中布置和獨立布置。集中布置方式將多臺貨油泵布置在專門的泵艙內(nèi)，通過集中管道連接每個貨艙；獨立布置方式則將貨油泵布置在單個貨艙內(nèi)，并設獨立的管路。貨艙區(qū)域艙壁結(jié)構形式分為平板艙壁和槽型艙壁兩大類，與所裝貨品及貨油泵配置相關。槽型艙壁大多數(shù)有上、下凳座，甲板骨材上翻，船中設置人行步橋。貨艙中部布置貨油集管區(qū)及貨油吊。大型油船通常在甲板上設有直升機降落標記或懸停標記。
艙室布置
油船的主船體一般設有艏尖艙、貨油艙、污油水艙、專用壓載水艙、貨油泵艙、脫尖艙、上層建筑、機艙、舵機艙等主要艙室。
艏/艉尖艙
尖艙位于艏部結(jié)構防撞艙壁之前，通常作為壓載水艙使用。在設計時，常常將其先設為空艙，這樣可以大大降低壓載工況下的設計中拱彎矩，從而減輕船體結(jié)構質(zhì)量。尖艙位于機艙后壁之后，舵機艙平臺以下，通常作為壓載水艙使用，主要用于滿載工況下調(diào)整船舶浮態(tài)。由于不能與貨艙危險區(qū)的壓載水艙相連通，艦尖艙的壓載水不能使用專用壓載泵而是利用機艙的消防總用泵操作。
貨油艙
貨油艙位于部，總長占整個船長的60%-80%，個別船型甚至超過80%。由于在實際使用中曾發(fā)生各種海難事故，包括火災、爆炸等安全事故和船舶破損泄油嚴重污染海洋環(huán)境事故，為了提高油船的安全和環(huán)保性，imo海上安全委員會和海上環(huán)境保護委員會提出了油船貨油艙布置需滿足的一系列的要求。如設計中通過縱、橫艙壁分隔形成多組貨油艙，這既是考慮裝載多貨物品種的需要，也是考慮了船舶破艙穩(wěn)性，并降低貨油泄漏造成海洋污染的風險。
污油水艙
早期油船常用貨油艙兼作壓載水艙，含油污水直接排出舷外造成海洋污染，為此MARPOL 73/78規(guī)定油船應設置污油水艙，把洗艙后所產(chǎn)生的污油水、殘油或污壓載水等留存在污油水艙，經(jīng)處理達標后方可排出舷外。
專用壓載水艙
油船運輸特點是空載至產(chǎn)地港，裝滿油后運至目的港。當貨油艙中不載油時，船體的吃水淺。船的推進器如果沒有完全浸入水中，在海上航行非常不安全，初期常用貨油艙裝壓載水來達到所需的吃水。但這樣的操作過程有兩個主要的后果：一是貨油艙清洗工作量大；二是從貨油艙中排出的洗艙水是含油的，會污染海洋。特別是萬噸級以上的油船，其貨油艙的容積大，排出的洗艙水多，對海域的污染更加嚴重，于是MARPOL 73/78強制規(guī)定設置專用壓載水艙來解決這個問題。
貨油泵艙
為防止油類蒸汽滲透、防火、防爆，貨油艙與機艙、起居艙室、服務艙室之間均應設有隔離空艙。通常采用貨油泵艙、燃油艙或?qū)Ｓ脡狠d水艙兼作隔離空艙。
機艙
油船的機艙通常布置在艉部，為艉機型船。機艙布置重點關注主機軸線高度，主機安裝與檢修空間，氣缸吊缸高度，排氣管布置，機艙各層平臺高度，主發(fā)電機、鍋爐、貨油泵的原動機、壓載泵的布置空間，集控室、機修間、分油機室的布置位置，燃油艙、滑油艙的布置和容積核算，逃出口、梯道布置，甲板上的二氧化碳室、應急發(fā)電機室、惰性氣體室、機艙棚布置等。
上層建筑
油船上層建筑位于機艙之上，設計師根據(jù)船上定員及各功能艙室要求，優(yōu)化上層建筑布置。基本原則就是上、下結(jié)構盡量對齊，以使振動噪聲性能滿足要求。同時，上層建筑的層高需要考慮駕駛視線和裝數(shù)影響。主甲板振動噪聲較大，不宜安排起居艙室，主要布置冷庫、空調(diào)機室、液壓泵間等，第二層甲板以餐廳、廚房、貨控室等公共處所為主，再向上根據(jù)船員等級逐層布置。大型油船的機艙棚通常與上層建筑采取分離布置，以減輕振動和噪聲的影響。機艙棚旁通常布置有二氧化碳室或機艙泡沫間、應急發(fā)電機、惰性氣體室等，煙囪高度一般高于羅經(jīng)甲板3米，以避免煙塵對駕駛室的影響。
油船水動力性能
與其他船舶一樣，油船水動力性能主要包括快速性、操縱性、耐波性。針對油船的總體特性，水動力性能有不同的要求，需要采取一些特殊的措施。
快速性要求及相關措施
船舶在水面航行時，受到空氣和水對船體的作用力。其中，與船體運動方向相反的流體作用力以及風的阻力均稱為船舶阻力。船舶依靠螺旋槳或其他推進器推動，它對船的作用力稱為推力。對肥大型油船而言，降低船舶阻力和提高船舶的推進效率是兩個重要研究方向。其目的是提高營運經(jīng)濟性，降低主機的油耗。一般油船是淺吃水、肥大型的船舶。這種類型船舶的水阻力相對大。當航速超過經(jīng)濟航速時，阻力會快速增加，所以油船的航速并非越快越好。經(jīng)濟航速往往是船舶所有人根據(jù)營運市場情況確定的。在目前溫室氣體減排和降低燃油成本的背景下，新設計船的航速有下降的趨勢。目前大型油船設計航速約14.5節(jié)。水動力性能是油船能耗的關鍵，水動力性能優(yōu)化主要集中于以下幾個方面：
1、線型優(yōu)化。線型優(yōu)化的方法主要有計算流體動力學（computer fluid dynamics，CFD）技術與船模試驗。目前的線型開發(fā)基本上都是首先進行CFD優(yōu)化和優(yōu)選，然后進行船模試驗驗證。傳統(tǒng)油船船首基本都是采用球鼻艄形式，以降低船舶的興波阻力。近年來隨著設計航速的降低，新的直立船首形式在部分船型上得到了應用。
2、節(jié)能裝置。艉部節(jié)能裝置對于肥大型船通常有較好的節(jié)能效果。艉部節(jié)能裝置根據(jù)安裝位置主要分為槳前、槳中和槳后。節(jié)能效果因船因槳而異。同一種節(jié)能裝置在不同的線型上，或者不同的螺旋槳的前方/后方，效果均會產(chǎn)生差異。節(jié)能裝置的優(yōu)化需結(jié)合線型設計和螺旋槳設計進行，每型船的節(jié)能裝置都需度身定制?？傊?，較差的線型及螺旋槳設計?節(jié)能裝置更易取得較好的效果，反之亦然。
3、螺旋槳優(yōu)化常規(guī)螺旋槳設計已經(jīng)很成熟，不同設計方法的螺旋槳效率已不會有大的差別。新型低轉(zhuǎn)速主機的應用，可以降低轉(zhuǎn)速，增大螺旋槳直徑，從而提高推進效率。由于油船螺旋槳的空泡問題并不嚴重，新設計油船螺旋槳的盤面比越來越小，以獲得更高的推進效率。為了提升整體的水動力優(yōu)化效率，線型、節(jié)能裝置、槳、舵的一體化設計也是現(xiàn)在的主流趨勢。
操縱性要求及相關措施
對油船而言，操縱性極為重要。因為油船的油艙內(nèi)存放的油是汽車油箱中存放油的幾萬倍甚至幾十萬倍，一艘油船如在海上被撞破損或擱淺，貨油泄漏的后果將極為嚴重。通常，良好的操縱性包括：
1、足夠的航向穩(wěn)定性，即不操舵時航向偏離足夠小或操舵次數(shù)少且能保持航向不變的能力。與集裝箱船等其他船型相比，油船的長寬比較小，對航行穩(wěn)定性不利，因此油船設計時要特別關注航向穩(wěn)定性。2、良好的應舵性能，即中小舵角（以10度、20度為考核）時船航向改變的及時性。
3、符合要求的大舵角回轉(zhuǎn)性能。
4、應急停船性能，即改變螺旋槳推力方向使船及時降速或停止前進的能力。
對于一些特定航線的油船，如需要頻繁進入長江的大型油船，操縱性的好壞直接關系到船舶的安全，成為設計重點關注的問題。提高操縱性主要有以下方法：
1、采用全懸掛舵。全懸掛舵與半懸掛舵相比，最大轉(zhuǎn)舵角度可達65度，相同舵面積的操縱性更好，省去了掛舵臂。
2、提高舵面積比。在艉框限制的情況下，舵面積盡量增加，可以同時改善回轉(zhuǎn)性和航向穩(wěn)定性。雖然舵面積增大會引起舵機功率增加，但相比于操縱安全性，特定需求船型是值得采用的。
3、采用高效舵葉剖面。常規(guī)舵葉采用美國國家航空咨詢委員會翼型剖面，如從提高操縱性考慮，則魚尾舵效果更好。
4、采用側(cè)推裝置。采用側(cè)推裝置可以改善進、出港的操縱性。但航速超過5節(jié)后效果就非常有限了，因此無法改善正常航行的操縱性，同時側(cè)推裝置的開口也會增加一定的阻力，從而影響油耗，并且投資成本較高。
耐波性要求及相關措施
船舶大多數(shù)情況下都在風浪中航行，因此在設計中必須考慮船在風浪中的性能。油船的耐波性與其主尺度、肥大程度有關。對耐波性來講，船越長越有利。但為了追求經(jīng)濟效益，油船往往取較短的船長及較大的方形系數(shù)，這對耐波性是不利的。耐波性的改善可以采取下述的兩種方法：一是設置 舭龍骨，既可以降低船舶運動幅值，又可以降低加速度；二是在壓載水量一定的情況下，降低雙層底高度，加大舷側(cè)雙殼之間的間距，提高壓載狀態(tài)的重心高度，降低初穩(wěn)性，減少橫搖加速度。當然，如果船舶的耐波性得不到改善，通常會導致船舶遭受海浪砰擊。為了減少海浪砰擊造成的損害：一方面可對船體底部作特別加強。因為油船常規(guī)航運是滿載出港，卸油后壓載航行回港，在壓載工況時船體的吃水較淺，容易出現(xiàn)箱底出水和砰擊的現(xiàn)象，為此要求對船體底部進行加強。另一方面降低艄部甲板入水的概率。油船在海浪中航行，由于遠處傳來的涌浪，造成船體運動而甲板上浪，甲板上浪易損壞甲板機械，也可能對船員生命安全造成威脅。對于7萬噸以下的中、小型油船，通常設有升高的艏樓以減少甲板上浪的現(xiàn)象。
油船結(jié)構
油船載運液貨，船體結(jié)構較其他類型的干貨船受力更大，構件的腐蝕程度也較嚴重，因此在油船設計時其結(jié)構特征必須妥善考慮。由于絕大部分油船的結(jié)構是鋼質(zhì)的，其結(jié)構特征與貨品特性、任務使命及所承受的載荷特點均有關，且其結(jié)構特征與其他運輸船不同之處主要集中在貨艙區(qū)域。
貨油的液態(tài)屬性對結(jié)構的影響
承載液體的容器如果一直處于運動與靜止反復變換的狀態(tài)下，那么比承載同樣質(zhì)量固體的容器更容易出現(xiàn)疲勞破壞。因此，油船比運輸固體貨物的船舶需要用更多的鋼材來承受更大應變能，油船空船質(zhì)量比同樣載重量的散貨船略重一些。對于油船結(jié)構而言，由于船體在海上承受較大的波浪載荷，6個自由度（橫搖、縱搖、橫蕩、縱蕩、垂蕩、艄搖）上均有運動加速度，因此在多個方向上有晃蕩載荷。另外，由于貨艙內(nèi)液體的晃蕩，可能導致船舶的穩(wěn)性損失，因此較大油船的貨艙一般設置有中縱艙壁，這樣還可以大大減小甲板和底部橫向強構件的支撐距離，增加貨艙區(qū)域結(jié)構承受剪力的能力。中縱艙壁將油船貨艙分隔成左、右兩部分。為保持一定的單艙容積，同時設置一些橫艙壁將油艙分隔，一般單個油艙的艙長大于艙寬。因為貨油可以通過輸油管輸入或者輸出而不需要設置額外的大型卸貨艙口。
貨油的污染性對結(jié)構的影響
世界上早期的油船都是單底單殼的，后來由于油類泄漏對海洋造成嚴重污染，IMO規(guī)定對于載重量5000噸或以上的油船必須設置雙層底和雙殼，這大大加強了油船的局部剛度，增強了船體輕度受損情況下的生存能力和環(huán)保性能，大大減少了對海洋的污染。
貨油的腐蝕對結(jié)構的影響
油船需要反復裝載、卸載不同的油品，由于油品的黏度高，貨艙卸油之后往往殘留部分余油。不同化學成分的油品的腐蝕性對結(jié)構會造成嚴重影響。尤其是油艙的頂部，由于少量油氣化的蒸發(fā)氣與空氣混合后對甲板的腐蝕較大，因此油船的甲板需要使用更厚的鋼板以保證被腐蝕之后船體的安全性。結(jié)構共同規(guī)范對油船貨艙頂部有著更高的鋼材腐蝕余量要求。
油品的黏度高，在低溫情況下的流動性較差，容易凝結(jié)，因此低溫條件下，在裝、卸油的過程中，需要通過貨油艙加熱系統(tǒng)對油品進行適度的加熱，以增加其流動性。此時貨油艙相鄰的壓載艙溫度不高，貨艙與壓載艙的邊界艙壁則處于高低溫熱交替的過程中，這樣，一方面容易在鋼質(zhì)結(jié)構上產(chǎn)生溫度應力，另一方面也會加快鋼板的腐蝕。
油船隔艙裝載對結(jié)構的影響
一般裝油地點只有一處，但卸油地點也許會有多處；有些裝油地點的貨油供應不足，導致貨油艙不能裝滿。為此，必須考慮一個或者多個貨艙可能為空艙的情況。橫向的隔艙裝載和縱向的隔艙裝載都可能大大增加油船的總載荷和局部載荷，對于滿艙與空艙交界處的結(jié)構強度要求往往很高。
貨油品種對結(jié)構的影響
原油船和成品油船貨艙區(qū)域的結(jié)構特點差異較大。一般成品油船裝載不同油品前必須徹底洗艙。為了節(jié)省洗艙的成本，減少艙內(nèi)結(jié)構構件的表面積，尤其是水平構件的表面積，成品油船的橫艙壁和中縱艙壁一般為槽形艙壁，其甲板強框架一般位于甲板之上。但為了減輕空船重量和提高船體的橫向剛度，原油船的絕大多數(shù)艙壁結(jié)構為平板艙壁。
貨艙區(qū)域開口的結(jié)構加強
為了能夠連接輸油管和貨油管，在油船的上甲板有大小不一的小艙口、人孔、油管或者透氣管開孔。油船的橫艙壁和縱艙壁上也有大大小小的油管開孔。上甲板貨油管道集中輸出的集管區(qū)附近密密麻麻地排列著孔徑各異的輸油管，還有集油槽、油管吊、油管吊倉庫等，這些區(qū)域需要在甲板下作結(jié)構加強。所有的開孔形狀要考慮減小甲板上的應力集中，避免結(jié)構受損。
機、泵艙結(jié)構抗震加強
油船是艉機型船舶，即主機艙位于船體的艉部，機艙前部與貨油艙之間一般還設有一個泵艙。由于主機輸出功率大，機艙結(jié)構的防振非常重要，所以在機艙內(nèi)要設置數(shù)量足夠多、剛度足夠大的支柱，并與強框架、強橫梁、平臺共同組成堅固的框架。
油船對運動載荷的結(jié)構加強
首先，由于油船的運動加速度較大，加上艏部區(qū)域和艉部區(qū)域遠離船體的重心和浮心，艏部區(qū)域和艉部區(qū)域如果載有壓載水、淡水或者燃油，則船體結(jié)構承受更大的慣性加速度和液體晃蕩載荷，因此對船體結(jié)構的強度要求更高。其次，為了追求更高的推進效率，和更好的舵效（保證舵有充足的來流），在許可情況下螺旋槳直徑越來越大，艦部區(qū)域下半部分的線型越來越瘦，螺旋槳上方的外板線型相對越來越外飄，海水對這一區(qū)域的砰擊相對嚴重，對結(jié)構加強提出更高的要求。
關鍵技術
油船載運的是石油、化學品這類危險的“特殊貨物”，因此油船上除了需要配備系泊絞車、艉部應急拖帶裝置、防火索卷車、救生艇、筏、機艙備品吊、雷達桅等常規(guī)舸裝設備外，還必須配備一些專用系統(tǒng)，以確保其順利完成裝、卸油及作業(yè)安全。這些系統(tǒng)主要包括液貨駁運系統(tǒng)、貨艙監(jiān)測系統(tǒng)、貨艙環(huán)境控制系統(tǒng)、貨艙洗艙系統(tǒng)、甲板滅火系統(tǒng)以及專用壓載水系統(tǒng)等專用系統(tǒng)。
液貨駁運系統(tǒng)
油船需要具備安全裝、卸液貨的能力，即要裝得進去、運得安全、卸得干凈。液貨駁運系統(tǒng)是油船和其他船舶完全不同的設備和系統(tǒng)，它是裝、卸液貨所用的設備和系統(tǒng)的總稱，通常包括液貨裝卸系統(tǒng)、液貨掃艙系統(tǒng)、蒸發(fā)氣回收系統(tǒng)以及閥門遙控系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在油船裝、卸液貨過程中都是不可或缺的。它們是油船裝卸的“動脈”，代表著油船具備的裝、卸液貨能力。
貨艙監(jiān)測系統(tǒng)
貨艙監(jiān)測系統(tǒng)系指通過各種傳感器或者手動測量，來感知貨艙內(nèi)的溫度、壓力、蒸發(fā)氣含氧量等貨艙的狀態(tài)。貨艙監(jiān)測系統(tǒng)包括液位測量系統(tǒng)、溫度和壓力測量系統(tǒng)和蒸發(fā)氣探測系統(tǒng)。
貨艙環(huán)境控制系統(tǒng)
貨艙環(huán)境控制系統(tǒng)系指在貨艙的溫度、壓力等與貨物維護相關的環(huán)境參數(shù)即將偏離合理區(qū)間時，通過自動或者人工操作來控制相關的設備，使貨艙的環(huán)境回到目標區(qū)間的系統(tǒng)。貨艙環(huán)境控制系統(tǒng)包括惰性氣體系統(tǒng)、貨艙溫度控制系統(tǒng)和貨艙壓力控制系統(tǒng)。
貨艙洗艙系統(tǒng)
在貨艙裝載重質(zhì)油類、化學品后，需要換裝精煉油品或其他化學品之前，為了避免油類的混雜，必須進行洗艙。洗艙系統(tǒng)就是用來清除殘油，清除長期積存于貨艙艙壁和內(nèi)部結(jié)構上的沉積物，防止新裝的液貨受到混雜及污染的系統(tǒng)。洗艙后，如需要船員進入貨艙內(nèi)進行檢查或修理，還必須清除艙中的油氣，以確保進艙船員的人身安全。洗艙系統(tǒng)通常可分為原油洗艙系統(tǒng)和水洗艙系統(tǒng)：對于載重量2萬噸及以上的原油船必須設置原油洗艙系統(tǒng)；而對于成品油船和載重量不足2萬噸的原油船，可使用水洗艙系統(tǒng)。
甲板滅火系統(tǒng)
油船的貨物是易燃、易爆的危險品，而在裝卸貨操作時會產(chǎn)生大量的靜電，稍有不慎就容易發(fā)生火災，因此油船上必須配備甲板滅火系統(tǒng)。貨艙區(qū)域依船型和保護區(qū)域不同，有著不同的滅火方式，如液化氣船常用干粉滅火系統(tǒng)，而封閉的空間如機艙，則可以采用二氧化碳滅火系統(tǒng)。油船常采用甲板泡沫滅火系統(tǒng)。按照法規(guī)要求，對于載重量500噸及以上、載運閃點不超過60攝氏度（閉杯試驗）液貨的油船，以及載重量2000噸及以上、載運閃點超過60攝氏度（閉杯試驗）石油產(chǎn)品的油船，均應裝設固定式甲板泡沫滅火系統(tǒng)。
專用壓載水系統(tǒng)
當油船空載航行，或裝載量較少時，船舶的穩(wěn)性及抗風浪能力較差，這時需要將海水注入壓載艙甚至貨艙內(nèi)，以增加吃水，減少波浪砰擊，避免螺旋槳在船舶劇烈運動中露出水面導致失速，以此來改善船舶的穩(wěn)性及安全性。區(qū)別于傳統(tǒng)的油船，現(xiàn)代的中、大型油船上一般設置專用壓載水艙。這是防止油污壓載水污染水域的一個切實可行的措施：采用專用壓載水艙，注入清潔海水進行壓載。清潔壓載海水可通過處理裝置在任何地方和任何時候排放，不會造成水域的污染。壓載水系統(tǒng)包含專用壓載水泵和專用壓載水管道。壓載水系統(tǒng)單獨設置專用壓載泵，而不是由液貨油泵兼用。這樣不僅可以防止污染，而且可以在油船裝油的同時，將壓載水排出，在卸油的同時進行艙內(nèi)壓載，縮短油船在碼頭的停泊時間，提高油船的營運經(jīng)濟性。通常情況下，壓載系統(tǒng)的管系與液貨系統(tǒng)的管系是分開的，但在緊急的情況下。比如，壓載狀態(tài)遇到惡劣的海況時，也可以通過臨時的管路將壓載系統(tǒng)與液貨系統(tǒng)連接起來，以將海水注入到貨艙內(nèi)，增加吃水，確保船舶安全。
主要分類
按所載油品種類或用途
原油船
原油船是運輸原油的液貨船，在油船船隊中數(shù)量眾多，單船噸位大由于原油閃點(一般不超過60攝氏度)，因此對原油船的防火、防爆要求特別嚴格。由于原油的黏度大油艙還通常設置加熱設施現(xiàn)代的原油船通常為艉機型，設有一層連續(xù)的上甲板用立船首或球鼻艏、球艉貨艙區(qū)設雙殼雙底具有原油洗艙系統(tǒng)和貨油惰性氣體保護系統(tǒng)設無人機艙和各種自動化設備。
成品油船
成品油船是運載除原油外的柴油、汽油和潤滑油等石油制品的船舶，成品油船結(jié)構與原油船相似，但噸位較小有較高的防火、防爆要求，成品油的密度范圍較因此通常需要較大的貨艙艙容。貨艙內(nèi)通常需進行特種涂裝。船舶所有人考慮運輸?shù)撵`活性故而設計上與常規(guī)油船差別，很多成品油船通常也可作原油船。如按運輸距離，成品油船可細分為：短程運輸油船(shot ranqe,SR)、中程運輸油船(medium rnge,MR)一般為載重量30000-55000噸成品油船:遠程運輸油船(long range，LR)，LR1型一般為60000-80000噸成品油船，R2型一般為載重量100000噸成品油船。
特種油船
化學品船
指可以用來運輸石油化學制品化學合成制品和動、植物油類液態(tài)貨物的高技術、高附加值的船舶。根據(jù)化學品及其危險性程度，MO海上安全委員會頒布了有關決議將化學品船分為三類:運載對環(huán)境或安全有非常危險的貨品(稱為I型化學品船)，運載對環(huán)境或安全有相當嚴重危險的貨品(稱為II型化學品船)，運載對環(huán)境或安全有足夠嚴重危險的貨品(稱為III型化學品船)。根據(jù)貨艙保護的方式還可以分為特涂化學品船和不銹鋼化學品船較大噸位的化學品船。
瀝青船
指主要運輸瀝青類(石油瀝青、煤焦油瀝青等)高溫液貨的船舶，有些瀝青船根據(jù)貨運需要可兼運液體硫黃、木餾油等，石油瀝青雖然屬于MARPOL73/78成品油清單里的貨品之一，但無法用常規(guī)成品油船運輸，該類船舶在裝貨卸貨時都要將瀝青加熱到160度甚至更高的溫度，因此必須配備專用的加熱系統(tǒng)和載貨系統(tǒng)。煤焦油瀝青屬于化學品要滿足C等化學品船相關規(guī)范、規(guī)則的瀝青船才能運輸。
穿梭油船
指專門用于海上油田向陸地或其他油船運送和過駁石油的一類油船，一般載運量較大航程較短，類似穿梭巴士一樣需要頻繁裝卸。穿梭油船具有極強的定制性，往往針對具體海域和油田設計，典型的穿梭油船如挪威北海型和巴西海域型。由于海上石油轉(zhuǎn)運技術要求較高，該型船大多配備復雜的裝卸油系統(tǒng)，如艏裝載系統(tǒng)，同時船舶大多配備動定位系統(tǒng)、直升機平臺等設施，對安全和消防的要求極高，造價遠遠高于同等噸位的常規(guī)油船。
加油船
指專門用于其他船舶提供燃油補給的船舶，根據(jù)其使用特點，通常需要較靈活的操縱性。例如，國際補給最繁怕的新加坡港，管當局就有明確的特殊規(guī)多數(shù)加迪船需采用雙槳設計，帶有側(cè)推裝置，對原地回轉(zhuǎn)的時間有一定的要求，因此設計上也要特殊考慮。
油散兼裝船
這是一種兼用船，它主要是根據(jù)特定航線如三角航線)和貨源(如回程裝礦砂)而確定的，能適應往返分別載運石油、礦砂或散貨的需要。油散兼裝船避免專用油船單向性的缺點，有利提高運輸效率和降低運輸成本。這類船的結(jié)構以及容積的合理利等都需要設計上認真研究，對全性及防污染的要求比專用船還要高，設計中要處理好，以確保運輸安全。
按載重量大小分
小型油船
指載重量1萬噸下的油船以成品油船為主，多用于短途運載輕質(zhì)柴油等該類型油船。
靈便型油船
指載重量為1萬~3萬噸的油船，特點是靈活性強、吃水淺、船長短，適合近海海運該船的主尺度往往根據(jù)船舶所有人具體營運要求確定，設計中通常會控制結(jié)構船長在150米以，以規(guī)避結(jié)構范和一些穩(wěn)性要求，保證建造的經(jīng)濟性。
大靈便型油船
指載重量為3萬~5。5萬噸的油船，這類油船目前是數(shù)量上占比最多的油船。船型作為中程油船也是成品油運輸?shù)闹髁姶L通常不超過185米，主要進出歐洲港口的船長一般限制在183米船寬，通常以原巴拿馬運河船寬為限制，不超過32。26米。設計吃水通常為11米，近年來也出現(xiàn)了一些船寬35米的淺吃水船型，載重量可達5。5萬噸。
巴拿馬型油船
指載重量為6萬~5萬噸的油船，以原巴拿馬運河船寬為限制的船型，船寬不超過32。26米，為滿足載重量，盡量增加船長，但一般不超過228。6米。隨著近來長江5米深水航道的開通，進入長江的原油運輸可以通行更大的油船，也催生了定制的揚型寬體系列油船，載重量為6.5-7萬噸。
阿可芙拉型油船
指載重量為8萬12萬噸的油船，適用于美國沿海及若內(nèi)河港口群的“平均運價估算值最優(yōu)的油船，設計吃水一般控制為12.20米，為淺吃水型，能夠?？棵绹蠖鄶?shù)港口可獲得最佳經(jīng)濟效益，現(xiàn)在的阿芙拉型油船已不再受這些條件的限制，而是泛指11萬噸級的油船，最大船長一般不超過250米，船寬通常分為42米和44米兩種，目前市場以44米寬的船型為主，設計吃水通常為13。5米左右，對應載重量約為10噸。
蘇伊士型油船
指載重量為125萬~17萬噸的油船，最初以通過蘇伊士運河的限制為基礎，滿載狀況下可以通過蘇伊士運河的最大型油船吃水不超過17。678米(即58英尺)，船長通常取自休斯敦灣的限制274米，船寬通常分為48米和50米兩種。
超大型油船
指載重量為25萬~32萬噸的油船，該型船是國際原油運輸?shù)闹髁Υ?，占世界油船總運載量的40%左右。韓國也出現(xiàn)了部分船型總長為336米，日本甚至出現(xiàn)了船長339米的船型。根據(jù)結(jié)構吃水的設置不同，最大載重量一般在30萬~32萬噸之間變化。
巨型油船
指載重量超過35萬噸的油船，該型船最早出現(xiàn)在1969年，巨型油船受海峽航道深度以及港口靠泊的很多限制,與超大油船相比,并沒有多大經(jīng)濟性優(yōu)勢。2005年以后,再也沒有新建巨型油船，已有的巨型油船也多改作海上儲油船使用。
參考資料 >
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油輪的用途是什么.汽車維修技術網(wǎng).2024-01-14
油船類型原來如此之多.中國船檢雜志社.2024-01-31
第二節(jié) 世界油船發(fā)展歷程.QQ閱讀.2024-01-14
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第二節(jié) 油船特征.QQ閱讀.2024-01-24
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