万吨油轮是如何工作的？遇到风浪为什么不会倾覆？看完涨知识了|vlcc|分舱|国产大型邮轮|油轮|稳性|船舶|货舱

大连长兴岛的码头，一艘涂着崭新油漆的巨型油轮刚刚完成船东验收，正准备启航。这是中船大连船舶今年内交付的多艘30万吨级VLCC中的又一艘，船身长度接近330米，站在船头望不到船尾。

围观的市民里有人举着手机直播，评论区飘出一连串疑问——这么大个铁壳子肚子里灌满原油，海上遇到十几米高的浪头，真的不会翻船吗？液体本来就晃，越晃越厉害，几十万吨油料一旦朝一侧倒过去，整条船不就侧翻了吗？

这个疑问其实困扰过很多人。开车拉过水桶的人都有体会，桶里装半桶水比装满水难开得多，急刹车时水会哗地一下往前冲，车头会明显地被＂顶＂一下。

放大到几十万吨的液体货物，这股冲力足以把万吨巨轮整个掀翻。既然如此，为什么如今全球海上跑着两三千艘VLCC和ULCC，翻船的新闻却少之又少？答案就藏在这些钢铁巨兽的肚子里，藏在一百多年来船舶工程师和物理学的博弈之中。

液面翻涌暗藏险

先说个让人后怕的真事。前些年国内高速公路上偶尔会出现油罐车侧翻事故的报道，很多起事故都发生在弯道，罐车过弯速度并不快，却莫名其妙地＂甩＂了出去。

事后调查发现，罪魁祸首往往不是司机操作失误，而是罐里没装满的液体。这种现象在物理学上有个专门的名字——自由液面效应。

液体不像固体那样＂服从＂容器的姿态。容器倾斜，液体一定往低处流；容器加速或减速，液体因为惯性会滞后于容器的运动。

液面像水床上的波浪一样来回冲刷，重心也跟着来回跑。装载液体越多、液面越宽的容器，这种冲击就越剧烈。

搬到大海上，情况更加严峻。远洋航行中，油轮不可避免要遭遇涌浪、横风、乃至热带气旋。

船体本身会跟着海浪做六种运动——纵摇、横摇、艏摇再加纵荡、横荡、垂荡。如果货舱里的液体货物跟着这些晃动来回冲刷，产生的动力载荷会不断叠加船体本身的倾角。

物理学告诉我们，自由液面对船舶稳性的削弱与液面宽度的立方成正比。一艘VLCC的舱容宽度往往接近50米，如果整个货区做成一个大池子，这种稳性损失几乎是灾难性的。

早期的油轮吃过大亏。二十世纪上半叶不止一次发生油轮在风暴中神秘失踪的事故，除了船体强度不足以外，货舱内液体晃荡引发的稳性失衡是重要嫌疑。工程师们清楚地意识到——想让这些大家伙老老实实漂在海上，光把船造大、造结实还不够，得从根子上＂驯服＂这坨会自己乱跑的液体。

分舱设计化惊涛

破解之道说穿了不复杂——既然一大摊液体不好管，那就把它切成小份分开管。现代油轮的货舱区域并不是一个空旷的大罐，而是被纵横交错的钢质舱壁分割成十几个甚至二十几个独立货舱。

以主流的30万吨级VLCC为例，货区通常沿船长方向布置5到6排货舱，每排再由中间的纵向舱壁分成中央舱和两侧的边舱。这样一来，原本可能宽达50米的自由液面，被切割成宽度只有十几米的多个小液面。

前面提到液面宽度的立方规律，宽度砍到三分之一，稳性损失就降到二十七分之一，效果立竿见影。分舱不仅稳船，还带来另一个好处——灵活性。

成品油船跑一趟运输任务，可能同时装载汽油、柴油、航空煤油等多种货品，不同油品必须严格隔离防止串味。分舱设计恰好让＂一船多品＂成为可能。

原油轮虽然通常只装一种货，但分舱依然为压载和平衡提供了操作空间——装货和卸货过程中，船员可以按照预定顺序开启不同货舱的阀门，让船体始终保持均匀受载，避免出现＂头重脚轻＂或者＂一侧沉一侧浮＂的窘迫姿态。配合分舱，甲板上一根根竖起来的立管也起着关键作用。

这些立管俗称P/V阀立管，专门负责给货舱＂呼吸＂。装货时，油面上升挤压舱内气体，多余气体从立管排出；卸货时液面下降形成负压，外界空气经过立管补入。

要是这套呼吸系统出问题，几万立方米的钢制货舱要么鼓成气球要么被大气压瘪，后果不敢想。甲板上除了立管，还有装卸油管、清洗管、加热盘管一大堆管路，加上惰性气体系统的分布管——把废气处理后打进货舱，让空舱内始终保持低氧状态，即便碰上明火也点不着。

这套惰性气体系统在1970年代之前是没有的，几起震惊业内的空舱爆炸事故催生了国际海事组织的强制要求。今天走上任何一艘VLCC的甲板，都能看到这套系统的踪影，它是继分舱之后油轮安全的又一道保险。

双壳护体御风霜

如果说分舱解决的是＂液体自己乱动＂的问题，那么另一项革命性设计——双壳船体，解决的则是＂外界撞上门来＂的问题。推动这项变革的，是一场至今被行业铭记的生态灾难。

1989年3月，一艘名为埃克森·瓦尔迪兹的美国单壳油轮在阿拉斯加威廉王子湾触礁，船底被岩石划破，超过25万桶原油泄漏入海，油污蔓延近两千公里海岸线，无数海鸟、海獭、鲸鱼死于非命，当地渔业和生态圈几十年难以恢复。这场灾难让国际社会痛下决心——单壳油轮必须退出历史舞台。

国际海事组织在1992年对《防止船舶造成污染国际公约》做出重要修订，规定新建油轮必须采用双壳结构，同时给现役单壳油轮制定了退役时间表。所谓双壳，就是在装油的货舱外面再包一层钢板，两层钢板之间留出约两三米宽的空间。

船体一旦意外触礁或碰撞，外层钢板受损，内层依然能守住原油不外泄。这个夹层平时也没闲着——空船返航时可以注入海水作为压载水舱，压低重心增加吃水，让螺旋桨保持足够的浸没深度以维持推进效率。

如今全球在营运的大型油轮几乎清一色是双壳设计，单壳油轮早在2010年前后就基本告别了主流航线。中国造船业赶上了双壳油轮的黄金时代，凭借扎实的建造技术和成本优势，在这个高门槛领域一步步坐稳了头把交椅。

行业数据显示，今年以来中国船企拿下了全球超大型油轮新船订单的九成以上，中船大连船舶、大船集团、上海外高桥等船厂手上的订单已经排到了2028年之后。前段时间还出现了一个反常现象——由于中东局势推高运费，二手VLCC价格竟然超过了新造船，一艘船龄五到十年的旧船能卖出2亿美元的天价，这在造船业内也是相当罕见的行情。

站在长兴岛的岸边看着新船启航，你能感受到中国从造船大国向造船强国迈进的那股劲头。这些海上巨兽的每一道舱壁、每一层钢板、每一根管路的背后，都是一百多年来无数工程师用教训、用心血、用创新一步步换来的经验。