2012到2013年，江南造船累计承接了11艘VLGC订单，并在此基础上继续研发出升级版VLGC MkⅡ。得益于江南造船专利技术的应用，该船型综合能效指标可以直达三阶段水平，相比前一代产品，VLGC MkⅡ更为高效、环保和安全。

      化蝶之美 成果是十多年积累和耕耘的蝶变

      此前，VLGC的设计和建造技术一直被日、韩垄断，江南造船在进军该领域之后，积极开展各项预研和技术攻关。从1999年开始，逐渐取得重大技术进展，先后研发出78500立方米VLGC、82000立方米VLGC，和83000立方米VLGC等多型产品。

      在这一过程中，江南造船经历了国际船舶市场的“过山车”。2007～2008年，在船市高峰期，江南造船整体搬迁到长兴岛，根据生产经营的统一部署，长兴岛三条造船生产线主要以当时市场火爆的超大型油船、大型集装箱船和大型散货船等船型为主。不过，研发团队并未因此停止LPG船的技术开发研究工作，而是利用船市火爆、接单压力有所减轻的机遇，投入大量资源，集中全力完善VLGC研发。在2012年前后，航运市场陷入低谷，常规造船订单严重下滑，但是市场对清洁能源的需求却在不断攀升，LPG船建造市场反而显得异常活跃。正是得益于之前的准备，2012到2013年，江南造船累计承接了11艘VLGC订单，填补了中国造船界在该领域的空白。

       基于对VLGC建造市场发展前景和竞争格局的预判，在首批订单承接后不久，江南造船便部署了新一代VLGC MkII的研发工作，并于日前顺利将其推向了市场。该船型在设计方面具有更高效、更环保和更安全三大特点。

       从“高效”的角度看，尽管液化气船营运收益较好，船东对于油耗和航速指标并不像常规船型那样敏感。但是为提高船型竞争力，江南造船还是通过运用自主研发的专利技术，使新船型的综合能效指标直达三阶段水平，而且还有效降低了船东非常关注的实际运营中的能耗损失。

       就“环保”来讲，为适应将来欧洲、美国等地区更为严格的排放标准，研发团队设计开发了三燃料推进、脱硫系统等备选方案，使得VLGC MkII成为绿色航运理念下的一款代表性产品。从“安全”的角度而言，VLGC对于液舱维护系统的要求非常高。研发团队结合自身在VLGC研发、设计和建造上积累的经验，在“液舱维护系统”这一关键核心技术上展开了针对性研究，开发出一种新型液舱维护系统。目前该技术已获得国际知名船级社的设计认证，未来在通过最终的功能检验之后，还可以应用到大型液化乙烯（LEG）船、液化天然气（LNG）船等船型，这对于江南液化气船系列产品的研发，将起到重大的推动作用。

       鉴于美国页岩油气资源开发对于全球能源格局带来的革命性影响，预计未来数年包括LPG在内的伴生液化气运输市场将会异常火爆，有数据分析认为，到2017年前后，全球市场的VLGC运力供应将出现明显的缺口。江南造船此次推出的VLGC MkII和今后还将继续研发的具有新型“液舱维护系统”的“中国江南型”LPG系列船型，无疑将为江南造船参与国际市场竞争增添砝码。

       菱形液货舱的外形设计需要考虑充分利用船体货舱内的有效空间。这使得船体线型要根据液货舱的容积需求来设计。而由于独立的A型液舱自支撑的特性，导致VLGC的结构分析非常复杂，需要进行大量迭代分析以便真实模拟实际载荷。

       成茧之难 设计研发是取得成果的成茧阶段

       像大型液化天然气（LNG）船一样，VLGC的进入门槛也很高。但是与大型LNG船的液舱维护系统等核心技术都是从国外引进专利不同，江南造船建造的VLGC是完全自主研发。建造某些复杂船型是可以通过购买成熟技术和专利跨过技术和建造门槛，但江南造船仍然选择依靠自身的力量通过自主研发来实现VLGC设计能力的突破。

       当然，自主研发需要超强的技术实力和底蕴作为保证，其难度也不言而喻。为此，江南造船花费较长时间开始了技术和人才的储备。不但设立了国家级技术中心，建立起强大的研发部门和高水平的博士后工作站，而且在研发上不断投入大量的人力、物力、财力，持续提升基础和前沿研发能力，并通过长期积累取得了重大技术突破，从而保持并扩大了在技术创新上的优势领先地位。为了使产品研发更加高效，江南造船组建了自己的研发团队，由总工程师、全国政协委员、船舶设计大师胡可一担任总设计师，以开发研究部为主体，从各部门选取一批锐意进取、勇于创新的骨干研发人员，以精益求精的工作态度参与到VLGC的研发中。为了打破国外技术垄断，破解缺乏参考资料的困局，研发人员通过多方努力，深入了解研发过程中的重点、难点，有针对性地对关键技术进行攻关。

       在船体线型开发方面，由于菱形液货舱的外形设计需要考虑充分利用船体货舱内的有效空间，船体的线型要根据液货舱的容积需求来设计并兼顾快速性、浮态，否则就会对船体设计造成影响，而这正是VLGC线型研发的一个重大挑战。在没有母型船参考情况下，研发团队依托博士后工作站，应用先进的计算流体力学（CFD）分析软件进行了大量的仿真计算、分析和优化工作，并通过最新引进的线型快速变换软件，对船体推进性能进行了全方位的优化提升，使整船的能耗指标比日、韩同期的VLGC降低5%～10%。实际上该指标若能与拥有超过20～40年经验的日韩水平相当就已实属不易，但最后其明显优于日韩，这也是增强船东在江南订造VLGC信心的一个重要原因。

       由于完整次屏蔽的设置，船体钢材在低温条件下的承载能力会迅速下降，并易产生脆性裂痕。从已营运LPG船的报告来看，因操作不当导致局部钢结构温度过低而产生裂纹的情况并不鲜见，因此在设计阶段必须进行船体钢结构的温度场分析。为了提高研发效率，江南自己开发了专用的温度场计算软件，经检验使用效果良好。

       A型液货舱和船体结构相互独立，两者之间由支座结构相支撑，支座承受压力但不传递拉力。船舶在海上航行时，会产生各个方向的加速度，因此在开发设计阶段要通过大量的仿真计算，对各关键部位都要做精准的强度评估，以确保A型维护液舱和支座不因船体运动而出现裂纹。由于独立的A型液舱自支撑的特性，导致VLGC的结构分析过程比包括LNG船在内的其他船型都要复杂，需要进行大量迭代分析以便真实模拟实际载荷。这包括粗、细网格分析、精细网格疲劳分析、基于直接波浪载荷的谱分析疲劳等计算、全船的振动分析和液舱晃荡计算分析，通过投入巨大的技术力量，江南造船圆满完成了VLGC的所有结构分析工作。

       在液货舱和船体建造方面，存在低温钢焊接控制难度大、液货舱绝缘施工要求高、液舱吊装和精度控制要求高等挑战。江南造船建造了1：1尺度的模拟舱，使用钢材超过1600吨。通过该模拟舱的建造，江南造船掌握了VLGC的建造工艺工法。#p#分页标题#e#

       蜕变之痛 建造是将设计转化为成果的蜕变过程

       虽然VLGC的设计研发难度远大于常规船型，但是掌握了设计并不意味着就掌握了建造。日、韩在建造VLGC初期的痛苦经历早已证明VLGC的建造难度大于设计难度。江南VLGC研发团队很早就意识到这一点，并在船型设计研发过程中将研发攻关范围推广到建造技术研究。

       江南造船首先对VLGC建造的难点和关键点进行了识别，列举了100余条需要重点攻关的难题，在低温钢材焊接操作工艺标准、绝缘敷设工艺、支承系统的制作和安装、液货舱吊装、精度控制以及低温钢舾装件的制作安装等方面进行逐项攻关，并制作了模拟舱。通过多年的不懈努力，江南造船终于攻克难关，掌握了VLGC的建造工艺工法。

       而在液货舱和船体建造方面，低温钢焊接的控制难度非常大。建造VLGC的钢材比较特殊，并且国内还没有合格的供应商，因此都需要从日、韩或欧洲进口。由于低温钢晶粒很细，因此要求严格控制焊接过程中的各种参数和环境条件，需要对操作工人进行专门培训。与建造LNG船有专利商的明确指导标准不同，建造VLGC必须靠自身摸索、建立相应的标准，以确保质量稳定，否则任何瑕疵都将导致灾难性的返工。江南造船以技术中心焊接研究所为载体，自筹资金，提前进行大量的有针对性的低温钢焊接试验，积累了宝贵的数据和经验，由此制定了一套完整的低温钢焊接工艺标准，获得国际一流船级社的认可。

       VLGC的液货舱绝缘敷设面积非常大，绝缘施工要求很高。江南造船提前做好对液舱绝缘系统的技术方案、施工工艺、环境控制、质量检验等方面的研究，制定了一套完整的液舱绝缘施工、检测、管理工艺。建造过程中的“液舱吊装和精度控制”也是一个难点。因为每个液货舱下部有40个左右的支座需要与船体上的支座安装匹配。支座数量多且精度要求高，在将液货舱安装到船体结构上时每个支座都需要调平、对正。计算分析表明，底部支座安装误差1毫米，局部应力将增大20%，其精度控制难度可见一斑。如果不控制好精度，之前精准的计算分析将前功尽弃，同样会导致返工。为此，江南造船充分利用自身强大的工法和精度研究能力进行攻关，并结合模拟舱的建造，制定了周详的精度管理计划和精度控制工艺文件。

       VLGC单个液舱重量超过一千多吨，并且由于吊装精度要求高、难度大，对于工厂的建造设施而言也是一个挑战。研发团队在前期对于液舱吊装也进行了详细的研究和策划，对于设备能力、吊装方案、吊马布置、吊索配置、局部强度评估等方面均进行了仔细地论证和计算分析，确保万无一失。

       为了更直观、全面地研究、掌握VLGC的建造技术，江南造船自筹资金建造了1：1尺度的模拟舱，使用钢材超过1600吨。材料、尺寸均与实船一致。通过该模拟舱的建造，总结形成了100多份工艺、管理指导文件，并用于指导实船生产。

       VLGC的独立液舱在建造完成后需要进行强度试验，要尽可能真实地模拟其设计载荷，并且需要测试液舱支座的强度。由于液舱装载的液化气体比重均小于1.0，故一般采用压水压气来进行液舱强度试验。液舱强度试验是建造过程中重要的一环，由于用水量巨大，为确保船只安全，需精心设计试验方案，以准确模拟设计载荷，同时要避免超载。江南造船在研发过程中对整个试验流程和周期进行详细策划，制定了相应试验方案，并获得船级社认可。

       正是得益于提前分析和人、财、物的投入，研发团队攻克了VLGC建造技术难点，并通过模拟舱得到有效验证。国外船东基于对VLGC这一复杂船型的建造难度的认识，在下订单前组织了数次船厂审计（Yard Audit），江南造船以先进的船型指标，全面、周密、经过实践检验的建造工艺流程，给船东下单建造以极大的信心和鼓舞，最终实现了双方的共赢。