船舶氣囊下水技術(shù)現(xiàn)狀與展望

jimosea

船舶氣囊下水，這項(xiàng)充滿著我國造船界廣大職工心血的創(chuàng)新技術(shù)，經(jīng)過近三十年的發(fā)展，正在逐步走向成熟。
一、發(fā)展歷程
　　　我們先簡要回顧一下船舶氣囊下水技術(shù)的發(fā)展歷程。
　　　1981年初，山東省小清河船廠成功地用承壓氣囊將一艘駁船送下水，創(chuàng)造了船舶采用氣囊下水的新技術(shù)。此項(xiàng)新技術(shù)由山東省交通廳組織全國造船方面的專家進(jìn)行了鑒定，一致認(rèn)為這是一項(xiàng)可稱之為“世界首創(chuàng)”的新工藝。交通部主辦的《內(nèi)河運(yùn)輸》雜志（后改名為《中國河運(yùn)》雜志）和中國造船工程學(xué)會(huì)主辦的《中國造船》雜志及時(shí)地對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行消息報(bào)導(dǎo)和大量的資料介紹。
　　　20世紀(jì)80年代，船舶氣囊下水技術(shù)在全國一些內(nèi)河船廠得到了推廣，這種簡易、經(jīng)濟(jì)、能適合不同船舶建造模式的下水方式，受到了中、小型船廠的廣泛歡迎，數(shù)以千計(jì)的船舶使用氣囊安全下水。但由于受到氣囊結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的制約，當(dāng)時(shí)這項(xiàng)技術(shù)始終只是徘徊在自重500噸以下的小型船舶上使用。
　　　1993年，濟(jì)南昌林氣囊容器廠研制成功了新一代環(huán)繞貼敷整體成型的高強(qiáng)度錦綸橡膠氣囊，新的材料、結(jié)構(gòu)和制作工藝大大提高了氣囊的承載能力，有力地促進(jìn)了把氣囊上下水工藝推廣到中型船舶上，氣囊下水技術(shù)在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用。
　　　1994年9月，浙江舟山船廠運(yùn)用新型氣囊下水了一艘長69.8米，寬14.8米的車客渡船，下水重量達(dá)到了900噸，突破了以往采用氣囊下水的船舶自重長期在500噸以下徘徊的局面，《中國船舶報(bào)》以“我國船舶氣囊下水有新突破”為標(biāo)題作了詳細(xì)報(bào)道。這次成功的船舶氣囊下水，被評(píng)為船舶行業(yè)當(dāng)年的十大科技成就之一。
　　　1995年10月，湖北省浠水船廠使用新型氣囊下水了一艘8,000載重噸的寬體甲板駁。該駁長91.5米，寬24.4米，深5.5米，下水重量首次突破1,000噸大關(guān)，達(dá)到1,200噸。這標(biāo)志著氣囊上下水工藝進(jìn)入中型船舶領(lǐng)域。
　　　1998年10月，廣東省朝陽第一造船廠采用氣囊將一艘82米長，自重1300噸的貨船拉上船臺(tái)，創(chuàng)下船舶用氣囊上排的新記錄。
　　　這一期間，數(shù)以千計(jì)的各類船舶在內(nèi)河和沿海上排和下水，其中有集裝箱船、貨船和工程船舶。
　　　1998年到2001年，濟(jì)南昌林氣囊容器廠經(jīng)過三年多的努力探索，反復(fù)試驗(yàn)，研制出具有高科技含量的新一代氣囊——“高承載力多層揉壓氣囊”投放市場。新一代高承載力氣囊相比于1993年研制成功的原型氣囊，其承載能力提高1.5倍，大大擴(kuò)展了氣囊的應(yīng)用范圍和安全保障性能。在新產(chǎn)品投放市場后的三年多時(shí)間里，有數(shù)百艘萬噸級(jí)船舶采用新品氣囊安全下水，創(chuàng)造出一系列新的記錄。
　　　2002年10月，“舟海油28”輪采用濟(jì)南昌林氣囊容器廠新開發(fā)的高承載力多層揉壓氣囊，在浙江省臺(tái)州市黃巖吉祥船務(wù)有限公司一舉成功下水，該船總長138米，寬19米，排水量15000多噸，下水重量達(dá)到4000多噸?！爸酆Ｓ?8”的成功下水，標(biāo)志著氣囊下水工藝開創(chuàng)萬噸級(jí)船舶應(yīng)用的新階段。
　　　2005年4月，浙江省臺(tái)州市黃巖吉祥船務(wù)有限公司建造的一艘8,100方耙吸式挖泥船，使用氣囊成功移位并下水。該船長126米，寬22米，下水重量首次突破5,000噸大關(guān)，達(dá)到5,400噸。
　　　2005年12月，山東省科技廳委托濟(jì)南市科技局邀請(qǐng)國內(nèi)著名造船專家和橡膠專家，對(duì)濟(jì)南昌林氣囊容器廠自主開發(fā)的“高承載力多層揉壓氣囊”進(jìn)行科研成果鑒定。與會(huì)專家聽取了“高承載力多層揉壓氣囊”的研制情況匯報(bào)，通過爆破測試，驗(yàn)證了新產(chǎn)品的高承載能力，一致認(rèn)為該項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)品為國內(nèi)外首創(chuàng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
　　　船舶采用氣囊上下水工藝走出了一條成功發(fā)展的道路，為我國數(shù)量眾多的中小型船廠，特別是民營船廠發(fā)展提供了條件。
　　　2007年，船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CB/T 3000-2007《船舶生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)條件基本要求及評(píng)價(jià)方法》發(fā)布實(shí)施，在船舶生產(chǎn)企業(yè)的許可證發(fā)放與認(rèn)證工作中，將氣囊下水作為一種認(rèn)可的船舶下水方法列入其中，這對(duì)船舶氣囊下水技術(shù)的發(fā)展帶來了良好的契機(jī)。
　　　2007年2月和3月，浙江省臨海市回浦船舶修造有限公司采用高承載力氣囊分別將兩艘姊妹船“景山5號(hào)”和“景山6號(hào)”送下水。該型船長165米，寬23米，型深14米，載重量21,500噸，下水重量達(dá)到6,100噸。
　　　2007年7月，載重4.5萬噸的“國裕海駁１號(hào)”，在氣囊下水專用坡道上順利下水。該駁長204米，寬33.6米，下水重量9000噸。
　　　目前，氣囊產(chǎn)品的承載能力不斷提高，船舶氣囊下水技術(shù)得到更多的認(rèn)可，全世界各地越來越多的船廠已經(jīng)采用船舶氣囊下水工藝，氣囊下水船舶的噸位也越來越大。
二、2008年船舶氣囊下水實(shí)踐
　　　受國際金融危機(jī)的影響，2008年我國造船業(yè)先揚(yáng)后抑。
　　　工信部統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,2008年全國造船完工量2,881萬載重噸,同比增長52.2%,占世界市場份額由2007年的22.9%提高到29.5%,新接訂單和手持船舶訂單分別占世界市場的37.7%和35.5%。
　　　據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2008年1～7月，我國各類船舶累計(jì)出口140萬艘，價(jià)值105.8億美元，比2007年同期分別增長1.7倍和增長61.6%。江蘇、上海和浙江為主要出口省市，國有企業(yè)為出口主導(dǎo)，民營企業(yè)出口倍增，出口12.4億美元，比2007年同期增長1.7倍。
　　　與傳統(tǒng)的滑道式下水、軌道式下水、塢內(nèi)下水等方式相比，船舶采用氣囊下水可以大大降低船廠基本建設(shè)投資，因此在近年來造船企業(yè)利用航運(yùn)市場興旺，大力擴(kuò)展造船能力過程中，不論是國有企業(yè)、民營企業(yè)還是外商投資企業(yè)，都把氣囊下水方式作為首要選擇。在江蘇省、湖北省長江兩岸和江、浙、粵、魯?shù)仁⊙睾Ｐ鲁闪?、發(fā)展起來的大量民營造船企業(yè)，基本上都是采用氣囊下水方式。
　　　據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，2008年有數(shù)十萬艘船舶，包括內(nèi)河船舶和海洋船舶，采用氣囊安全下水。同時(shí)，依靠技術(shù)發(fā)展和成熟的操作規(guī)程，一批27,000～34,000噸級(jí)的各型船舶，在沿海和長江水域順利下水，推動(dòng)了船舶氣囊下水成套技術(shù)向新的高度攀升，成為該項(xiàng)技術(shù)的新亮點(diǎn)。
　　　船舶下水重量也有了新的突破。2008年8月，為新加坡客商建造的，載重55,000噸的巴拿馬型散貨船“VICTORIA I”號(hào)在浙江三門健跳船廠下水，該船長190米，寬32.26米，深18米，下水重量近12,000噸，是當(dāng)時(shí)全世界用氣囊下水的載重量最大的船舶。為了保證該船氣囊下水安全，有關(guān)方面多次召開下水方案研討會(huì)，就船舶的自重、水位的高低、船舶下滑力的計(jì)算，以及氣囊的排列、船舶下滑速度的控制、防撞措施的落實(shí)、下水水域環(huán)境的警戒等都作出了周密的安排。該船的成功下水，標(biāo)志著氣囊下水重量突破了萬噸大關(guān)。
　　　12月，江蘇揚(yáng)州國裕船舶有限公司為英國船東建造的57,000噸散貨船采用氣囊順利下水。實(shí)踐證明，隨著高承載力氣囊的應(yīng)用、新型的氣囊下水專用船臺(tái)和下水坡道的設(shè)計(jì)成功以及嚴(yán)格執(zhí)行氣囊下水操作規(guī)程，采取相關(guān)的安全保障措施，5萬噸級(jí)船舶采用氣囊下水是完全可行的。
　　　2008年的最后一天，12月31日，在江蘇省泰州市長江水域，滬鑫船舶制造有限公司為招商局重工（深圳）有限公司建造的一艘25,000噸半潛駁使用氣囊順利下水，該船總長140m，型寬56m，下水重量超過12,000噸，創(chuàng)造了船舶下水重量的新紀(jì)錄。在長江低水位季節(jié)能成功地創(chuàng)造船舶氣囊下水重量的新紀(jì)錄，說明這項(xiàng)由我國自主發(fā)明的創(chuàng)新技術(shù)又在發(fā)展道路上邁出了新的一步。
三、船舶氣囊與氣囊下水技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)
　　　從創(chuàng)新和擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)系看，船舶氣囊下水技術(shù)是我國自主創(chuàng)新獲得的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
　　　隨著技術(shù)的發(fā)展，我國氣囊行業(yè)認(rèn)識(shí)到保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要性，為保護(hù)自己的研究成果，僅濟(jì)南昌林氣囊容器廠就獲得了多個(gè)有關(guān)氣囊的專利，其中有發(fā)明專利《一種高強(qiáng)度氣囊及其生產(chǎn)工藝》（專利號(hào)ZL2005 1 0042556.8）、實(shí)用新型專利《一種船用高強(qiáng)度氣囊》（專利號(hào)ZL2005 2 0080668.8）和三個(gè)外觀設(shè)計(jì)專利：《氣囊》（廋長型）（專利號(hào)ZL2006 3 0090571.5）、《氣囊》（小型）（專利號(hào)ZL2006 3 0090572.x）、《氣囊》（基本型）（專利號(hào)ZL2006 3 0090573.4）。
　　　在發(fā)展過程中，我們也認(rèn)識(shí)到，標(biāo)準(zhǔn)是技術(shù)發(fā)展的最高境界，由于標(biāo)準(zhǔn)在貿(mào)易中的地位越來越重要，企業(yè)、行業(yè)必須重視標(biāo)準(zhǔn)的研究和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，沒有標(biāo)準(zhǔn)制定的話語權(quán)就意味著受制于人。而且，標(biāo)準(zhǔn)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)關(guān)系密切，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系也是自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的體現(xiàn)，企業(yè)通過創(chuàng)新產(chǎn)生的成果，可以把成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)，為業(yè)界提供一個(gè)可兼容、互操作的平臺(tái)，為產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
　　　1996年，經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理部門批準(zhǔn)，由中國船舶工業(yè)總公司綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院和濟(jì)南昌林氣囊容器廠共同起草的船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CB/T3795-1996《船舶上排、下水用氣囊》發(fā)布實(shí)施；1998年，船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CB/T 3837-1998《船舶用氣囊上排、下水工藝要求》發(fā)布實(shí)施。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)了十多年來我國氣囊產(chǎn)品和船舶采用氣囊下水技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，為船舶氣囊生產(chǎn)與氣囊下水安全操作提供了依據(jù)。
　　　在全球性的貿(mào)易過程中，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國際慣例已經(jīng)成為世界促進(jìn)技術(shù)發(fā)展的有利工具和手段，船舶氣囊下水這項(xiàng)領(lǐng)先于世界水平的技術(shù)研究和實(shí)船下水的輝煌業(yè)績，特別是我國有關(guān)氣囊標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施，引起了西方發(fā)達(dá)國家同行的認(rèn)同，前來我國引進(jìn)這項(xiàng)新技術(shù)。越南、印度、土耳其、伊朗等國紛紛從我國引進(jìn)氣囊下水技術(shù)來推動(dòng)本國造船業(yè)的發(fā)展，我國的船舶氣囊下水技術(shù)正大步走向世界。
　　　2005年8月間，“卡特里娜”颶風(fēng)登陸美國西海岸，新奧爾良市全城50萬人大撤離，據(jù)統(tǒng)計(jì)有2200艘船只在美國海灣沿岸擱淺失事，美國TITAN海事救撈公司了解到我國船舶氣囊在抬船、移船和修理船舶方面的卓越功能，手持CB/T3795-1996《船舶上排、下水用氣囊》標(biāo)準(zhǔn)，專程來我廠考察和購買一批氣囊，空運(yùn)美國，在搶險(xiǎn)救災(zāi)中發(fā)揮了巨大作用。該公司在使用報(bào)告中稱：“這些氣囊已經(jīng)證明對(duì)我們在清理美國水道‘卡特里娜’颶風(fēng)惡果方面所取得的成果有無法估量的貢獻(xiàn)。”
　　　2007年12月，印度杰蘇船務(wù)有限公司在CB/T3795-1996《船舶上排、下水用氣囊》標(biāo)準(zhǔn)的起草單位中，認(rèn)識(shí)了我們昌林氣囊容器廠，專程來我國考察，嚴(yán)格的企業(yè)管理和高品質(zhì)的產(chǎn)品，給客人留下了良好的印象，一次就訂貨200條。
　　　標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義是改進(jìn)產(chǎn)品、過程和服務(wù)的適用性，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。近期，我們又按照動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化的理念，以當(dāng)前最高技術(shù)水平與管理水平為基準(zhǔn)，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CB/T3837-1998《船舶用氣囊上排、下水工藝要求》修訂以前，制訂了山東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB37/T 998-2008《船舶用氣囊下水工藝操作規(guī)范》。
　　　在這些標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程中，我們做了大量的試驗(yàn)驗(yàn)證工作，山東大學(xué)力學(xué)工程測試中心提供了先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、繪制曲線。這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)除了供標(biāo)準(zhǔn)采用外，也被直接應(yīng)用到船舶氣囊下水的理論計(jì)算中去。
　　　目前，隨著產(chǎn)品的不斷改進(jìn)、發(fā)展，為了提高我國氣囊產(chǎn)品在國際市場上的競爭力，我們正進(jìn)行第二輪船舶用氣囊的標(biāo)準(zhǔn)修訂工作，力爭我國的船舶氣囊標(biāo)準(zhǔn)在更高層面的平臺(tái)上發(fā)布實(shí)施。
　　　這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對(duì)船舶氣囊下水行業(yè)起到了良好的規(guī)范作用，有力地推動(dòng)了船舶氣囊下水技術(shù)的發(fā)展。
四、船舶氣囊下水技術(shù)新的研究成果
　　　20世紀(jì)80年代，在船舶氣囊下水技術(shù)創(chuàng)立初期，山東省小清河船廠、山東大學(xué)、長江航運(yùn)科學(xué)研究所等單位聯(lián)合對(duì)船舶采用氣囊上下水工藝進(jìn)行過一些理論研究，但當(dāng)時(shí)船舶采用氣囊下水的噸位較小，氣囊結(jié)構(gòu)比較簡單，研究的理論層次相對(duì)還比較低。
　　　隨著船舶制造新技術(shù)向縱深發(fā)展和船舶采用氣囊下水向更高目標(biāo)邁進(jìn)的同時(shí)，采用氣囊下水的船舶噸位越來越大，氣囊結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的理論研究顯得十分重要。
　　　近幾年，浙江大學(xué)、山東大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、中國船舶工業(yè)總公司綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院等大學(xué)和研究單位與昌林氣囊容器廠合作，從不同角度對(duì)船舶氣囊下水技術(shù)進(jìn)行理論研究，做了大量的工作。
　　　理論研究圍繞以下幾個(gè)方面進(jìn)行，在某些領(lǐng)域，已經(jīng)取得了階段性成果。受篇幅限制，本文不能展開闡述，只作簡要介紹。
　　　1、下水過程中氣囊剛度變化
　　　在船舶氣囊下水過程中，把氣囊模擬為彈簧元，剛度是載荷與變形的比，則氣囊的剛度是非線性的。
　　　山東大學(xué)與濟(jì)南昌林氣囊容器廠共同對(duì)不同直徑的氣囊進(jìn)行了壓縮性能試驗(yàn)，積累了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　　哈爾濱工程大學(xué)在《船舶氣囊下水安全性評(píng)估方法研究》中，基于真實(shí)氣體狀態(tài)方程（范德華方程），合理地選擇多變指數(shù)并考慮氣囊周壁伸張的影響，得到了計(jì)算氣囊剛度的理論方法，通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性。
　　　浙江船舶行業(yè)協(xié)會(huì)和浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院成立的“浙江省船舶氣囊下水課題組”，采用專門設(shè)計(jì)制作的氣囊壓力測試儀，以每秒20次頻率對(duì)船舶下水過程中氣囊壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，測量所得數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸進(jìn)入計(jì)算機(jī)，同時(shí)存儲(chǔ)在測試儀內(nèi)部芯片上，測試完成后再傳輸入計(jì)算機(jī)。獲得一組氣囊內(nèi)壓變化曲線，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以從中歸納出氣囊剛度在船舶下水過程中的變化規(guī)律。
　　　2、下水過程中船舶的動(dòng)態(tài)變化
　　　船舶氣囊下水的整個(gè)過程，氣囊的承載力、氣囊內(nèi)壓和船體浮力、縱傾角等都是不斷改變的，船體承受的氣囊反力以及船體總彎曲力矩和局部應(yīng)力的變化非常復(fù)雜。
　　　“浙江省船舶氣囊下水課題組” 為揭示船舶氣囊下水過程中船舶與氣囊的運(yùn)動(dòng)和受力情況變化的規(guī)律，在實(shí)船下水過程中進(jìn)行了一系列的測試，采集了第一手?jǐn)?shù)據(jù)。在特定情況（船舶主參數(shù)、船臺(tái)及下水坡道參數(shù)、氣囊布置、氣囊初始內(nèi)壓、船舶下水時(shí)水位均為某個(gè)定值）下的測試內(nèi)容包括：船舶下滑時(shí)氣囊的內(nèi)壓變化；船舶、氣囊與船臺(tái)的相對(duì)位移；船舶下滑時(shí)的速度和加速度；船舶下滑及尾浮時(shí)的角位移和角加速度；船舶下水過程的傾角變化；下水過程中船舶結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)應(yīng)變、應(yīng)力。以及船舶的起始尾?。ㄎ矁A）時(shí)間和起始尾?。ㄎ矁A）滑程；船舶尾浮至全浮時(shí)的尾部吃水和吃水變化率。
　　　課題組通過對(duì)測試實(shí)船氣囊下水過程的靜水力分析、船體總縱強(qiáng)度分析、船體局部強(qiáng)度的有限元分析，得出船舶氣囊下水的安全評(píng)價(jià)和改進(jìn)措施。
　　　哈爾濱工程大學(xué)在《船舶氣囊下水安全性評(píng)估方法研究》中，采用全船結(jié)構(gòu)有限元分析計(jì)算船體結(jié)構(gòu)應(yīng)力，考核船舶結(jié)構(gòu)在氣囊下水過程中的強(qiáng)度。通過計(jì)算，認(rèn)為采用氣囊下水的船舶其結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)值更小，因此，在保證氣囊安全性的前提下，只要下水坡道傾角選擇合理，采用氣囊下水能保證船舶更安全的下水。
　　　3、船臺(tái)和下水坡道
　　　船舶氣囊下水需要建造專門的船臺(tái)和下水坡道，理論分析與下水實(shí)踐均已證實(shí)，縱剖面為折角型的下水坡道，比較適合船舶氣囊下水。
　　　船臺(tái)和下水坡道的參數(shù)，應(yīng)滿足以下條件：
　　　船臺(tái)需要有一定的坡度，能滿足船舶下水時(shí)自滑，但角度又不能太大，以控制船舶落墩后的下滑力；
　　　下水坡道的幾何形狀以及在水下的延伸長度，要滿足船舶下水過程中船體任何部位的應(yīng)力不超過允許應(yīng)力；
　　　船臺(tái)和下水坡道有足夠的地面承載力。
　　　濟(jì)南昌林氣囊容器廠經(jīng)過計(jì)算和試驗(yàn)，得出根據(jù)在不同船舶參數(shù)和下水時(shí)水位高低情況下，船臺(tái)和下水坡道幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，已經(jīng)在實(shí)踐中得到驗(yàn)證。
　　　4、下水計(jì)算
　　　這些研究成果用于實(shí)踐，已經(jīng)體現(xiàn)在氣囊下水過程的計(jì)算中。
　　　船舶氣囊下水過程計(jì)算，通常包含的主要內(nèi)容有：下水需要的氣囊數(shù)量和布置方案；鋼絲繩的牽引力；每只氣囊的承載力以及對(duì)重心之矩的總和；下水時(shí)船舶行程中可能產(chǎn)生艉彎時(shí)該處氣囊最大內(nèi)壓，以校核船板應(yīng)力和氣囊強(qiáng)度。
　　　“浙江省船舶氣囊下水課題組”在課題研究中，根據(jù)傳統(tǒng)的船舶靜水力下水計(jì)算，編寫了船舶氣囊下水計(jì)算程序，該方法將船體視為剛體，主要考慮船體所受的船舶重力、浮力、氣囊的支承力等因素在船舶下水過程中的變化，建立力學(xué)平衡方程，通過求解方程，得出氣囊對(duì)船體的支持力的變化數(shù)據(jù)，以及船體每個(gè)肋位的應(yīng)力，然后考慮船體最危險(xiǎn)截面的應(yīng)力。據(jù)程序開發(fā)者自我評(píng)價(jià)，在不考慮船臺(tái)改造因素下的計(jì)算，用該程序得出的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際下水情況比較接近。
　　　濟(jì)南昌林氣囊容器廠在多年的實(shí)踐中，總結(jié)出以理論研究結(jié)果為依據(jù)，輔以經(jīng)驗(yàn)公式的一套計(jì)算方法：基于氣囊的承載力等作用在船體上有所有外力，在下水過程中的每個(gè)階段達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，根據(jù)某一具體的船舶下水重量、重心位置、船底線型，綜合考慮下水坡道坡度，水位高低等一系列參數(shù)變化對(duì)下水過程的影響，對(duì)下水過程每個(gè)主要階段進(jìn)行計(jì)算，可以得出每只氣囊在滾動(dòng)過程中各個(gè)位置的內(nèi)壓和承載力數(shù)值，從中推算出船舶可能發(fā)生艉落時(shí)，船板的應(yīng)力情況。如果計(jì)算得出的氣囊內(nèi)壓、承載力及船板應(yīng)力均在許可范圍內(nèi)，則可以認(rèn)為該船舶利用氣囊下水是安全的，否則需要修改方案，重新計(jì)算。經(jīng)過幾百艘萬噸級(jí)以上船舶氣囊下水過程實(shí)船驗(yàn)證，該計(jì)算方法得到肯定。
五、氣囊下水的安全問題
　　　船舶氣囊下水的安全，始終是大家關(guān)注的一個(gè)問題。
　　　三個(gè)要素涉及船舶氣囊下水安全：氣囊品質(zhì)保障，船臺(tái)和下水坡道的幾何參數(shù)和建造質(zhì)量，下水方案的制訂和下水過程的規(guī)范操作。
　　　總結(jié)船舶氣囊下水近三十年來的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，發(fā)生船舶氣囊下水不安全因素的原因均與這三要素中某一個(gè)或某幾個(gè)有關(guān)。
　　　1、氣囊品質(zhì)
　　　氣囊品質(zhì)包括氣囊承載力大小和制造質(zhì)量。
　　　在船舶氣囊下水技術(shù)發(fā)展的初期，下水船舶僅限于內(nèi)河小型船舶，盡管氣囊結(jié)構(gòu)十分簡易、承載力比較小，但那時(shí)船舶下水時(shí)發(fā)生氣囊破裂的現(xiàn)象很少。二十世紀(jì)九十年代，我國一些注重技術(shù)改造的氣囊生產(chǎn)廠，研制成功了新一代氣囊，提高了氣囊的承載能力，氣囊下水技術(shù)由此推廣到中型船舶。而當(dāng)時(shí)大部分氣囊廠仍然在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡易的原有產(chǎn)品，并以低價(jià)格吸引買主，用低承載力的氣囊下水中型船舶，釀成了多起事故：有的船舶在下水過程中，船底的氣囊爆裂，船舶墩到地面上，或下水半途擱在水邊，甚至造成人員傷亡。慘痛的教訓(xùn)讓這些人明白了“必須選擇承載力滿足下水船舶重力變化的氣囊”這樣一個(gè)淺顯的道理。
　　　因制造質(zhì)量造成船舶下水時(shí)氣囊破裂的情況屢有發(fā)生。目前市場上氣囊質(zhì)量良莠不齊，個(gè)別企業(yè)以次充好、低價(jià)競爭，也是引起這類事故的原因。
　　　2、船臺(tái)和下水坡道的幾何參數(shù)和建造質(zhì)量
　　　船臺(tái)和下水坡道是氣囊下水安全的重要要素。
　　　從過去的“沙灘造船”到如今建造專門的混凝土船臺(tái)和下水坡道，船舶氣囊下水逐步走向科學(xué)化、規(guī)范化。目前需要注意的問題是：在為較小噸位船舶建造的船臺(tái)和下水坡道上，如果要建造大噸位船舶的話，必須對(duì)船臺(tái)和下水坡道的承壓強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。曾經(jīng)發(fā)生過一起在船舶氣囊下水過程中，下水坡道的水泥混凝土地面突然破裂塌陷，破裂的混凝土塊割裂氣囊、飛出傷人的事故，應(yīng)該吸取教訓(xùn)。另外，適合較小噸位船舶氣囊下水的船臺(tái)和下水坡道的幾何參數(shù)并不一定適合較大噸位船舶氣囊下水，須對(duì)其進(jìn)行必要的改造。
　　　3、操作規(guī)范
　　　規(guī)范的操作過程是船舶氣囊下水安全的保障。
　　　據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，船舶氣囊下水發(fā)生的事故中，大半是與操作不當(dāng)有關(guān)：操作人員缺乏必要的技術(shù)培訓(xùn)，不了解氣囊的承載力和性能，不檢查船臺(tái)和下水坡道是否合適船舶氣囊下水，更不明白船體在下水各階段產(chǎn)生的應(yīng)力變化，一旦發(fā)生異常情況時(shí)不知所措，盲目操作，造成事故。
　　　在我國目前的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)船舶氣囊下水操作規(guī)程和人員培訓(xùn)提出了要求，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可以大大減少事故的發(fā)生。
　　　在船舶氣囊下水發(fā)展過程中，每一次創(chuàng)造下水重量新紀(jì)錄的試驗(yàn)，均是一舉成功，說明只要做好周密準(zhǔn)備，嚴(yán)格操作規(guī)范，船舶氣囊下水安全是有保證的。
六、發(fā)展前景
　　　船舶氣囊下水發(fā)展的實(shí)踐已經(jīng)證明，這項(xiàng)低成本、低消耗、無污染、高效率、高可靠性、機(jī)動(dòng)靈活的技術(shù)具有強(qiáng)大的生命力。
　　　我們認(rèn)為，只要有適合氣囊下水的船臺(tái)，以及操作方法正確，通過技術(shù)創(chuàng)新，提高氣囊承載力后，下水船舶噸位還可以有較大幅度的提高。
　　　近期國務(wù)院通過的船舶工業(yè)振興規(guī)劃，提出了具體政策措施：國家支持研究開發(fā)新型自升式鉆井平臺(tái)等海洋工程裝備，積極發(fā)展遠(yuǎn)洋漁船、特種船、工程船、工作船等專用船舶。
　　　去年以來，經(jīng)過廣泛的社會(huì)調(diào)研，濟(jì)南昌林氣囊容器廠在“高承載力多層揉壓氣囊”的基礎(chǔ)上，正在研制“整體纏繞高強(qiáng)度加長氣囊”，以進(jìn)一步提高氣囊的承載能力，適應(yīng)大噸位及特殊船型船舶氣囊下水的需要。隨著新產(chǎn)品的試制成功，船舶氣囊實(shí)現(xiàn)大型船舶、自升式鉆井平臺(tái)、工程船等下水將成為現(xiàn)實(shí)。