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【船舶知识】探秘船舶吨位和丈量(四)

【船舶知识】探秘船舶吨位和丈量(四) 江南造船
2023-03-01
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近十年来,中国船舶工业取得了长足的进步和巨大的成就,越来越受到公众的关注。各种媒体也屡屡出现对船舶工业的报道。船舶吨位是衡量船舶尺度、容积、重量和装载能力的重要指标,也是衡量造船企业和国家船舶建造能力的一个重要指标。

在前三期我们分别介绍了船舶的大小和度量船舶容积丈量和吨位的起源以及船舶容积丈量方法的变迁(点击左侧深色文字分别查看链接),今天,让我们了解一下莫尔斯姆法和国际吨位丈量公约的诞生

莫尔斯姆法和国际吨位丈量公约的诞生


1.莫尔斯姆法(Moorsom System)

1854年,英国采用莫尔斯姆法(Moorsom System)进行船舶规模和载货能力的丈量。莫尔斯姆法的基本概念是将船舶内部的封闭内容积以立方英尺为单位,100立方英尺的容积作为1吨(位)。这个容积和吨位的计算当量依据是当时英国船舶一吨重量对应的容积平均数为98.22立方英尺,故将这个换算系数圆整为100。这个内部容积的计算方法采用辛普森第一法则大大提高了精度并具有跨时代意义。这个方法和现代吨位丈量的内部容积计算方法的原理是相似的。 


在莫尔斯姆法中,对于吨位丈量甲板上的船员舱室,起初在总吨数5%以内将予以免除,后来又改为修正。此外,对于不适合装载货物或储存物品的空间的上层建筑、出入口和梯道等空间也将予以免除。
登记吨和船舶的载货容积紧密关联也是船主是否关心的一个方面,登记吨进一步演变成后来的净吨位(NT,Net Tonnage)。


关于机器处所的扣除,在1854年出台的莫尔斯姆法中采用的是百分比扣除法(Percentage Rule),即将船舶总吨的32%~37%作为机器处所扣除。机器处所的扣除后来进行了多次修改。1869年,英国政府打算对机器处所的扣除方法进行修改,但最后不了了之。具体的修改方案为:对主机舱和锅炉舱的容积进行测量,对于明轮推进的船,机器处所的扣除是测量得到容积的1.5倍;对于螺旋桨推进的船则取1.75倍。机器处所扣除的百分比最大不超过船舶总吨数的50%。


1873年5月24日,法国颁布条令采纳莫尔斯姆法来丈量吨位。当时法国政府对航运和造船有支持辅助政策,不管港口税和停泊税的如何增加,船东认为总吨数的增加直接关系其利益。基于这一点,船东们为了得到更加多的补助金希望两个总吨。一个是作为补助金计算基准的“特别总吨”。但这个“特别总吨”比按照英国的莫尔斯姆法计算出来的总吨要大得多;另外一个是比“特别总吨”低但高于英国(按照莫尔斯姆法计算出来的)总吨。为了支持航运,法国针对蒸汽船设立了第三种吨位,即法定吨位,其要点和风帆船的净吨计算多少有点相似。法国船的净吨数非常低,因此进入法国港口的外国船也热衷于持有法国的吨位证书,另一方面英国、美国对法国的吨位证书不认,对法国的船来说也是不利的。到了1904年法国政府决定全面采用英国法。


1872年,德国在起草船舶丈量法时,远洋船的吨位丈量采用莫尔斯姆法作为基础。德国的吨位丈量法于次年(1873年)颁布实施。机器处所的扣除则包括主机舱、锅炉舱以外,还要对燃煤舱进行测量,所有机器处所以50%为上限的范围内可予以扣除。这个就是所谓的“德国规则”。到了1895年,德国政府对机器处所的扣除方法采用英国的规则。


17世纪前半叶荷兰建造的船两舷有十分明显的内倾,其目的为了减少甲板的宽度从而降低船的吨数。到了1699年新规则要求从船的最大宽度垂直向上测量。根据1875年公布的法律,次年实施按照1873年君士坦丁堡召开的国际会议所达成的协议为基础的丈量规则。结果最终还是于1899年采用了英国法。


其它欧洲国家也先后采用了莫尔斯姆法,但关于机器处所的扣除,瑞典、比利时采用“德国规则”,罗马尼亚、埃及则采用“多瑙河规则”。
美国是跟随英国采用莫尔斯姆法作为吨位丈量的法规的国家。在这以前使用不同的建造者丈量(B.O.M, Builder’s Old Measurement)方法。1865年,议会通过法律采纳英国商务莫尔斯姆法作为吨位丈量的法规。


在中国清朝末期和民国时期,基本上是跟随英国采用莫尔斯姆法作为吨位丈量的法规。


2.1969年国际船舶吨位丈量公约

莫尔斯姆法(Moorsom System)具有一定的科学性和合理性,逐渐为世界许多国家所采用。由于各国在采用这一方法时均作一定修改和补充,主要差异在于扣除处所和减除处所的定义和计算精度不同。大约100年后,这一方法已演变得极为冗繁,关于扣除处所和减除处所的定义,政府和船主站在不同的立场上,其看法是截然不同的。为了减化和改进原有的吨位丈量方法,能够使各个国家互认,更能适应国际水域和港口运输以及各种新型船舶的发展,政府间海事组织(IMCO,现为“国际海事组织 IMO”)制定了《1969年国际船舶吨位丈量公约》(International Convention on Tonnage Measurement of Ships 1969)。该公约于1969年5月27日在伦敦通过,1982年7月18日开始生效。中国1980年4月8日加入《1969年国际船舶吨位丈量公约》,成为该公约的缔约国。对国内航行的船舶则采用简化的方法。


和统一前林林总总的各国吨位丈量规则相比,首先,是《1969年国际船舶吨位丈量公约》保留了莫尔斯姆法中总吨位(GT)和净吨位(NT),仍然是体现船舶容积的概念,但已经不存在100立方英尺=1吨位的概念了,总吨位和净吨位直接是通过公式计算的。其次,该公约中定义的丈量规则简单明了,由莫尔斯姆法中测量内容积改为测量型容积。丈量工作完全可以在图纸上进行,使测量工作量大大减少。再则,总吨位清楚地反映了船舶的总体尺度,莫尔斯姆法中净吨位是总吨位扣除处所和减除处所得到的,但是新公约却是和吃水有关直接计算出来的。值得注意的是对于遮蔽甲板船、滚装船和渡船等船型,新规则和老规则相差较大。


尽管《1969年国际船舶吨位丈量公约》对国际航行船舶的吨位丈量进行的统一,但对于远洋船舶来说,除了挂旗国(船籍)的吨位证书以外,苏伊士运河和巴拿马运河的吨位证书也是必须的。巴拿马运河船舶吨位丈量体制已于1994年10月1日起与《1969年国际船舶吨位丈量公约》接轨。根据新的丈量方法,以1969年国际船舶吨位丈量公约中总容积为基础,可以用公式算出新的巴拿马运河净吨位(PC/UMS),并废除了巴拿马运河总吨位。新的巴拿马运河船舶吨位丈量规则还列于美国联邦法典(Code of Federal Regulations,简称CFR)第35篇第133章和第135章。新的巴拿马运河净吨位主要是为船舶通过运河所征收的费用。反观苏伊士运河吨位丈量体制基本上是以1873年君士坦丁堡达成规则为蓝本,其条款十分复杂繁琐,且计入总吨位和净吨位的处所相当多。苏伊士运河当局出于自身利益的考虑,至今还不是缔约国,不愿采用1969年国际船舶吨位丈量公约中的容积计算和扣除处所与减除处所的定义。
结语:排水量vs吨位


综上所述,船舶吨位的作用主要是用于船舶税收和各类费用收取的基准、总吨位也被用来划分船舶的等级并用于规定设备配备的标准、总吨位还被用于各类船舶统计中的一种常用基准。对于船厂或船舶设计单位来说,除了在初步设计阶段估算一下总吨位以外,吨位计算包括繁琐的苏伊士吨位计算都有“船级社”代劳了。


由于船舶吨位的概念和定义比较复杂并易于混淆,不仅仅表现在公共媒体的宣传上,而且在船舶工业近代史、航运史和海军史研究方面也屡有误读和混淆。《中国近代舰艇工业史料集》是一部中国舰艇工业历史权威的资料集,书中在提到“民国七年仲夏,海军部副官兼编纂科科长池中佑”船舶参数列表时,船舶的吨位是以“排水量吨”来统计的。这种吨位的统计也许在民国时期是对的,但在清末建造的船舶是欠妥的。


近代海军史研究专家马幼垣(1940~)曾经指出:风帆时期的船舶,计算船舶大小不是以吨为单位的排水量,而是用“建造者单位”(Builder’s Measurement,简称BM)。其次,从西方风帆船的设计流程来看,和现代船舶设计把“重量浮力平衡”作为首要的原理有明显的不同,相当程度地依赖首席设计师(Chief Constructor)的经验,船舶静力学计算还没有全面的应用。虽然法国船舶设计师在19世纪初发明了可用于倾斜状态的排水量计算的邦戎曲线(Bonjean Curves),但未发现在19世纪船舶设计过程中应用的记载。此外,从江南制造局建造的蒸汽动力风帆巡航舰“海安”和“驭远”的记载“1877年左右江南制造局的文案黄道平记录”,明明白白写的是“吨数”而不是排水量。


图3

2019年,在江南展示馆“海安”巡航舰的复原设计过程中,不仅仅用现代船舶设计方法生成线型并校核船体的静水力,而且用BOM法计算船舶的吨位数和黄道平的记载十分接近。排水量是重量计算法,BM是容积计算法,如果没有船舶详细数据,几乎不可能算出对应的值。也许是因为《中国近代舰艇工业史料集》的权威性,导致对清末建造的船舶规模的定义出现了误判。总之,吨位丈量发展史的研究,尤其是对英法两国吨位丈量体制的形成和发展对研究并厘清清末江南制造局和福州船政局设计建造的船舶是非常有帮助的。

  完  


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