楊建山

（天津港引航中心　天津　300456）

拖輪在船舶靠離泊操縱中的應(yīng)用

楊建山

（天津港引航中心天津300456）

隨著國(guó)際航運(yùn)市場(chǎng)的載貨重量及船型尺寸的不斷增長(zhǎng)，港作拖輪在船舶操縱過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文對(duì)拖輪的功能特性、操作條件、注意事項(xiàng)進(jìn)行了總結(jié)和分析，結(jié)合在天津港的引航工作實(shí)踐，闡述了正確使用拖輪的重要性及注意事項(xiàng)。

斜航；水動(dòng)壓力；力矩；轉(zhuǎn)心；分力；動(dòng)能；沖程

在引航工作中，由于船舶自身?xiàng)l件或外界條件限制等原因造成的船舶操縱困難，往往需要拖輪的協(xié)助才能使操縱得以順利進(jìn)行。因此拖輪成為引航工作中不可缺少的一部分，對(duì)拖輪的充分了解和熟練使用是確保船舶操縱工作順利實(shí)施的重要條件。

拖輪協(xié)助大船操縱實(shí)質(zhì)上是用拖力來克服大船運(yùn)動(dòng)中所受的風(fēng)阻力和水阻力，因此應(yīng)根據(jù)大船的排水量、水域條件、系泊方式等決定拖輪配備情況，在天津港一般由拖輪調(diào)度安排配置使用拖輪，但駕引人員也要綜合各項(xiàng)因素判定拖輪配備是否合理，若拖力配備不夠時(shí)一定要及時(shí)調(diào)配更換。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)風(fēng)速低于15m/s、流速小于0.5Kn時(shí)，可利用經(jīng)驗(yàn)公式估算所需拖輪的總功率：

DW萬噸級(jí)船舶：（DWT）×10%（HP）

VLCC滿載：（DWT）×5%（HP）

VLCC空載：（DWT）×7%（HP）

目前，天津港拖輪總體上說有兩種，一是Z型傳動(dòng)推進(jìn)器拖輪（簡(jiǎn)稱Z型拖輪），另一種是固定螺距推進(jìn)器拖輪（FPP型拖輪），其中FPP型拖輪主要作為交通工具，實(shí)際操縱中主要采用Z型拖輪，其功率從2600～7600HP不等。

日常港口作業(yè)中，Z型拖輪一般是帶吊纜，因其拖纜是在拖輪的絞車上收放自如，在頂推時(shí)可收短纜繩，此時(shí)如同單首纜，而在拖帶時(shí)又可松出一定長(zhǎng)度的纜繩形如吊拖，拖輪可向各個(gè)方向施力，較為方便靈活。在吊拖時(shí)為了充分發(fā)揮拖輪的有效拖力同時(shí)使拖纜免受太大張力，拖輪出纜要足夠長(zhǎng)以使拖纜俯角小于15度，但是，受港內(nèi)操縱水域的影響以及為了保證拖輪的靈活性，拖纜又不能太長(zhǎng)，因此，實(shí)際上出纜長(zhǎng)度控制在拖輪船長(zhǎng)的兩倍為宜。

協(xié)助船舶掉頭是拖輪的主要用途之一，大型船舶轉(zhuǎn)向進(jìn)入港池靠泊及離泊掉頭出港時(shí)，都離不開拖輪的協(xié)助。大型船舶重載入泊前的轉(zhuǎn)向尤其困難，這時(shí)船速很慢又不能頻繁用車，自身舵效基本為零，必須使用拖輪才能轉(zhuǎn)向和保向。操作上一般都是首尾各帶一條拖輪，轉(zhuǎn)向時(shí)一頂一拖，由于直行的船舶受到拖力的影響會(huì)發(fā)生斜航，斜航會(huì)產(chǎn)生水動(dòng)壓力，水動(dòng)壓力是隨船速和吃水的增大而增大，它的力矩與前端拖輪的力矩相反，與尾端拖輪的力矩一致，特別是船速過大時(shí)更明顯。因此，大型重載船舶前進(jìn)入泊時(shí)要多使用艉部拖輪，而當(dāng)后退入泊時(shí)要多使用艏部拖輪。如采用后退法靠泊天津新港27#泊位（船長(zhǎng)243米，吃水-11.8米）時(shí)，船在港池掉頭后慢慢倒車，艏部用拖輪頂拖大船，可以象操縱舵一樣控制大船慢慢退入泊位，整個(gè)操作過程比較方便靈活。

船舶靠離泊位時(shí)，為了確保安全，要盡量平行入（離）泊，常常需要兩條拖輪在首尾同時(shí)頂或拖，以使大船橫向移動(dòng)。在實(shí)際操作中，拖輪很難垂直于大船首尾線施力，拖力在大船上產(chǎn)生縱向及橫向兩個(gè)分力，使大船在橫向移動(dòng)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生縱向移動(dòng)，由于橫向移動(dòng)時(shí)船舶的虛質(zhì)量和水阻力遠(yuǎn)大于縱向移動(dòng)力，所以大船的前沖后縮更加明顯，當(dāng)泊位水域狹窄時(shí)，往往需要頻繁用車來控制船位。當(dāng)拖輪使用得當(dāng)時(shí)，縱向分力也會(huì)有利，如在船舶靠泊時(shí)，船首拖輪的頂推力將發(fā)揮減速作用，間接達(dá)到控制船速的目的。

在海河中，由于船小同時(shí)拖輪少，通常船的靠離泊操作僅使用一條拖輪進(jìn)行協(xié)助，此時(shí)選擇拖輪的帶纜位置（拖輪施力點(diǎn)）尤為重要。船舶靜止漂浮時(shí)，只要拖力作用點(diǎn)與大船中心不重合，其作用效果是使大船漂移并伴隨偏轉(zhuǎn)，通常拖力作用點(diǎn)與轉(zhuǎn)心分別在大船重心的兩側(cè)，并且轉(zhuǎn)心的位置因施力點(diǎn)位置的變化而變化。因此在進(jìn)行船舶掉頭操作時(shí)，拖輪要盡可能帶在船首尾兩端以獲取最大的轉(zhuǎn)船力矩。當(dāng)船舶系有纜繩時(shí)，船舶的偏轉(zhuǎn)方式與漂浮時(shí)是不一樣的，如單拖開尾離泊，正常時(shí)船首留頭纜及倒纜各一根，當(dāng)拖輪起拖后大船船首肯定會(huì)壓向碼頭直至接觸，此后就以該點(diǎn)為支點(diǎn)繼續(xù)回轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)就是轉(zhuǎn)心，這樣常常會(huì)造成碼頭或船舶的損壞，尤其有吹攏風(fēng)時(shí)損壞更嚴(yán)重。因此可以采用另一種方法，把拖輪設(shè)置在船頭位于系泊纜出纜孔與大船重心之間即可。離泊時(shí)大船留頭纜及首倒纜，拖輪起拖后大船會(huì)向外惻橫移，同時(shí)船尾會(huì)壓向碼頭，但由于系纜的作用使出纜孔成了支點(diǎn)，大船會(huì)以該點(diǎn)為轉(zhuǎn)心回轉(zhuǎn)，適當(dāng)時(shí)機(jī)松出系纜，船舶就安全地離開碼頭。

用拖輪減速制動(dòng)也是拖輪的重要用途之一。當(dāng)前，20萬噸以上船舶頻繁出入天津港已成為常態(tài)，隨著船舶噸位的不斷增大，其慣性也會(huì)隨之加大，在港池及航道寬度沒有改善時(shí)，船舶進(jìn)港后的余速控制就顯得尤為困難。如吃水在-15米以上、排水量達(dá)14萬噸以上的船舶進(jìn)靠新港二十六段時(shí)，船舶余速在4～5節(jié)左右時(shí)就沒有舵效了，往往需要頻繁進(jìn)車來維持舵效，但這樣船速往往過快。因此，可以把拖輪帶在船尾，進(jìn)港后拖輪倒車拖尾控速，大船則可以通過進(jìn)車來維持舵效。當(dāng)大船接近泊位時(shí)，船速應(yīng)由4～5節(jié)降至1節(jié)左右，否則由于大船的質(zhì)量及動(dòng)能過大，倒車容易使船舶出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)、不易保向、丟掉船位等情況。在此情況下，由拖輪拖尾制動(dòng)成為首選，其原理是通過拖力做功來消耗大船的動(dòng)能，在余速較低的情況下，如果不考慮船體阻力和附加水質(zhì)量等因素，可以得出：

式中，S為淌航距離（m），W為排水量（t），V.為余速（Kn），g為重力加速度，T代表拖輪拖力（t）。

由上式可估算出，排水量為14萬噸的船舶在余速為4節(jié)時(shí)，如果用5000HP拖輪拖尾，拖力按每100HP為1噸計(jì)算，大約在700米內(nèi)即可使船完全停住，在實(shí)地操作時(shí)，從新港三十一段附近起拖至接近二十六段前，大船的船速就接近零了。

在大船的靠離泊操作中，拖輪和大船是協(xié)作互助的關(guān)系。雙方之間VHF聯(lián)絡(luò)要保持暢通無阻，以便遇到問題時(shí)及時(shí)協(xié)商解決。工作中，要認(rèn)真收聽對(duì)方的VHF信號(hào)和聲號(hào)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤要立即提醒和糾正，確保工作順利進(jìn)行。

在操作過程中，大船的駕引人員要充分注意拖輪的安全問題。尤其在拖輪吊拖時(shí)大船的前沖后縮距離過大，容易造成拖輪的橫拖或倒拖，因此，大船駕引人員要隨時(shí)注意拖輪所處位置，并在用車前提前提醒拖輪注意，如果發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)要馬上解掉纜繩以防不測(cè)。同時(shí)，也要隨時(shí)關(guān)注大船尾部的拖輪及拖纜位置，及時(shí)了解大船螺旋槳是否清爽，否則不能盲目動(dòng)車。綜上所述，大船的駕引人員必須要充分了解拖輪的功能和特性，綜合考慮、統(tǒng)籌安排，合理配置拖輪，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況發(fā)出正確指令，使拖輪能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地完成引航作業(yè)，從而確保船舶操縱工作的順利實(shí)施。

責(zé)任編輯：張明