田峰

（日照港引航站 山東 日照 276826）

日照港超大型船舶主機失控的預防舉措

田峰

（日照港引航站 山東 日照 276826）

近年來船舶尺寸及噸位的大型化已呈現(xiàn)常態(tài)化發(fā)展趨勢，超大型船舶操縱性能的改變，對船舶的引航工作提出了新的挑戰(zhàn)。本文就超大型船舶主機失控預防及對策進行探討。

超大型船舶；主機失控；預防；對策

日照港位于山東半島以南，港闊水深，不凍不淤，是我國重要的對外開放口岸，也是我國的深水大港之一。2003年1月開工建設礦石碼頭，礦石碼頭位于東港區(qū)的南段，岸線總長772米。工程第一階段建設25萬噸級和35萬噸級泊位各一個，設計水深分別為-20.5米和-24.5米，可?？?5萬噸級以下的超大型船舶。目前，日照港的超大型船舶多數(shù)靠泊于石臼港區(qū)東10#和東11#泊位，兩個泊位建成投產(chǎn)以來，累計靠泊超大型船舶5000余艘次，但是在引航過程中，也發(fā)生了多起船舶主機失控情況，雖然通過應急處理化險為夷，但也應引起足夠重視。

一、日照港礦石碼頭概況

1.航道情況

總長度：7746米，其中101#/102#～111#/112#長度為6000米，走向為297°/117°；111#/112#～113#/114#長度為890米，走向為306°/126°；113#/114#～115#長度為852米，走向為337°/157°；115#-11#泊位之間長度為345米，走向為011°/191°，航道水深：18米。

2.泊位情況

（1）東10#泊位：泊位長度：380米，泊位水深：-20.5米，泊位寬度：120米，港池水深：18米，泊位走向：011°/191°。（2）東11#泊位：泊位長度：392米，泊位水深：-20.5米，泊位寬度：120米，港池水深：-18米，泊位走向：011°/191°。

圖1 日照港30萬噸級散貨泊位

二、超大型船舶操縱特點及失控預防舉措

1.超大型船舶的操縱特點

（1）質(zhì)量大慣性大。超大型船在滿載時即使低速航行，仍具有很大的動量，因此靠泊時要嚴格控制靠泊速度和靠泊角度，靠泊速度應控制在5cm/s以下，靠泊角度應小，最好平行靠泊。（2）制動效果差。單位排水量的主機功率遠比一般船舶低，因而啟動、制動、控制船舶的能力遠比一般船舶差，停車沖程較一般船舶大得多，耗時也比較長。（3）船型肥大粗短。方型系數(shù)多高于0.8，K值和T值均較大，也就是說船舶具有良好的旋回性，但航向穩(wěn)定性和追隨性差。（4）船舶尺度大。淺水效應和岸壁效應均較突出，淌航中喪失舵效的時刻出現(xiàn)得較早，港內(nèi)航行時要經(jīng)常用微進車來保持舵效，尤其在滿載時舵來得較慢，其惰性顯露無疑，因此要早用舵早回舵，用大舵角。（5）受流明顯。由于吃水大，水線下受流面積大受流的影響大，航道上航行時應充分估計流的影響。（6）超大型船倒車時其船首偏轉(zhuǎn)方向具有不確定性。一般右旋漿船在倒車時受沉深橫向力的作用，應表現(xiàn)為船首向右偏轉(zhuǎn)，但滿載超大型船則不一定右偏，他有朝著初始旋轉(zhuǎn)方向繼續(xù)偏轉(zhuǎn)的特性，這可能是由于淺水效應、岸壁效應、流水等綜合影響的結果。

2.超大型船舶的失控原因

日照港礦石碼頭由于自然條件限制，船舶淌航距離相對不足，從進入港池至東9#泊位南段約有800米的深水區(qū)域可利用。船舶進入防波堤后，又有幾個轉(zhuǎn)向點，大船不能過早停車，尤其是船舶舵效不好獲轉(zhuǎn)向時機不合適導致船位不理想時，更不能停車淌航，甚至要短暫加車來提高舵效，導致船速不能得到有效控制，此時若主機失控導致倒車不來，極易出現(xiàn)危險情況。

（1）一些超期營運、設備破舊、本該淘汰的老齡船舶船公司出于經(jīng)濟利益的考慮，延期運營，船舶安全性存在問題。（2）船公司疏于安全管理，安全投入不足，船舶動力設備和應急設備系統(tǒng)失養(yǎng)失修情況嚴重，使船舶動力設備和應急設備存在缺陷。（3）由于通航密度的增加，以及復雜航區(qū)段通航環(huán)境的不利因素，經(jīng)常需要頻繁換向操作主機，使壓縮空氣瓶中的氣壓過低，從而使主機無法啟動。（4）船員對船舶動力設備和應急設備的沒有及時維修、養(yǎng)護，對設備的使用和操作不熟練。

3.預防舉措

（1）在引航過程中必須隨時做好應對突發(fā)狀況的準備工作，尤其是在通航環(huán)境復雜、船舶老舊等情況下，要備有應急預案，提前考慮到可能發(fā)生的情況。引航員從接到任務開始，就要根據(jù)被引船的資料、聯(lián)系情況、船容船貌等情況及時調(diào)查、掌握船員情況、保養(yǎng)情況，了解船舶設備的可靠性。

（2）與船長進行全面具體的信息交流，充分了解船舶性能及操縱特性，充分關注船舶資料，尤其是主機馬力、空氣壓力等細節(jié)，一些船長可能出于保護船東利益的角度，隱瞞設備存在的缺陷，對此有必要提前實地考察船舶及設備狀況，做到心中有數(shù)。

（3）備好雙錨，盡早帶好拖輪，引航員處于應急狀態(tài)，充分做好準備，以便及時利用拖輪協(xié)助減速。

（4）船舶靠泊過程中應留有余地，盡早控制進港速度，減少用車次數(shù)。

（5）按《國際海上避碰規(guī)則》規(guī)定顯示號燈、號型；加強了望并使用VFH發(fā)布通告，提醒來往船舶注意安全。

三、超大型船舶主機失控時的應急對策

1.超大型船舶靠泊拖輪配置。超大型船舶進靠日照港礦石碼頭過程中，絕大多數(shù)主機失控都發(fā)生在船舶進入港池進行倒車控速時，此時如果主機失控，倒不出車來，在處置不當?shù)那闆r下船舶將面臨擱淺的危險。超大型船舶一旦失控，主要依靠拖輪來制動，此時拖輪的重要性就尤為凸顯。由于此泊位水域受限，淌航距離相對不足，通常情況下需5艘拖輪協(xié)助，配置情況如圖2所示。

圖2 超大型船舶配置拖輪的分布情況

2.船舶發(fā)生失控時，首先要沉著冷靜，立刻查看原因，檢查船位、航速、航向以及輔助拖輪位置，充分了解船舶性能、可航水域、天氣海況（如強風、涌浪）對拖輪效能發(fā)揮的影響以及周圍船舶動態(tài)，及時作出準確判斷、把控局面。綜合考慮后采取最適合的應急措施，在得到船長許可的情況下，一旦做出決定要果斷實施，切忌猶豫不決。

3.及時請求引航值班室以及交管中心協(xié)助。在緊急情況下，引航員的首要任務是掌握情況并采取措施，及時聯(lián)系引航值班室和交管中心協(xié)助解決，可以使引航員專注于應急操作，降低事故發(fā)生的概率。

4.要求船長盡量與機艙保持聯(lián)系，問明原因，并詢問主機恢復正常的時間范圍，同時向引航站和海事部門匯報，等候進一步指示。

四、拖輪制動時間和距離計算

船體所受水阻力與相對流速的平方成正比，大型船舶低速時所受水阻力明顯減小，水阻力對船產(chǎn)生的加速度也會變的很小，超大型船舶速度衰減很慢，這樣用拖輪制動會起到較好的降速效果。假設拖輪的倒車拉力為，而船速是直線下降的，則船舶動能都消耗于拖輪向后的拉力做功：

式中：（m+mX）為船舶和5艘拖輪總的質(zhì)量和附加質(zhì)量（t）；v1為使用拖輪制動時船舶初始速度（m/s）；v2為拖輪制動一段時間后的船舶速度（m/s）；TP為拖輪的倒車拉力（t）；tS為拖輪制動時間（s）；K為船舶虛質(zhì)量系數(shù)，取1.07；g為重力加速度。

船舶淌航動量與拖輪倒車沖量相等，即

（3）（m+mX）（v1-v2）＝TPS

以20萬噸級和30萬噸級散貨船為例，計算在5艘拖輪（5000hp）全速制動下船舶最大初始速度、制動距離和制動時間。

ZP拖輪倒車拉力基本是進車推力的90%-95%、拖輪在作業(yè)過程中不可能發(fā)揮額定功率值、實際拖輪拖力或拉力約為額定功率的85%。該類型拖輪每100馬力提供的推力約為1t（來源于操縱課本），則5000匹馬力拖輪進車推力和倒車的拉力分別為：

（5000÷100）×1×0.85=42.5t

（5000÷100）×1×90%×0.85=38.25t

圖2所示的5艘拖輪配置起全速制動時總拖力為：42.5t+38.25t+3×38.25×0.707=161.88t

1.20萬噸級散貨船制動初始速度與制動時間的計算

本文以靠泊日照港東10#30萬噸級泊位為例，一般靠泊該泊位減速距離約500米，考慮從主機失控到拖輪全部到位并發(fā)揮作用還需要一段時間，因此拖輪實際制動距離約為400米左右。20萬噸級散貨船，由5艘拖輪全速制動，在400米前進距離上使船速從v降至0時，制動距離計算過程為：

計算可得，v=2.2m/s

制動時間為：

2.30萬噸級散貨船制動時的初始速度與制動時間

30萬噸級散貨船，由5艘拖輪全速制動，在400米前進距離上使船速從vm/s將至0時，制動距離計算過程為，

計算可得，v=1.83m/s

制動時間為：

綜上所述，初始速度4.4kn的20萬噸級散貨船在5艘5000hp拖輪全速制動下能在400米內(nèi)使船基本停住；初始速度3.7kn的30萬噸級散貨船在5艘5000hp拖輪全速制動下也可在400米內(nèi)完全停住。

責任編輯：張 明