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        淺析拖輪協(xié)助大型船舶靠離泊

        2018-03-11 08:09:34龐明瀚
        珠江水運(yùn) 2018年3期
        關(guān)鍵詞:拖輪

        龐明瀚

        摘 要:大型船舶在進(jìn)行靠離泊作業(yè)時(shí)都需要拖輪進(jìn)行協(xié)助作業(yè),合理有效的使用拖輪顯得尤為重要,本文通過(guò)對(duì)拖輪的特性和拖輪對(duì)船舶操縱的影響的分析,提出了大型船舶使用拖輪協(xié)助作業(yè)的注意事項(xiàng),以期對(duì)實(shí)踐有所幫助。

        關(guān)鍵詞:拖輪 大型船舶 靠離泊

        1.拖輪的特性及配備

        1.1全回轉(zhuǎn)拖輪操縱性

        現(xiàn)階段大部分的港口所使用的拖輪均為操縱性能較好的全旋轉(zhuǎn)拖輪。該拖輪一般使用雙Z型具有導(dǎo)流管的螺旋槳,可實(shí)現(xiàn)原地的360度旋轉(zhuǎn)。相較普通拖輪而言,其有著操作便捷、機(jī)動(dòng)靈活、可控性能好、所需旋回水域較小的優(yōu)勢(shì)。另外該種拖輪還具有方形系數(shù)大和馬力大的特點(diǎn),由于船身一般短而寬,所以產(chǎn)生的轉(zhuǎn)船力矩較為有限,在離開大船時(shí)往往采用尾部先離開的方式。使用該種拖輪進(jìn)行協(xié)助靠泊時(shí),頂推的效果要好于拖拽。

        1.2拖輪配備位置特性分析

        在使用拖輪協(xié)助大船進(jìn)行靠離泊時(shí),選擇合適的拖輪配備位置顯得有尤為重要。如果單純考慮協(xié)助大船的轉(zhuǎn)向效果來(lái)開,將拖輪配備在大船前進(jìn)方向的尾端相比較與前端會(huì)具有更好的轉(zhuǎn)向效果。具體原因主要是船舶前進(jìn)過(guò)程中,其轉(zhuǎn)心會(huì)位于船中前部,當(dāng)船舶進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí),船舶會(huì)在轉(zhuǎn)船力矩的作用下旋轉(zhuǎn),拖輪力作用于尾端時(shí)由于力臂較大,故而整體的轉(zhuǎn)船力矩會(huì)大,從而轉(zhuǎn)船效果會(huì)好。在實(shí)際的作業(yè)中,拖輪的作用除了協(xié)助大船轉(zhuǎn)向以外,還要協(xié)助其減速。所以綜合考慮,在風(fēng)流較小的時(shí)候可將拖輪置于船首,便于控制船舶位置,同時(shí)調(diào)整靠泊角。有較大攏風(fēng)時(shí),拖輪可置于船尾,不僅有助于其轉(zhuǎn)向,而且便于控制船尾漂移速度。

        1.3船舶配備拖輪數(shù)量和功率的考慮因素

        在決定拖輪的配備數(shù)量和功率時(shí),要考慮很多因素,包括被協(xié)助船舶條件、港口條件以及自然條件。其中被協(xié)助船舶的自身?xiàng)l件主要包括其裝載狀態(tài)、排水量、船舶的受風(fēng)面積、側(cè)推配備情況、螺旋槳性能以及船舶的操縱性能等因素;港口條件主要包括航道寬條件、旋回水域大小、泊位前沿可操縱水域、可供船舶的停船水域,港口停泊船舶密度等;自然條件主要是指船舶進(jìn)行靠離泊時(shí)的風(fēng)況、流速及能見度等條件。

        船舶所需要的協(xié)助拖輪的總功率的簡(jiǎn)易計(jì)算為每1萬(wàn)載重噸配備725kw,所需的拖輪數(shù)量一般認(rèn)為,1萬(wàn)噸到10萬(wàn)噸配備2艘拖輪,超過(guò)10萬(wàn)噸的配備3條及以上拖輪,但是大型船舶的靠離泊一般不超過(guò)6艘拖輪進(jìn)行協(xié)助,因?yàn)檫@樣會(huì)大大增加引航員和拖輪的溝通指揮難度。

        2.拖輪對(duì)船舶操縱性的影響

        2.1對(duì)航向穩(wěn)定性的影響

        船舶的航向穩(wěn)定性主要是指其在收到外力干擾以后,船舶航向發(fā)生變化,當(dāng)外力消失以后其能自動(dòng)保持在新航向的能力。一般而言方形系數(shù)較小的船舶其航向穩(wěn)定會(huì)較好,反之航向穩(wěn)定想較差。當(dāng)大型船舶在前進(jìn)過(guò)程中,當(dāng)拖輪在大船一側(cè)時(shí),大船和拖輪會(huì)作為一個(gè)整體,當(dāng)大船受到外力干擾時(shí)由于船舶的左右兩側(cè)不對(duì)稱,會(huì)導(dǎo)致船舶偏向一側(cè),進(jìn)而導(dǎo)致大船的航向穩(wěn)定性變差,另外當(dāng)拖輪位于大船兩側(cè)時(shí),由于作為一個(gè)整體,船舶的整體寬度變大,從而導(dǎo)致其方形系數(shù)變大,也會(huì)使得其航向穩(wěn)定性變差。

        2.2對(duì)船舶保向性的影響

        船舶保向性主要是指船舶在受到外力干擾以后,航向發(fā)生偏轉(zhuǎn)后,通過(guò)操舵來(lái)使船舶航行在預(yù)定航向航行的能力。保向性和船舶的航向穩(wěn)定性有著很大關(guān)系,同時(shí)也受到操舵人員技能和船舶自身性能的影響。

        拖輪不給大船提供協(xié)助力的情況下,當(dāng)拖輪位于大船一側(cè)的時(shí)候,拖輪和大船作為一個(gè)整體,大船原有的流線型被破會(huì),同時(shí)左右不再對(duì)稱,船舶的保向性和航向穩(wěn)定性都會(huì)變差;當(dāng)拖輪在吊拖大船尾部的時(shí)候,由于整體的方形系數(shù)變小,此時(shí)船舶的保向性能變好;當(dāng)拖輪帶位于大船左右兩舷對(duì)稱位置時(shí),由于整體的方形系數(shù)變大,也會(huì)導(dǎo)致船舶保向性變差。

        拖輪給大船提供協(xié)助里的情況下,當(dāng)拖輪位于大船一側(cè)施加協(xié)助力時(shí),會(huì)使得大船產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩,使得大船向一側(cè)偏轉(zhuǎn),使得其保向性變差。當(dāng)拖輪位于大船兩側(cè)后者船尾中心處對(duì)大船施加對(duì)稱拉力時(shí),大船螺旋槳的滑失增加,舵效變好,從而也會(huì)導(dǎo)致大船的保向性變好。

        2.3對(duì)船舶旋回運(yùn)動(dòng)的影響

        當(dāng)大船在使用拖輪協(xié)助掉頭時(shí),在拖輪的協(xié)助下,大船的旋回性能要素就會(huì)發(fā)生變化。其中當(dāng)向有拖輪一側(cè)轉(zhuǎn)向時(shí)大船的旋回初徑變小、旋回進(jìn)距變小、漂角變大、降速加大;當(dāng)大船向沒有拖輪一側(cè)旋轉(zhuǎn)時(shí),大船的旋回初徑變大、旋回進(jìn)距變大、漂角變小、降速加大。

        3.使用拖輪協(xié)助作業(yè)注意事項(xiàng)

        3.1帶拖輪時(shí)大船的速度不能太快

        根據(jù)船間效應(yīng)的作用原理,我們可以知道,船舶之間的相互作用力和船速的平方成正比,故而船速越大船舶所受到的船舶效應(yīng)也就越明顯,其中小船所受到的影響會(huì)更加劇烈。船間效應(yīng)的表現(xiàn)主要為相互吸引、排斥和掉頭等,所以說(shuō)如果大船速度過(guò)快很容易導(dǎo)致與拖輪的碰撞,從而產(chǎn)生危險(xiǎn),故而一般帶拖輪的速度不高于7kn.

        3.2合理選擇拖輪配置位置和拖力作用點(diǎn)

        大船在使用拖輪進(jìn)行協(xié)助靠離泊時(shí),拖輪的配備位置和拖力的施力點(diǎn),顯得尤為重要。大船要根據(jù)使用拖輪的目的進(jìn)行安排。當(dāng)使用拖輪為了協(xié)助轉(zhuǎn)向時(shí),拖輪的配備位置應(yīng)該位于遠(yuǎn)離船舶專心的位置,一般而言大船在前進(jìn)中進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)一般將拖輪配置與船尾較為合理。反之,如果協(xié)助后退的大船進(jìn)行轉(zhuǎn)向,則將拖輪置于靠近船頭的位置更為合理。因?yàn)樵谝陨蟽煞N情況下船舶的轉(zhuǎn)船力矩最大。

        3.3拖纜長(zhǎng)度的選擇

        為了充分利用拖輪的有效拖力和操縱靈活性,應(yīng)使拖纜水平俯角越小越好。離泊時(shí)一般情況俯角小于15°,即拖纜長(zhǎng)度應(yīng)大于被拖船拖纜出口至水面高度的4倍,如果高度很低,拖纜長(zhǎng)度不應(yīng)小于45m。特別是在吹攏風(fēng)情況下,拖纜應(yīng)放得更長(zhǎng),以防止拖纜受頓力而斷纜。重載船離泊時(shí)拖纜也應(yīng)放長(zhǎng)些,防止拖輪排出流打到大船上,使大船離泊變得緩慢。但大船在風(fēng)流較弱的情況下靠泊,拖輪纜繩可縮短到5~20m,這樣可充分利用拖輪的靈活性,便于大船靠泊。

        3.4大船操縱時(shí)要密切注意拖輪安全

        在對(duì)大船進(jìn)行靠離泊作業(yè)時(shí),除了操縱大船保持其自身的安全外,大船對(duì)拖輪的安全的影響也不能忽視。在作業(yè)過(guò)程中大船也拖輪進(jìn)行及時(shí)有效的溝通,大船要充分考慮到拖輪的船長(zhǎng)和船寬,要給拖輪留有足夠的水域供其進(jìn)行作業(yè),同時(shí)大船要在上風(fēng),防止拖輪在外力作用下不能垂直頂推大船而發(fā)生大船向下風(fēng)飄移的情況。

        3.5大船要考慮到拖輪對(duì)大船的影響

        大船在進(jìn)行低速前進(jìn)時(shí),由于速度低,舵效差,需要拖輪提供垂直的推力以協(xié)助轉(zhuǎn)向。拖輪在施加推力的時(shí)候往往是先有角度的給大船施加推力,之后逐漸調(diào)整到垂直的角度,拖輪的有角度的頂推會(huì)使得大船產(chǎn)生前沖或者后縮。低速前進(jìn)的大船需要拖輪提供垂直推力,但拖輪總是先有角度的頂在大船上,然后慢慢調(diào)整到垂直,拖輪的有角度的頂推會(huì)引起大船加速前沖。同理當(dāng)使用拖輪拖力進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí),其有角度的拖力也會(huì)產(chǎn)生大船的前沖或者后縮,不利于大船的轉(zhuǎn)向了,大船在操縱過(guò)程中應(yīng)予以注意。

        4.結(jié)語(yǔ)

        在進(jìn)行大型船舶的靠離泊操作時(shí),大船船長(zhǎng)以及引航人員要對(duì)拖輪的操縱性能有所了解,在進(jìn)行靠離泊作業(yè)時(shí),要根據(jù)大船的特性以及港口條件配備選擇合理的拖輪功率和數(shù)量,在作業(yè)過(guò)程中要充分考慮拖輪和大船的相互影響,合理選擇拖輪的作用力點(diǎn),并適當(dāng)降低大船速度。

        參考文獻(xiàn):

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        [6]蔣才富.利用杠桿原理巧用拖輪助操[J].航海技術(shù),2006年第5期.endprint

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