超大型船舶港區(qū)組合拖帶的探討

燕志勇

摘 要：常規(guī)拖帶是港口引航工作中經(jīng)常遇到的操縱模式，與常規(guī)拖帶相比較，超大型船舶拖帶難度相對(duì)較大，風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高。制定和實(shí)施安全、合理、有效的拖帶方案對(duì)港口生產(chǎn)，保證航道安全有重大影響。

關(guān)鍵詞：超大型船舶 組合拖帶 龍須纜

廣義講，利用拖輪靠離泊其實(shí)就是一種最簡(jiǎn)單的船舶拖帶情形。只不過(guò)這種拖帶屬于船舶具有自航能力而僅僅利用拖輪協(xié)助迅速達(dá)到操縱目的的一種情況。

1.需要組合拖帶的幾種情況

（1）船舶在港內(nèi)受限的狹窄水道或擁擠的水域內(nèi)航行，有些港口明確規(guī)定，應(yīng)請(qǐng)港內(nèi)拖輪拖帶航行。例如黃浦江大型船舶重載進(jìn)出口尾部帶一拖輪。

（2）船舶在不管什么原因造成操縱能力受到限制時(shí)，應(yīng)配備拖輪拖帶。

（3）失去自航能力的船舶以及無(wú)動(dòng)力的船和漂浮物體要達(dá)到從某一地點(diǎn)移動(dòng)到另一目的地時(shí)需要進(jìn)行拖帶。

2.組合拖帶的形式

船舶拖帶是水上常見(jiàn)的操縱方式，通常有拖船和被拖船（物體）組成，但是選擇拖帶的形式很重要。根據(jù)被拖船的狀態(tài)和其所處的水域有吊拖、綁拖和頂推三種形式。拖船單一吊拖，海上使用居多，運(yùn)輸成本低，抗風(fēng)浪能力強(qiáng)，要求相對(duì)的水域開(kāi)闊。吊拖聯(lián)接方法有錨鏈連接、龍須纜連接、單纜臨時(shí)連接和應(yīng)急救助連接。拖輪單一綁拖在港口內(nèi)河水域使用較多，一般用于拖帶小型船舶，拖輪提供動(dòng)力和舵力。

掮纜的方向盡可能平行于首尾線(xiàn)，首纜的角度30度-45度為宜。其中有特殊情況，比如拖輪頭纜太長(zhǎng)要加橫纜，拖輪在感覺(jué)舵力不夠時(shí)可調(diào)整拖船尾突出被拖船尾1-2米。單一頂推通常要求有特定的被拖物體，拖船和被拖船需要牢固連接。當(dāng)然尾拖僅僅提供輔助動(dòng)力或牽尾的情形另當(dāng)別論。而對(duì)于失去自航能力的大型船舶來(lái)說(shuō)這三種拖帶形式經(jīng)常被組合使用。這種組合的特點(diǎn)有：拖帶長(zhǎng)度較長(zhǎng)、寬度較寬、有時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)效率拖輪配備整體功率較小、航速較慢、避讓操縱能力比較差等缺陷。這些缺陷對(duì)在通航密度較大、流速較急、操縱水域有限的航道或航段， 將嚴(yán)重影響其他船舶安全通行，同時(shí)還將危及自身的航行安全。即使配備足夠的拖輪也沒(méi)有單船靈活。因此，對(duì)船舶拖帶，要結(jié)合被拖船、港口、航道、船舶流量等各方面情況，進(jìn)行綜合考慮。對(duì)拖帶長(zhǎng)度、寬度、功率和最低航速等有關(guān)要素，制訂科學(xué)合理的計(jì)劃，作出適當(dāng)?shù)姆桨福?以達(dá)到最大限度地發(fā)揮船舶拖帶的整體效益，同時(shí)還要確保航行的安全。

特別值得提醒的是：除了對(duì)失去自航能力的大型船舶拖帶的整體要有清晰認(rèn)識(shí)的認(rèn)識(shí)以外，還要考慮到我們工作時(shí)拖輪都是臨時(shí)組合的，相關(guān)人員是否具備拖帶知識(shí)等問(wèn)題。有時(shí)會(huì)讓你真正體會(huì)到細(xì)節(jié)決定成敗。

3.有關(guān)拖帶的部分知識(shí)

3.1船舶拖帶總阻力的估算

根據(jù)海上拖帶指南中拖帶的總阻力可用下列公式估算：

拖船的阻力可查其設(shè)計(jì)資料，如無(wú)資料可詢(xún)也可用上述公式估算。3.2拖輪馬力與拖力的換算

一般認(rèn)為每1000KW的全回轉(zhuǎn)拖輪所能夠提供的拖力約199.92KN，因此，按拖帶船組航行靜水速度6節(jié)計(jì)算我們就可以知道需要配備的拖輪基本馬力。但是前面計(jì)算的馬力僅僅是維系拖帶船組6節(jié)速度航行要求的基本馬力，實(shí)際工作中配備的拖輪馬力應(yīng)該在需要的馬力基礎(chǔ)上再增加20%～50%。因?yàn)楸仨毧紤]拖輪工作的工況效益和纜繩傳遞能量的效率，另外應(yīng)留有應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的儲(chǔ)備功率。如果沒(méi)有詳細(xì)的船舶資料，也可憑經(jīng)驗(yàn)1馬力服務(wù)3總噸，粗略估計(jì)應(yīng)配置的拖輪馬力。

3.3纜繩的選擇和破斷強(qiáng)度的計(jì)算

拖輪馬力是通過(guò)纜繩做功傳遞給被拖船的，一般情況拖輪所能提供的拖力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于配備的纜繩的破斷強(qiáng)度。但是纜繩在拖帶過(guò)程中不但要承受牽引應(yīng)力還要承受由于風(fēng)浪等引起的頓應(yīng)力。大型拖帶船組應(yīng)該合理分配各個(gè)拖輪應(yīng)該承擔(dān)的拖力，很顯然大型船舶拖帶時(shí)將拖力集中在1～2艘拖輪上是不合適的。其中各個(gè)拖輪纜繩的布置也應(yīng)合理。船舶拖帶作業(yè)中由于纜繩強(qiáng)度不夠造成斷纜而引起的影響船舶安全的事故時(shí)有發(fā)生。因此，船舶拖帶中纜繩的選擇和破斷強(qiáng)度的計(jì)算也是重要的環(huán)節(jié)。

在引航拖帶過(guò)程中使用的港作拖輪由于其工作性質(zhì)，帶纜、解纜非常頻繁，只有很少一些港作拖輪能配備一根鋼絲纜，拖輪為了帶纜、解纜方便通常配備的有如下纜繩：滌尼瑪、馬尼拉、尼龍、滌綸、維尼綸等。為了確保拖帶過(guò)程中使纜繩工作強(qiáng)度處于破斷強(qiáng)度的范圍內(nèi)，有必要了解這些纜繩的破斷強(qiáng)度。其估算公式如下：BS=K（t）。K為材料系數(shù)，其取值為滌尼瑪0.1049，馬尼拉0.0103、尼龍0.0303、滌綸0.0229、維尼綸0.0145。

另外，根據(jù)功能原理，纜繩做的功或者說(shuō)吸收的能量可以寫(xiě)成E=Fε，F(xiàn)為纜繩受的力，ε為纜繩伸長(zhǎng)率，都是變量，且F是ε的函數(shù)。積分得到這樣一個(gè)關(guān)系式：ε=其中a、b為常量。

從關(guān)系式中看到這樣結(jié)論：纜繩做的功不變，力不變；纜繩越粗承受的應(yīng)力越小，初始纜繩越長(zhǎng)伸長(zhǎng)率越小，所以，只要條件許可選擇的纜繩應(yīng)直徑大長(zhǎng)度長(zhǎng)。但是，拖帶限制負(fù)荷應(yīng)選擇拖纜的破斷負(fù)荷和1.25倍纜樁破斷負(fù)荷的最小值。

3.4龍須纜

失去自航能力的大型船舶組合方法拖帶中使用龍須纜吊拖首先選擇首部系帶龍須纜，倘若首部損壞嚴(yán)重或者嚴(yán)重威脅帶纜人員的安全，也可尾部帶龍須纜進(jìn)行吊拖。港口失去自航能力的大型船舶往往是具有突發(fā)性，臨時(shí)拖帶有時(shí)要求自己制作龍須纜。

龍須纜要求：①足夠的強(qiáng)度；②適中的柔度；③合適的長(zhǎng)度，一般是跨寬度的1～2倍，纜繩應(yīng)避免除導(dǎo)纜孔外的任何船體摩擦接觸；④纜樁位置的選擇應(yīng)與出纜方向大體一致的位置，避免彎度過(guò)大而產(chǎn)生應(yīng)力集中；⑤龍須纜不可利用琵琶頭直接套在纜樁上，而應(yīng)繞成8字形。

4.拖輪及纜繩配置endprint

失去自航能力的大型船舶組合方法拖帶中綁拖拖輪位置的選擇及拖纜的配置：

4.1左右舷各一艘拖輪時(shí)

如果被拖船船型短且較寬拖輪綁在舷中位置較好?？刹糠掷猛陷喪孜怖|繩橫向分力維持航向，左右拖輪纜繩的縱向分力形成力矩提供轉(zhuǎn)向和糾偏以及動(dòng)力。如果被拖船船型瘦長(zhǎng)則拖輪綁在船尾部較好。利用左右拖輪形成力矩和利用全回轉(zhuǎn)拖輪橫向推力直接作用在尾部提供轉(zhuǎn)向和糾偏，拖輪正車(chē)、倒車(chē)提供運(yùn)動(dòng)動(dòng)力。

4.2左右舷各二艘拖輪時(shí)

左右兩舷各有二艘拖輪時(shí)，拖輪盡可能帶在首尾。

5.船舶拖帶前準(zhǔn)備工作

5.1對(duì)被拖船舶的評(píng)估

①評(píng)估被拖船從船首到船尾被拖帶的能力以及控制被拖船需要配備的動(dòng)力和舵力（拖輪的數(shù)量）。②評(píng)估被拖船的纜繩處理能力（傳遞、接受引纜，拖纜和短纜索）。③評(píng)估被拖船的連接點(diǎn)的布局、結(jié)構(gòu)的適當(dāng)性和安全工作的負(fù)荷（導(dǎo)纜孔、纜樁等）。④評(píng)估被拖船甲板動(dòng)力系統(tǒng)以及被拖船舶仍然具備的應(yīng)急能力（錨、舵、側(cè)推器等）。⑤評(píng)估被拖船的適航性、穩(wěn)性，適當(dāng)調(diào)整吃水差。

5.2準(zhǔn)備工作

①準(zhǔn)備足夠的通信器材和指定固定通信頻道以及應(yīng)急使用頻道；②明確人員的組織、指派、值守；③在帶各個(gè)纜繩前控制好被拖船的船位；④估算綁、拖后拖輪能夠發(fā)揮的能力以及拖帶的控制能力和拖帶速度；⑤預(yù)判拖帶后考慮可能能夠采取的應(yīng)急措施；（6）分析各個(gè)情況下的拖帶限制。

6.拖帶實(shí)例

6.1從臨時(shí)錨地移到碼頭

6.1.1準(zhǔn)備工作

“日郵忠愛(ài)”輪船舶資料：船長(zhǎng)294米，船寬32.2米，平均吃水11.8米，11.8米時(shí)水下方形系數(shù)0.631。計(jì)算船速分別為1節(jié)、2節(jié)、3節(jié)、4節(jié)、5節(jié)時(shí)的船舶總阻力和對(duì)應(yīng)的需求馬力如下表。從表中看出，不到5節(jié)的速度至少要配備三艘5000匹的拖輪。由于要去靠碼頭，船舶到碼頭邊必須能夠得到迅速制速，所以倒拖方向也應(yīng)有三艘5000匹拖輪有效工作。根據(jù)當(dāng)天靠泊要求即初落水右靠的現(xiàn)狀，拖輪配備如下：首部巴拿馬孔帶一艘6000匹拖輪，左側(cè)前后各帶一艘5000匹拖輪，側(cè)綁拖輪帶頭纜和掮纜。尾部巴拿馬孔帶一艘6800匹拖輪（后退的阻力較前進(jìn)的阻力大20%）。

6.1.2注意事項(xiàng)

（1）在起錨之前帶好拖輪。

（2）對(duì)于失去動(dòng)力的船舶靠泊的時(shí)間節(jié)點(diǎn)要控制到恰到好處。寧可到泊位邊等潮水，別在拖帶過(guò)程中趕時(shí)間。當(dāng)天當(dāng)?shù)氐某趼淞鲿r(shí)0700，洋山港轉(zhuǎn)流時(shí)間較短，0530就上船準(zhǔn)備，可是由于起錨時(shí)間耗時(shí)太多0650才錨起。到碼頭的直線(xiàn)距離僅僅1海里，我們?cè)趯?shí)際操作過(guò)程中感覺(jué)有些倉(cāng)促。給我們的啟示：準(zhǔn)備的時(shí)間往往比預(yù)計(jì)的要長(zhǎng)，需要提早上船準(zhǔn)備。

（3）距泊位0.4海里開(kāi)始降速2節(jié)左右，距0.2海里時(shí)控速為1節(jié)左右，泊位正橫速度為0將船停住。控制船舶的縱向調(diào)整與碼頭平行，盡可能不要與碼頭形成任何夾角。

（4）綁拖拖輪的頭纜和掮纜這時(shí)起到控制拖輪首部的作用，全回轉(zhuǎn)拖輪就可以做到任何角度方向頂或者拖。

（5）靠泊過(guò)程中拖輪的主要功能是控制橫移速度和糾正旋轉(zhuǎn)。為了方便迅速達(dá)到操縱目的，不要頻繁改變拖輪工作的姿態(tài)。最好辦法是讓拖輪承擔(dān)的責(zé)任單一、易操作。例如綁拖拖輪僅負(fù)責(zé)頂，首、尾的拖輪控制或者阻尼橫向速度。

（6）嚴(yán)格控制船舶前沖、后縮。控制前沖、后縮要提前，在趨勢(shì)形成時(shí)就及時(shí)扼殺。泊位前后都是受限水域，拖輪無(wú)法自由發(fā)揮，且只有一艘拖輪能及時(shí)起效。萬(wàn)一后縮明顯不能及時(shí)制止，立即令側(cè)綁拖輪恢復(fù)到拖帶狀態(tài)。

（7）有流靠泊容易產(chǎn)生后縮。但是不能僅僅考慮流的影響，還要考慮尾拖的影響，尾拖控制自身位置困難，頻繁用車(chē)產(chǎn)生的縱向分力會(huì)使船舶產(chǎn)生后縮趨勢(shì)。

（8）整個(gè)靠泊過(guò)程中備雙錨應(yīng)急。

6.2 從碼頭移到港外在航交接

6.2.1準(zhǔn)備工作

在碼頭上將卸空的“日郵忠愛(ài)”輪調(diào)整吃水為尾傾，吃水差2.5米。利用拖輪將其拖離泊位就近拋錨1.5節(jié)入水。估算卸空后拖帶船組航行總阻力下降，決定使用3艘拖輪綁、帶，在島區(qū)航行時(shí)另外再備一艘拖輪應(yīng)急用。

6.2.2出口的操縱和注意事項(xiàng)

（1）使用“東海救112”作吊拖提供前進(jìn)動(dòng)力和牽制船頭，拖纜長(zhǎng)度港內(nèi)150～200米，外港300～500米。

（2）失控船左右尾部各配備一艘同類(lèi)型等馬力的全旋回拖輪，帶頭纜、掮纜和尾纜，調(diào)整纜繩的夾角和松緊度；利用拖輪左右不同的動(dòng)力方向形成轉(zhuǎn)船力矩穩(wěn)定首向，同時(shí)也具備前進(jìn)和停船動(dòng)力。

（3）左船首另帶一全旋回拖輪應(yīng)急糾偏；島區(qū)航行減少偏蕩。

（4）起錨前，令左右拖輪進(jìn)或倒車(chē)測(cè)試控制船舶的旋轉(zhuǎn)能力；觀(guān)察效果如果在預(yù)定范圍內(nèi)，準(zhǔn)備起錨航行。

（5）拖帶初期命令吊拖“東海救112”極慢車(chē)起拖，纜繩快要繃緊時(shí)停車(chē)，反復(fù)幾次當(dāng)大船有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)后維持極慢車(chē)。這樣做的原因是吊拖“東海救112”的馬力1萬(wàn)匹，纜樁的使用強(qiáng)度僅僅420KN。大船達(dá)到2節(jié)速度后加到慢車(chē)。兩側(cè)綁拖拖輪在船舶靜止時(shí)不要進(jìn)車(chē) ，特別是船首向與拖纜方向不一致時(shí)。

（6）當(dāng)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)平穩(wěn)后，兩側(cè)的綁拖輪同時(shí)進(jìn)車(chē)幫助提速，港內(nèi)控制4～5節(jié)，速度太快應(yīng)急首拖輪和側(cè)推失去功效，太慢影響他船通航，占用航道時(shí)間太長(zhǎng)。

（7）發(fā)生大幅度偏轉(zhuǎn)或者偏蕩嚴(yán)重時(shí)首先考慮減速。

（8）在轉(zhuǎn)向點(diǎn)前提前轉(zhuǎn)向，并且使用5度逐步轉(zhuǎn)向，避免大旋轉(zhuǎn)角速度產(chǎn)生。

（9）減速逐步進(jìn)行，先綁拖減速，再吊拖減速。

7.結(jié)束語(yǔ)

引航工作是一項(xiàng)科學(xué)性和技術(shù)性都很強(qiáng)的工作。隨著航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，引航工作中遇到的技術(shù)難題也越來(lái)越多，對(duì)于船舶拖帶來(lái)說(shuō)，不僅需要注意船組各部門(mén)之間的協(xié)調(diào)，在所處水域船舶溝通也非常重要。尤其是對(duì)船組運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要有預(yù)見(jiàn)性。endprint