由拖輪的試航淺析長江拖輪翻沉事故的原因

夏紅兵　趙晶

摘 要：在新船試航時，偶爾會發(fā)生進水沉船事故，但是，新船第一次試航就翻沉則非常罕見。據(jù)有關方面統(tǒng)計，每年在張家港通航管區(qū)發(fā)生的上百艘船舶主機、舵機等故障導致船舶失控的事故中，試航船占了較大的比例，而“皖神舟67”拖船發(fā)生的嚴重試航事故則給試航作業(yè)再一次敲響了警鐘。試圖從拖輪的性能特點、拖輪試航項目及要求、影響試航事故的因素等角度出發(fā)，簡要分析了拖輪翻沉的原因，以期為日后的工作提供一定的參考。

關鍵詞：拖船試航；試航要求；翻沉原因；技術參數(shù)

中圖分類號：U698 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.121

2015-01-15T15：00，安徽蚌埠籍“皖神舟67”號拖輪在第一次試航時便翻沉于長江北岸江蘇靖江段，事故發(fā)生時，船上人員全部落水。截至2015-01-17T13：30，最后一名遇難人員被發(fā)現(xiàn)。至此，船上共25名人員，3人獲救，22人死亡。新造船第一次試航就發(fā)生了翻船事故，航海業(yè)內人士都為之震驚，在海事部門最終調查結論未公布之前，本文從該拖輪性能特、拖輪試航要求和影響拖輪試航事故因素入手，簡要分析了該拖輪試航翻沉的原因。

1 “皖神舟67”拖船介紹

拖船與普通的貨輪、客船相比，其船身比較小，但是，功率比較大，單位排水量所分配的功率比較大。拖船主要用于拖帶其他船只，自身并不載運貨物或旅客。一般情況下，拖船可分為港口作業(yè)拖船和拖帶拖船2大類。港作拖船主要用于協(xié)助大型船舶靠離碼頭、出入船塢等，目前，比較常見的拖船都屬于這一類。

“皖神舟67”是批量建造的4000HP（主機功率達2 942 kW）全回轉拖輪之一，總噸368.鋼質船體、“Z”形舵槳、全回轉拖輪，它是按照美國船級社（ABS）標準建造的，船型先進、性能優(yōu)越，具有港口作業(yè)、遠洋拖帶、海上消防和海上救援等多項功能。

該拖船的技術參數(shù)如下：總長29.35 m；型寬9.87 m；型深5.25 m；吃水4.35 m；拖力53 t；航速12節(jié)。

“皖神舟67”主體在蚌埠港完工后，于2014-10被拖至江陰大橋上游靖江博泰船廠，并租用其碼頭完成舾裝作業(yè)和調試；舾裝作業(yè)就是將管子、閥門、錨機纜機等船舶設備和裝潢材料等安裝上船。

2 拖輪試航項目及要求

2.1 拖船試航項目

新船下水需要通過各種試驗項目，而且新船試航需要檢測的項目也很多，要全方位檢測船體。總的來說，主要工作包括3項：①下水前的密性試驗，即檢測船體是不是漏水，這也是最基礎的檢測項目。②下水后，要檢測主機、輔機、錨機和軸系等設備能否正常運轉。此試驗在碼頭進行，行業(yè)內將其稱之為“系泊試驗”。如果是拖船，還要進行拖力試驗，主要檢測其拉力。③試航，即讓新船在水上航行一定的路程，同時，要在這期間檢測其回轉性能、航速等操縱性能。

通常情況下，一艘船造好后，需要經(jīng)過多次試航，檔期符合一定規(guī)范和標準后相關部門才會簽發(fā)相應的船舶證書。在新造船試航時，對試航水域的環(huán)境也提出了要求。

2.2 拖輪試航環(huán)境的要求

IMO安全委員會在MSC/Cire.644中作出了詳細的規(guī)定，船舶各種操縱性能不可避免地會受到水深、水域寬度和水文氣象等諸多因素的影響。為了使實船試驗結果具有普遍意義，特對船舶測速試驗水域和水文氣象條件作出了規(guī)定。

2.2.1 水深、水域寬度

船舶試航時，應在深水、寬度不受限制，遮蔽條件較好的水域進行標準操縱性實驗，其水深應大于4倍的船舶平均吃水。

2.2.2 船舶載況和吃水差

船舶應在滿載（達到夏季吃水）、六面平吃水的條件下進行試驗，這樣可以確保螺旋槳具有足夠的沉深。

2.2.3 氣象與海況

盡可能在相對比較平靜的水域試航，對水文氣象的具體規(guī)定如下：①風力不超過蒲氏5級，即清勁風（Fresh Breeze），風速不超過10 m/s；②海浪不超過4級，即中浪（Moderate Sea），有義波高不超過1.9 m，最大波周期不超過8.8 s；③流場比較均勻，即在試驗時間和水域范圍內，流速、流向是相對穩(wěn)定的。

船舶在進行測速操縱時，除了要滿足上述條件外，操船者應注意到：①保持穩(wěn)定的主機轉速和航向，航向偏差不得超過±2°；②把定航向所操舵角應不大于5°，測速旋回掉頭時所用煩人舵角不應大于10°。

2.3 拖船旋回試驗的要求

船舶旋回是船舶最基本的性能之一，是船舶試航過程中重要的試驗項目。旋回試驗的目的是測定本船的旋回圈，從而確定船舶旋回圈各要素，并測試其旋回半徑、操縱性是否滿足IMO的要求。同時，并這項試驗來評價船舶的旋回性能和船舶操縱所需水域的大小，這對船舶的實際生產(chǎn)具有重要的指導意義。

通常情況下，旋回試驗是在一定的試驗速度下以本船最大舵角分別向左、右舷進行旋回操作的，船舶艏向變化360°時（如果有輕微風流影響，應為540°），測定其旋回圈。根據(jù)需要，測定不同載況（滿載、半載、壓載）、不同船速（全速、半速、低速）、不同舵角（10°、15°、20°、35°）情況下的旋回資料。

在船舶進行旋回試驗時，要注意以下幾點：①選擇海面平靜、海流潮流較小的水域。螺旋試驗要求無風和靜水，逆螺旋試驗和“Z”形試驗要求風力不超過4級。②試驗水域要有足夠的水深，水深至少應大于5倍吃水。在進行停船試驗時，水深應不小于 （B為船寬，d為吃水）。③一般情況下，在滿載條件下完成試驗，油輪和散貨船還應進行壓載狀態(tài)的試驗。④在試驗前，主機轉速、航速應達到穩(wěn)定的試驗速度。對于一般商船，其試驗速度應遵照IMO的操縱性臨時標準，至少為主機最大輸出功率85%時所對應船速的90%.⑤校準雷達、GPS、計程儀、電羅經(jīng)、磁羅經(jīng)等航行儀器和安全求生、救生設備。⑥其他需注意的相關事項。

3 試航翻沉事故原因初析

3.1 船舶設計與建造的影響

船舶的設計是否符合相關規(guī)范（設計符合規(guī)范要求的船舶有較強的穩(wěn)性，正常情況下不易側翻）；船舶建造時是否完全符合技術規(guī)范，在船廠建造過程中，是否嚴格按照設計圖紙施工，即船舶的建造質量如何。

3.2 試航水域環(huán)境的影響

2015-01-15T15：00，“皖神舟67”下水時，長江福姜沙北水道風平浪靜。據(jù)幸存者描述，順江而下大約10 km，主機的負荷實驗完成以后，15：40時左右，船舶突然像是“踩了個剎車并且急打方向”，十幾秒的時間，船體向左舷側翻，繼而翻扣在江中。

事故發(fā)生后，筆者利用我院船舶操縱仿真模擬器進行了多次試驗，并未發(fā)生翻船事件。在試驗過程中，最大橫傾角大概20°左右，從各方面匯總的信息來看，主要有以下疑點。

由相關信息可知，福北水道水深平均15 m，拖輪的吃水為4.35 m，而測定旋回圈的水深要求是5倍吃水，而測定船速水深不小于4倍吃水，試航水域的水深可能不符合相關要求。另外，該航段來往的船舶比較多，日通航量超過千艘，時而有大船經(jīng)過，所以，大船的船行波可能會影響試航結果。

3.3 試航水域潮汐的影響

事故當天，江陰潮汐狀況：2015-01-15，陰歷25；低潮時間06：24，潮高67；高潮時間11：38；潮高：183；低潮時間19：10，潮高79；高潮時間23：35，潮高161.分時潮高如表1所示。

從表1中可以看出，當天15：00—16：00，江陰段退潮流速最快。由于江陰大橋處水道變窄發(fā)生了壅水現(xiàn)象，所以，部分水域流速可高達5節(jié)。通過模擬器試驗順流流速5節(jié)，在全速中旋回，拖輪最大外傾角增加了4°～5°，而船舶在試航時應該考慮到外傾增角的情況。

3.4 旋回試驗中橫傾的影響

一般情況下，船舶試航都會進行360°旋回測試，不同船型、不同舵角的旋回橫傾角也不相同。由于拖輪具有特殊的推進系統(tǒng)，所以，拖輪的旋回時間很短，旋回半徑比較小，旋回外傾角比較大。

在此，定常旋回外傾角的大小與船舶定常旋回切線速度、角速度、重心浮心間距GB成正比，與船舶初穩(wěn)性高度GM、重力加速度成反比。船的旋回直徑越小，初穩(wěn)性高度GM越低，航速越快，外傾角就越大。

船舶操舵后，在操舵開始階段出現(xiàn)少量內傾，這段時間很短，內傾較小，不易覺察，隨后船舶由內傾變?yōu)橥鈨A。在由內傾向外傾的過度過程中，由于船舶橫向搖擺慣性，出現(xiàn)了最大外傾角，這是旋回過度階段尤其要注意的危險現(xiàn)象。當進入定常旋回階段后，船舶將會穩(wěn)定在一定常外傾角，顯然，“皖神舟67”沒能到達這個階段。

由“皖神舟67”左傾翻沉可知，當時拖輪正在做的是右滿舵旋回，由于船舶自身穩(wěn)性和航速等特點，雖然在操作的過程中船舶保持外傾，但是，一般情況下是不會傾覆的。通常認為，船舶旋回瞬時最大外傾角約為定常外傾角的1～2倍，而最大外角與以下因素有關：①最大外傾角與影響定常外傾角的因素有關。②與操舵速度有關——操舵速度越快，橫傾角越大。③順流速度加大，橫傾加大；試驗測得5節(jié)流橫傾角增大4°～5°。④拖輪與一般船舶相比，船行波相對大一些，在旋回過程中，它會隨流而下，對拖輪右舷產(chǎn)生推力。⑤在向右旋回的過程中，當其橫在江面上時，右舷壅水，水流推船向左傾斜。此時，右舷流速小，左舷流速快，形成的壓力差加劇了船舶左傾的速度。⑥20多人在駕駛臺，船舶重心上移，穩(wěn)性減小；當船舶劇烈橫傾時，人員必定措手不及，倒向左側，就如同大風浪中船上移動的物件，很有可能成為壓垮“皖神舟67”的原因之一。

另外，人在緊急情況下會出現(xiàn)非理性的行為，當船舶大幅度左傾時，船長是否會下令操反向舵角，這一點無從考證。如果操反向舵會使橫傾與外力導致的橫傾相疊加，增大外傾，導致船舶傾覆，這一點在大風浪掉頭過程中也需引起注意。

3.5 試航人員操船水平的影響

試航船舶的操作者是否有足夠的經(jīng)驗對試航工作是非常重要的。因為在新船試航時，有可能會進行一些一般船員平時不做的操作試驗，這時，就需要操船者靈活應變。

4 結束語

“皖神舟67”沉沒的原因比較復雜，它是多方面的，只有等到有關海事部門的最終分析后，真相才能查明。但是，筆者認為，試航人員并沒有從船舶操縱的角度出發(fā)綜合考慮各種最不利的因素，這可能是事故的主要誘因。相關工作人員應該從中吸取教訓，尤其試航人員應掌握好船的性能，比如操縱性、穩(wěn)性、浮性、搖擺性和抗沉性等性能，只有掌握好影響船舶試航的各種不利因素，才能防止同類事故再次發(fā)生。

參考文獻

[1]中國海事服務中心.船舶操縱[M].大連：大連海事大學出版社，2008：8-9.

〔編輯：白潔〕

Abstract： In the new ship sea trial， sporadically water shipwreck， however， the new boat capsized on the first sea trial is very rare. According to official statistics， every year one hundred ships on navigable host Zhangjiagang district occurred， steering gear malfunction due to loss of control of a ship accident， pilot boat accounted for a large proportion， and “WanShenzhou 67” tugboat accident that severely sea trial the sea trial operation to once again sounded the alarm. This paper attempts to tug the performance characteristics， tugs sea trial project and requirements， and other factors accident sea trial point of view， a brief analysis of the tugboat capsized reasons， in order to provide a reference for future work.

Key words： tug sea trial； sea trial requirements； capsized reason； technical parameters