中小型雙槳船舶利用螺旋槳致偏效應(yīng)順流靠泊探討

◎ 連文正 交通運(yùn)輸部南海航海保障中心廣州海事測(cè)繪中心

曾 毅 廣州港股份有限公司拖輪分公司

船舶靠泊操縱時(shí)，由于低速行駛，船舶受風(fēng)流影響較大且泊位附近可供操縱水域十分有限，給船舶的安全操縱帶來(lái)挑戰(zhàn)，對(duì)操船者在技術(shù)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上有更高的要求。在有流港船舶靠泊一般都是遵循頂流靠泊的原則，不考慮其他因素的影響，在流向切線上，頂流時(shí)靠泊余速=船舶余速-流速，順流時(shí)，靠泊余速=船舶余速+流速，可見(jiàn)順流時(shí)靠泊余速較大，同時(shí)順流時(shí)的舵效更差，而且為了配合入泊時(shí)操舵有舵效往往還需進(jìn)車(chē)配合，這樣順流靠泊的風(fēng)險(xiǎn)更大，操縱更困難，所以順流靠泊應(yīng)該是操船者的兵家大忌。但是在某些港口，由于一些特殊的原因無(wú)法進(jìn)行頂流靠泊，如碼頭水域受限，或者作業(yè)要求。本文將重點(diǎn)討論中小型雙槳船利用螺旋槳致偏效應(yīng)自力順流靠泊的操縱。

以圖1船舶平面坐標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)參數(shù)說(shuō)明:α表示航向角,0。從北方開(kāi)始順時(shí)針角度為0°∽360°，β1、β2表示左右舷的操舵舵角，以右舵表示正。U表示前進(jìn)速度；v為橫漂速度；r表示首搖角速度，取北方開(kāi)始順時(shí)針角度表示正；V表示船舶速度。

大地坐標(biāo)系和船面坐標(biāo)系系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)組合分析：

圖1 船舶平面坐標(biāo)系統(tǒng)

式（1.1）中：xGO，yGO大地坐標(biāo)系下船舶重心坐標(biāo)。船面坐標(biāo)系系統(tǒng)式（1.2）XO，YO，NO大地坐標(biāo)系下船舶受的外力及外力矩；重心坐標(biāo)。X，Y，N表示船面坐標(biāo)系系統(tǒng)下船舶受的外力及外力矩。

圖2 中小型雙槳船舶

中小型雙槳船舶操作性能比較好。駕駛員根據(jù)外界的環(huán)境操縱雙機(jī)雙槳進(jìn)車(chē)或者倒車(chē)以產(chǎn)生一定的推力,或者一進(jìn)一倒實(shí)現(xiàn)反車(chē)操作,可產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩,使船舶旋回,有利于船舶在狹水道或者碼頭靠泊操縱;船舶航行時(shí),為了抵消外界的風(fēng)、浪和流影響,對(duì)兩車(chē)操不同的轉(zhuǎn)速,來(lái)獲得左右兩車(chē)不等的力,進(jìn)而可通過(guò)推力的差產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩,此力矩來(lái)抵御風(fēng)、浪和流力矩對(duì)船舶影響。是在不增加阻力而操縱船,具有減油耗,提航速經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),此操作可以舵槳正舵時(shí),具有降低舵機(jī)耗損,延長(zhǎng)舵機(jī)的使用期限,具有增加航行安全性和減少舵機(jī)修理期經(jīng)濟(jì)效益。

順流靠泊的主旨就是合理利用逆向思維，把船尾當(dāng)作船頭倒車(chē)，這樣就變成船尾頂流靠泊了。在無(wú)拖輪協(xié)助的情況下，雙車(chē)船利用螺旋槳致偏效應(yīng)來(lái)擺動(dòng)船尾。雙螺旋槳船的兩個(gè)推進(jìn)器推力大小可分別控制，對(duì)于雙槳船而言為了抵消正車(chē)前航時(shí)的致偏作用兩個(gè)槳的旋轉(zhuǎn)方向總是相反的，固定螺距螺旋槳雙車(chē)船多采用外旋式如圖3所示。單槳船各種螺旋槳橫向力產(chǎn)生的條件及作用規(guī)律如表1所示。這樣我們可以充分發(fā)揮螺旋槳的致偏效應(yīng)來(lái)調(diào)整船尾的靠泊角度，通俗的說(shuō)就是從船尾向船首看倒右車(chē)時(shí)推尾向左，倒左車(chē)時(shí)推尾向右。

表1

圖3 右旋固定螺距螺旋槳（FPP）圖

（1）航行至抵泊區(qū)時(shí)，減速到達(dá)A 船左側(cè)時(shí)把船停住，以A 船左舷為邊界把抵泊橫距控制在（1.5～2.0）B。（B為船寬）

（2）左車(chē)倒車(chē)，右車(chē)進(jìn)車(chē)，操左舵向左轉(zhuǎn)向調(diào)整抵泊方向，視順流時(shí)流速的大小調(diào)整抵泊方向，考慮到順流時(shí)流速影響較大，所以抵泊方向的角度不宜太大。

（3）調(diào)整靠攏角度，靠攏角度一般不等于抵泊角度，在進(jìn)行靠攏操作前需將抵泊角度調(diào)整到適宜的靠攏角度，若順流流速大則倒右車(chē)推船尾向左減小靠攏角度防止船舶壓向A船，反之則倒左車(chē)。

（4）靠攏角度調(diào)整好后，正舵倒雙車(chē)，使倒車(chē)的對(duì)地速度約1節(jié)左右，慢慢將船尾靠向碼頭，在這段時(shí)間內(nèi)由于順流的流壓作用，船舶整體也會(huì)壓向碼頭，為避免靠攏角度過(guò)大要不時(shí)倒右車(chē)推尾向左減小靠攏角度，然后先帶尾纜，帶好尾纜后可以右車(chē)倒車(chē)，左車(chē)進(jìn)車(chē)操右舵轉(zhuǎn)船完成靠泊工作。

圖4 中小型雙槳船倒車(chē)順流靠泊示意圖

總之，順流靠泊只是在特殊情況下所采用的一種特殊靠泊形式，對(duì)于中小型雙槳船來(lái)說(shuō)，一定要熟練掌握螺旋槳的致偏效應(yīng)，深刻理解沉深橫向力，伴流橫向力，排出流橫向力及中心偏位等概念，在實(shí)際操船中趨利避害地加以利用。