大型滿載無動(dòng)力船舶拖帶進(jìn)港引航操作實(shí)踐

李波　張立洲　甘兆斌

摘 要：大型滿載無動(dòng)力船舶拖帶存在排水量大、拖航阻力大、受風(fēng)流影響大、沖程難以控制、轉(zhuǎn)向困難等特點(diǎn)。本文結(jié)合拖帶大型滿載無動(dòng)力船舶“雪絨花”輪進(jìn)欽州港的實(shí)操過程，在詳細(xì)分析了總拖力、環(huán)境等問題的基礎(chǔ)上，深入探討了兩個(gè)方案的受力情況及優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)出拖帶大型滿載無動(dòng)力船舶的引航注意事項(xiàng)，以期與同行探討。

關(guān)鍵詞：無動(dòng)力船舶;拖帶;引航操作

中圖分類號(hào)：U675? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）10-0117-04

1“雪絨號(hào)”概況

塞浦路斯籍散貨船“雪絨花”輪EDELWEISS，全長(zhǎng)（LOA）225米，最大船寬（B）32.26米，抵港最大吃水（D）13.1米，載重噸73624，總噸40160?！把┙q花”輪在航行期間因尾軸出現(xiàn)故障而失去動(dòng)力，從法屬留尼汪港（PORT REUNION）拖帶至欽州錨地。2020年8月31日，“雪絨花”輪計(jì)劃從欽州港2號(hào)錨地拖帶進(jìn)港，靠欽州港大欖坪7號(hào)泊位。

2 拖力的計(jì)算

2.1總拖力計(jì)算

YT = DWT X 7.4%KW=73624 x 7.4%≈54482KW

又根據(jù)1KW=1.36HP

YT =54482KW X 1.36≈7410HP

而實(shí)際用拖輪總拖力為YT =28800HP

此次拖帶進(jìn)港共有7艘拖輪協(xié)助，其中一條拖輪負(fù)責(zé)清理航道，如下表：

考慮到所用拖輪的實(shí)際可輸出功率與其最大馬力相差甚遠(yuǎn)，以及拖輪拖纜實(shí)際使用情況，取0.7作為其整體實(shí)際估算功率系數(shù)，由此可以推導(dǎo)出：

28800×0.7÷7410 ≈ 2.7

可知，使用的實(shí)際馬力約為大船所需總拖力的2.7倍。

2.2基于實(shí)際的總拖力的確定

考慮大船所需總拖力是在靜水、深水、開闊水域中的計(jì)算結(jié)果，而本水域不是靜水，最大流速可達(dá)2節(jié);同時(shí)，淺水效應(yīng)明顯時(shí)，船舶的摩擦阻力、興波阻力會(huì)明顯增加，且航道狹窄，船舶航行阻力明顯增加。顯然，本次任務(wù)的條件是明顯達(dá)不到的。

又知，本航道自然水深13.3米，當(dāng)日平均潮高2.5米，大船吃水13.1米，h/d=（13.3+2.5）÷13.1≈1.2 ，W/L=190÷225≈0.84<1（W為航道寬度，L為船舶總長(zhǎng)）。

當(dāng)h/d≤1.2時(shí)屬于超淺水，摩擦阻力、興波阻力會(huì)明顯增加;當(dāng)W/L≤1時(shí)，船舶水動(dòng)力會(huì)發(fā)生明顯的變化，使得船舶操控更為困難。基于上述各因素的實(shí)際考量，將拖輪總拖力設(shè)定為不小于大船所需總拖力的2.5倍，以策安全。

3拖帶環(huán)境分析

3.1 航道情況

欽州港主要航道為東航道，屬10萬噸級(jí)航道，雙向航道擴(kuò)大作業(yè)正在施工中，目前航道可用寬度為190米，可用水深為13.3米。本次拖帶設(shè)計(jì)航道走勢(shì)為000度轉(zhuǎn)030度再轉(zhuǎn)343度最后轉(zhuǎn)至325進(jìn)到大欖坪7#泊位。航道導(dǎo)標(biāo)系統(tǒng)先進(jìn)且齊全，易于辨認(rèn)。

3.2 潮流情況

欽州灣潮流呈往復(fù)流，以全日潮為主，存在半日潮不等現(xiàn)象。漲潮近似于前進(jìn)波，落潮則接近駐波。欽州灣外海漲潮流向東北、落潮流向西南;灣內(nèi)漲潮方向指北，漲潮流由西南進(jìn)入灣內(nèi)后，受東岸邊界影響在三墩附近呈NNW向進(jìn)入青菜頭，并沿潮汐通道進(jìn)入茅尾海，落潮方向相反。漲落潮流均與航道走向大體一致，流向較穩(wěn)定，落潮流速大于漲潮流速，落潮歷時(shí)小于漲潮歷時(shí)。

碼頭區(qū)域潮流為往復(fù)流，其流向基本上與岸線或深槽走向一致。潮流流速分布為西部大于東部，近岸大于外海，表層大于底層。欽州灣內(nèi)漲潮平均流速為0.08～0.28m/s，最大流速為0.54m/s;落潮平均流速為0.09～0.55m/s，最大流速為0.95m/s。

拖帶當(dāng)天潮汐情況為：最高潮時(shí)16：51，最高潮高450cm;最低潮時(shí)02：34，最低潮高72cm。

3.3氣象情況

拖帶當(dāng)天天氣為：東北風(fēng)3級(jí)、能見度良好、浪高小于0.5m。

4 拖帶方案的選擇

拖帶前要求清理航道，禁止其他船舶進(jìn)出港，同時(shí)要求靠泊時(shí)碼頭前沿水域流速趨緩。根據(jù)船舶及環(huán)境情況，制定了2個(gè)拖帶方案。

4.1方案1

4.1.1拖帶隊(duì)形

方案1為綜合方案。隊(duì)形為一艘拖輪首拖、一艘拖輪拖尾、四艘拖輪旁拖及一艘拖輪應(yīng)急使用，如下圖所示：

首拖拖輪負(fù)責(zé)牽引，作為主要?jiǎng)恿Γ衔餐陷啂纪侠|，主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向，四艘旁拖拖輪均帶首尾纜并收緊，負(fù)責(zé)調(diào)整或維持船首向，協(xié)助轉(zhuǎn)向并控制拖帶速度，應(yīng)急拖輪機(jī)動(dòng)使用。如圖，1號(hào)拖輪為“新北部灣港 6”， 2號(hào)拖輪為“新北部灣港 16”，3號(hào)拖輪為“新北部灣港 18”，4號(hào)拖輪為“新北部灣港 1 號(hào)，5號(hào)拖輪為“廣西石化拖 1”，6號(hào)拖輪為“新北部灣港 2 號(hào)”，7號(hào)拖輪為“新北部灣港 5”。

4.1.2受力分析

（1）直航保向時(shí)，流水基本是沿著船舶首尾向的，所有拖輪都向前拖，左右兩側(cè)對(duì)稱的拖力在橫向上相互抵消，只有向前的拖力對(duì)大船起作用。

（2）右轉(zhuǎn)向時(shí)，如圖所示：

（3）左轉(zhuǎn)向時(shí)，如圖所示：

4.2方案2

4.2.1拖帶隊(duì)形

方案2為旁拖方案，被拖船舶左右兩舷分別安排3艘拖輪傍拖，拖輪帶首尾纜并收緊。如圖，1號(hào)拖輪為“新北部灣港6”，2號(hào)拖輪為“新北部灣港5”，3號(hào)拖輪為“新北部灣港18”，4號(hào)拖輪為“新北部灣港1”號(hào)，5號(hào)拖輪為“廣西石化拖1”，6號(hào)拖輪為“新北部灣港16”，7號(hào)拖輪為“新北部灣港2號(hào)”。

4.2.2受力分析

（1）直航保向時(shí)，與方案1直航時(shí)基本相同。小不同的是中間的兩條拖輪可以看做在重心處（G）增加了一個(gè)首尾線方向上的力，但是這個(gè)兩條拖輪拖力橫向上（垂直于首尾線）是可調(diào)的，這就可以有效地控制船舶橫向位置和抵抗岸壁效應(yīng)。

（2）右轉(zhuǎn)向時(shí)，如圖所示：

（3）左轉(zhuǎn)向時(shí)，如圖所示：

4.3討論

經(jīng)專家會(huì)討論后決定實(shí)施方案1，方案2為備用。11：00在試拖時(shí)，牽引拖輪“新北部灣港6”發(fā)生拖纜斷纜。經(jīng)分析斷纜的主要原因是“新北部灣港6”在開始起拖時(shí)候不能勻速地加速，有突然的鈍力造成的。在分析斷纜原因后，決定啟用方案2;按方案2要求帶好拖纜后試拖，效果較好。

5拖帶過程及體會(huì)

5.1拖帶過程

8月31日11：30正式起拖，采用方案2。12：15航行到欽州港東航道29#號(hào)燈浮，航速為4.2節(jié)，通過船頭左舷拖輪和船尾右舷的拖輪來控制航向向右轉(zhuǎn)向約20度上線，同時(shí)通過船中兩舷兩艘拖輪配合減速克服了向右漂移等因素順利進(jìn)入主航道。為了能更好地克服風(fēng)流壓差在安全的前提下把速度加到了5節(jié)并順利到達(dá)了東航道的41#燈浮。同樣采用與在29#燈浮向右轉(zhuǎn)向上線的方法，順利向右轉(zhuǎn)向30度進(jìn)入三墩航段航行，此時(shí)右舷受流較大，利用拖輪調(diào)整船位在航道中靠右航行。約XXXX，在49#-51#燈浮航道水域，采用船艏右舷拖輪和船尾左舷拖輪配合，連續(xù)向左轉(zhuǎn)向了50度，進(jìn)入大欖坪航道航行。約15：30到達(dá)東航道的58#燈浮，按計(jì)劃開始減速，利用左右舷船中兩條拖輪向后拖完成減速操作，于15：50航行經(jīng)過東航道61#燈浮時(shí)速度降至3節(jié)。于15：55航速減至2.6節(jié)，在大欖坪8號(hào)泊位對(duì)開水域下線并開始掉頭。在掉頭過程中解掉左舷的3艘拖輪，同時(shí)安排這些拖輪在碼頭前沿水域應(yīng)急待命，并于17：00順利靠好大欖坪7泊位。

5.2引航體會(huì)

5.2.1準(zhǔn)備充分

一是要考慮天氣對(duì)進(jìn)港操作的影響，避免在能見度不良或大風(fēng)天氣進(jìn)港，特別是在進(jìn)港或靠泊過程中受強(qiáng)橫風(fēng)作用時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，不應(yīng)拖帶進(jìn)港;二是要充分考慮進(jìn)港過程中潮流的影響，特別對(duì)受橫流影響的情況要做到心中有數(shù);三是考慮船舶進(jìn)出港時(shí)富裕水深的保留，充分考慮淺水對(duì)操縱的影響;四是考慮進(jìn)港的航速以及進(jìn)港需要的時(shí)間，確保在潮流不大的時(shí)期內(nèi)進(jìn)行靠泊操作;五要考慮和核算拖帶拖力，核校拖輪拖纜強(qiáng)度，確保拖帶作業(yè)能夠順利進(jìn)行;六是因進(jìn)港航速較慢，而靠泊時(shí)機(jī)必須在潮流較緩的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，需明確起拖時(shí)間和靠泊時(shí)間段;七是提早安排引航人員，明確引航總指揮和協(xié)助人員，引航總指揮需參與拖帶方案的制定。

5.2.2謹(jǐn)慎操作

本次任務(wù)可分為：直線保向航行階段——轉(zhuǎn)向階段——碼頭靠泊階段，而最難就是轉(zhuǎn)向階段。轉(zhuǎn)向階段根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)調(diào)整各個(gè)拖輪的發(fā)力情況，盡量使大船航行在航道中心線上，避免岸壁效應(yīng)造成失控局面。這就要求我們起拖前要進(jìn)行試拖操作，檢查各拖帶工作環(huán)節(jié)運(yùn)行情況，同時(shí)根據(jù)各轉(zhuǎn)向點(diǎn)轉(zhuǎn)向的幅度和水域?qū)挾纫约帮L(fēng)流情況，適時(shí)發(fā)出操作指令，并根據(jù)船舶受風(fēng)流影響情況，及時(shí)調(diào)整被拖船舶航行在有利于船舶拖帶安全的位置。注意在改變操作指令時(shí)要充分考慮拖輪實(shí)行指令產(chǎn)生效果的延遲性。靠泊時(shí)靠攏角不要太大，避免出現(xiàn)因流壓過大無法減小靠攏角操作的現(xiàn)象?？坎磿r(shí)注意被拖船舶前后方向運(yùn)動(dòng)的速度不要太大，以防失去控制，必要時(shí)可帶首尾拖，拖纜從船頭船尾正中間出。

5.2.3發(fā)揮資源管理作用

拖帶方案是否能夠順利實(shí)施，關(guān)鍵在于駕駛臺(tái)團(tuán)隊(duì)是否能夠保持高水平的情景意識(shí)，充分發(fā)揮駕駛臺(tái)資源管理的作用。這就要保證樹立引航總指揮在拖帶進(jìn)港過程權(quán)威性，同時(shí)鼓勵(lì)駕駛臺(tái)團(tuán)隊(duì)成員參與決策，駕駛臺(tái)團(tuán)隊(duì)成員之間的信息傳遞要保持暢通。

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