楊建山

（天津港引航中心　天津　300456）

拖輪在船舶靠離泊操縱中的應用

楊建山

（天津港引航中心天津300456）

隨著國際航運市場的載貨重量及船型尺寸的不斷增長，港作拖輪在船舶操縱過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文對拖輪的功能特性、操作條件、注意事項進行了總結和分析，結合在天津港的引航工作實踐，闡述了正確使用拖輪的重要性及注意事項。

斜航；水動壓力；力矩；轉心；分力；動能；沖程

在引航工作中，由于船舶自身條件或外界條件限制等原因造成的船舶操縱困難，往往需要拖輪的協(xié)助才能使操縱得以順利進行。因此拖輪成為引航工作中不可缺少的一部分，對拖輪的充分了解和熟練使用是確保船舶操縱工作順利實施的重要條件。

拖輪協(xié)助大船操縱實質上是用拖力來克服大船運動中所受的風阻力和水阻力，因此應根據(jù)大船的排水量、水域條件、系泊方式等決定拖輪配備情況，在天津港一般由拖輪調度安排配置使用拖輪，但駕引人員也要綜合各項因素判定拖輪配備是否合理，若拖力配備不夠時一定要及時調配更換。在實際應用中，當風速低于15m/s、流速小于0.5Kn時，可利用經驗公式估算所需拖輪的總功率：

DW萬噸級船舶：（DWT）×10%（HP）

VLCC滿載：（DWT）×5%（HP）

VLCC空載：（DWT）×7%（HP）

目前，天津港拖輪總體上說有兩種，一是Z型傳動推進器拖輪（簡稱Z型拖輪），另一種是固定螺距推進器拖輪（FPP型拖輪），其中FPP型拖輪主要作為交通工具，實際操縱中主要采用Z型拖輪，其功率從2600～7600HP不等。

日常港口作業(yè)中，Z型拖輪一般是帶吊纜，因其拖纜是在拖輪的絞車上收放自如，在頂推時可收短纜繩，此時如同單首纜，而在拖帶時又可松出一定長度的纜繩形如吊拖，拖輪可向各個方向施力，較為方便靈活。在吊拖時為了充分發(fā)揮拖輪的有效拖力同時使拖纜免受太大張力，拖輪出纜要足夠長以使拖纜俯角小于15度，但是，受港內操縱水域的影響以及為了保證拖輪的靈活性，拖纜又不能太長，因此，實際上出纜長度控制在拖輪船長的兩倍為宜。

協(xié)助船舶掉頭是拖輪的主要用途之一，大型船舶轉向進入港池靠泊及離泊掉頭出港時，都離不開拖輪的協(xié)助。大型船舶重載入泊前的轉向尤其困難，這時船速很慢又不能頻繁用車，自身舵效基本為零，必須使用拖輪才能轉向和保向。操作上一般都是首尾各帶一條拖輪，轉向時一頂一拖，由于直行的船舶受到拖力的影響會發(fā)生斜航，斜航會產生水動壓力，水動壓力是隨船速和吃水的增大而增大，它的力矩與前端拖輪的力矩相反，與尾端拖輪的力矩一致，特別是船速過大時更明顯。因此，大型重載船舶前進入泊時要多使用艉部拖輪，而當后退入泊時要多使用艏部拖輪。如采用后退法靠泊天津新港27#泊位（船長243米，吃水-11.8米）時，船在港池掉頭后慢慢倒車，艏部用拖輪頂拖大船，可以象操縱舵一樣控制大船慢慢退入泊位，整個操作過程比較方便靈活。

船舶靠離泊位時，為了確保安全，要盡量平行入（離）泊，常常需要兩條拖輪在首尾同時頂或拖，以使大船橫向移動。在實際操作中，拖輪很難垂直于大船首尾線施力，拖力在大船上產生縱向及橫向兩個分力，使大船在橫向移動時也會產生縱向移動，由于橫向移動時船舶的虛質量和水阻力遠大于縱向移動力，所以大船的前沖后縮更加明顯，當泊位水域狹窄時，往往需要頻繁用車來控制船位。當拖輪使用得當時，縱向分力也會有利，如在船舶靠泊時，船首拖輪的頂推力將發(fā)揮減速作用，間接達到控制船速的目的。

在海河中，由于船小同時拖輪少，通常船的靠離泊操作僅使用一條拖輪進行協(xié)助，此時選擇拖輪的帶纜位置（拖輪施力點）尤為重要。船舶靜止漂浮時，只要拖力作用點與大船中心不重合，其作用效果是使大船漂移并伴隨偏轉，通常拖力作用點與轉心分別在大船重心的兩側，并且轉心的位置因施力點位置的變化而變化。因此在進行船舶掉頭操作時，拖輪要盡可能帶在船首尾兩端以獲取最大的轉船力矩。當船舶系有纜繩時，船舶的偏轉方式與漂浮時是不一樣的，如單拖開尾離泊，正常時船首留頭纜及倒纜各一根，當拖輪起拖后大船船首肯定會壓向碼頭直至接觸，此后就以該點為支點繼續(xù)回轉，這一點就是轉心，這樣常常會造成碼頭或船舶的損壞，尤其有吹攏風時損壞更嚴重。因此可以采用另一種方法，把拖輪設置在船頭位于系泊纜出纜孔與大船重心之間即可。離泊時大船留頭纜及首倒纜，拖輪起拖后大船會向外惻橫移，同時船尾會壓向碼頭，但由于系纜的作用使出纜孔成了支點，大船會以該點為轉心回轉，適當時機松出系纜，船舶就安全地離開碼頭。

用拖輪減速制動也是拖輪的重要用途之一。當前，20萬噸以上船舶頻繁出入天津港已成為常態(tài)，隨著船舶噸位的不斷增大，其慣性也會隨之加大，在港池及航道寬度沒有改善時，船舶進港后的余速控制就顯得尤為困難。如吃水在-15米以上、排水量達14萬噸以上的船舶進靠新港二十六段時，船舶余速在4～5節(jié)左右時就沒有舵效了，往往需要頻繁進車來維持舵效，但這樣船速往往過快。因此，可以把拖輪帶在船尾，進港后拖輪倒車拖尾控速，大船則可以通過進車來維持舵效。當大船接近泊位時，船速應由4～5節(jié)降至1節(jié)左右，否則由于大船的質量及動能過大，倒車容易使船舶出現(xiàn)偏轉、不易保向、丟掉船位等情況。在此情況下，由拖輪拖尾制動成為首選，其原理是通過拖力做功來消耗大船的動能，在余速較低的情況下，如果不考慮船體阻力和附加水質量等因素，可以得出：

式中，S為淌航距離（m），W為排水量（t），V.為余速（Kn），g為重力加速度，T代表拖輪拖力（t）。

由上式可估算出，排水量為14萬噸的船舶在余速為4節(jié)時，如果用5000HP拖輪拖尾，拖力按每100HP為1噸計算，大約在700米內即可使船完全停住，在實地操作時，從新港三十一段附近起拖至接近二十六段前，大船的船速就接近零了。

在大船的靠離泊操作中，拖輪和大船是協(xié)作互助的關系。雙方之間VHF聯(lián)絡要保持暢通無阻，以便遇到問題時及時協(xié)商解決。工作中，要認真收聽對方的VHF信號和聲號，發(fā)現(xiàn)錯誤要立即提醒和糾正，確保工作順利進行。

在操作過程中，大船的駕引人員要充分注意拖輪的安全問題。尤其在拖輪吊拖時大船的前沖后縮距離過大，容易造成拖輪的橫拖或倒拖，因此，大船駕引人員要隨時注意拖輪所處位置，并在用車前提前提醒拖輪注意，如果發(fā)生危險時要馬上解掉纜繩以防不測。同時，也要隨時關注大船尾部的拖輪及拖纜位置，及時了解大船螺旋槳是否清爽，否則不能盲目動車。綜上所述，大船的駕引人員必須要充分了解拖輪的功能和特性，綜合考慮、統(tǒng)籌安排，合理配置拖輪，并根據(jù)現(xiàn)場情況發(fā)出正確指令，使拖輪能夠及時、準確地完成引航作業(yè)，從而確保船舶操縱工作的順利實施。

責任編輯：張明