港口水域的组合拖曳引航操纵

2016-08-05深圳港引航站陶杰锋

世界海运 2016年7期

深圳港引航站李宏陶杰锋

航海技术

港口水域的组合拖曳引航操纵

深圳港引航站李宏陶杰锋

摘要：港口水域的船舶拖带操纵困难，大型无动力船舶的引航与操纵作业需要选择组合拖曳方式。根据拖轮的基本作业方式分析操纵要点，结合引航实际案例讨论组合拖曳操纵的组成及方式变换，总结港内拖带引航操纵安全要领及注意事项，为引航员引领拖带船舶提供参考。

关键词：船舶；引航；操纵；拖带

一、引言

引航，是指在一定的水域内（港口、外航道或内河），由专门的引航从业人员（即引航员）登上被引船舶，为船舶指引航向，把船舶安全地引进、带出港口，或在港内移泊的过程。按照国际公约和法律规定，引航员在船上引航期间并不解除船长或值班驾驶员对船舶安全所负的职责和义务。但事实上，因为引航员对相关水域的情况和港口有关规定更加熟悉，靠离泊操纵经验十分丰富，并且具有跟港口各方（主管机关、VTS、拖船等）沟通交流的优势，除非特殊情况，几乎所有的引航过程都是由引航员负责船舶操纵，船舶驾驶团队协助。随着社会和科技进步，船舶的专业化分工越来越精细，引航员面临的引航任务越来越复杂。

在引航过程中，我们经常会面对专业无动力驳船、因故障失去动力的船舶、海上平台等进出港，这类船舶和设施进出港都不可避免需要拖轮协助操纵。［1-2］这种引航过程中的拖带既不同于在宽阔海域的海上拖航，又不同于港作拖船在港区的协助靠离泊作业，是一种比较复杂的特殊作业。拖带进出港对引航员要求更高，绝大多数港口都把这类作业安排给业务水平高、经验丰富的引航员来负责。

港区由于可航水域有限，浅水阻力较大，交通密集，需要频繁转向，水流条件复杂，风、流对拖带船组的影响多变，既要求获得较大的拖力，又需要拖带船组具有良好的操纵性能，因此港区普遍采用的拖带形式为组合拖曳。同时还要从成本考虑，尽可能少用拖船，这又对拖带船组的安全性带来考验。因此，对引航员来说，熟悉港区拖带作业非常重要。本文从基本的拖带方式入手分析拖带操纵注意事项，结合操纵实例说明组合拖曳的组成及拖带方式的变换，并根据操纵实践总结受限水域的组合拖曳操纵中的起拖、拖航以及解拖的操纵要领和注意事项，为引航操纵提供参考。

二、拖轮基本作业方式

拖轮在船舶操纵中的作业方式可分为吊拖、傍拖和顶推三种，［2］每种作业方式均有其优点和局限性，操纵实际中需要根据具体情况选择应用。在确定拖船在操纵中的协助方式时，需考虑被协助船的情况、泊位及其附近水域情况以及航道情况等。

1. 吊拖

吊拖能提供较大的拖力及较好的操纵性，是拖带最基本的形式之一，同时也是组合拖曳的最基本组成单元。吊拖适用于力的作用点不变、方向经常变化的情况，改变拖缆与被拖船首尾线之间的交角可改变拖力的方向。操纵实际中拖船可以系在被拖船船首提供动力，或系在被拖船船尾协助船舶减速或后退，也可以系在被拖船船尾或尾舷侧协助船舶减速、转向。

拖带作业中采用的拖轮作业方式即为吊拖，港区单独使用吊拖往往仅限于小型船舶。拖带船组由拖船、拖带属具以及被拖船构成。通常是由马力最大的主拖船出缆绳，从大船的船头巴拿马孔上缆绳，然后上缆桩系牢；或者使用龙须缆从大船船头左右两舷导缆孔上大船船头，上桩系牢（如图1所示）。通常来说港区拖带时间较短，带缆形式往往需要根据前面或者后续的工程需要来决定，一般不对拖带船组的带缆形式做太多的改变。对于引航员来说，我们仅仅需要考虑不同的系缆形式对操纵性的影响。被拖船通过龙须缆或八字缆系带，拖带船组的操作性好于单头缆通过被拖船船头巴拿马孔进入的系带形式。

图1 吊拖图示

拖带作业过程中起拖、转向以及减速均需要逐步进行，操纵不当会导致断缆、追尾、横拖或倒拖等危险，转向操纵也需要较大的水域。航行过程中，单纯的吊拖船组可能会面临严重的偏荡。

2. 傍拖

傍拖是通过拖缆或拖轮船侧将拖轮作用力传递给被拖船的作业方式，傍拖能提供较好的操纵性，转向需要的水域较小，适用风浪较小的港区水域，特别是没有涌浪的侵入、无高速船通过的水域。单独的傍拖在引航水域往往仅限于150米以下的小型船舶，尤其适用于专业驳船，带缆时拖船船尾往往突出驳船船尾（如图2所示）。这时拖船和被拖船作为一个整体。

傍拖船组加、减速过程中同样要注意逐步进行，不要太猛，防止断缆。因为舵力不足，转向需要提前小角度逐步进行，防止由于缆绳过度受力发生断缆或者转向不足造成危险。

图2 傍拖图示

3. 顶推

顶推是指通过拖船首部将拖船作用力传递给被拖船舶的一种作业方式，如图3所示，能够使被拖船获得较高的船速，转向需要的水域也较小，适用于风浪较小的港区、河流水域，对操纵性的要求不是特别高，但要求被拖船不能遮挡拖船视线。

顶推有一种带缆形式是拖船带多条缆绳，将拖船和被拖船组成一个牢固的组合体，这种组合体的操纵跟单船操纵差别不大，仅需注意减速及转向逐步进行即可，这里不做过多讨论。一般引航水域常见的顶推，通常是拖船船头到大船船尾带一根拖缆，以备需要大船停船时拖船可以倒车将大船拖停。

图3 顶推图示

三、港内拖带方式的组合与变换

港区由于可航水域有限，通航环境复杂，需要拖带船组具有良好的操纵性能，因此港区普遍采用的拖带形式为组合拖曳。所谓的组合拖曳就是吊拖、旁拖、顶推三种方式的任意组合，通常适用于在受限水域拖带无动力船或大型船舶通过航道的情况，组合拖曳时拖船的作用包括保向、变向以及提供前进或减速的动力等。

1. 组合拖曳方式

组合拖曳的目的往往是为了获得较大的拖力，或者为了获得良好的操纵性，具体的组合要求根据所要达到的目的来抉择。

笔者经历过的组合拖曳形式就有吊拖-吊拖组合、吊拖-傍拖组合、吊拖-顶推组合、傍拖-顶推组合等，其中吊拖-吊拖组合又有串拖和并拖两种。其中港区最常见的是吊拖和旁傍的组合，一般是主拖船在前面吊拖，傍拖拖船在被拖船舷侧带缆协助转向，如果需要还可以提供拖力，如果担心偏荡严重，船尾再吊拖一个拖船。通常来说，偏荡严重的船，船尾吊拖一个拖船是最好的抑制偏荡的手段。

2. 组合拖曳方式变换

拖轮组合拖曳操纵过程中，拖轮的作业方式并不是一成不变的，而是根据具体的操纵需要进行灵活的变换，这样既可以保证完成操纵任务，也能够节省拖轮资源。为了充分说明组合拖曳的组成及变化，下面举两个典型拖带案例加以说明。

案例1：某集装箱轮长347米，吃水14.1米，离泊盐田港YT13。采取尾离向左掉头的方式，第一次倒车后主机出现故障。经过权衡，和船长协商后决定用拖轮拖带离开港区到锚地抛锚修理。离泊时采用一个4 000马力拖轮带右船头，一个6 000马力拖轮带右船尾；因为拖带距离不长，决定不改变带缆方式拖带出港。掉头以后拖轮缆绳不变，右船头的拖轮朝前拖，右船尾的拖轮松长缆绳到正船尾顶推。大船使用侧推及舵控制航向，拖轮根据情况随时调整拖带和顶推方向。（如图4所示）最大拖带速度达到了5节。

图4 拖带案例一

案例2：拖带三叉戟钻井平台“海洋石油×××”从深圳友联船厂经龙鼓西航道出口。该平台吃水5.20米，水下形状异常，阻力大，为了获得较大的拖力及良好的操纵性，原来商定的拖带方案如图5所示。正常拖航后静水拖带速度2.8节，无偏荡。笔者看到在后面的两艘港拖D和E都不带力的情况下，平台的追随性依然很好。更改拖船配置，计划将港拖D和港拖E从平台船尾顶推，因为平台尾有消防管不能施压只好作罢。于是令该两拖轮分别到右船尾和左船尾带拖，然后朝前拖带（傍拖）。如果遇到紧急情况需要停船时，D和E立即松缆朝后拖带。后来又因为平台右侧舷侧也布置有消防管，不适合傍拖，于是港拖D维持原状，港拖E在左舷傍拖（如图6所示）。更改后拖带速度达到3.3节，平台追随性依然良好。

图6 拖带案例二的实际操作方案

四、组合拖曳中操纵注意事项

组合拖曳方式综合了各种作业方式的优点，但同时有多艘拖轮作业，增加了指挥的工作量和难度，应根据环境特点和操纵任务需要相互配合。对待引航过程中的组合拖曳船组，引航员需要控制的节点包括起拖、航行、解拖三个环节，拖航中的偏荡抑制和转向操纵需要特别重视。

1. 起拖

起拖作业的关键是要防止拖缆受顿力造成拖具损坏，也要防止被拖船产生偏转和结构损伤。顶推拖轮需要紧靠被拖船受力点，调整好方向逐步加车；吊拖拖轮首先将拖缆放到合适长度，缓慢加车，待拖缆即将受力时减车，再加车，如此循环两至三次，待拖缆完全受力后才能缓慢加车。拖缆长度根据港区实际情况决定，一般为100～200米。拖缆越短，偏荡越小，操作性越好；但拖缆越短，拖缆受顿力越大。旁拖拖轮加速过程中同样要注意逐步进行，不要太猛，防止断缆。

2. 拖航

拖航过程中加速和减速要逐步进行，拖船加速太快，拖缆容易遭受顿力造成断缆；减速太快可能造成被拖船追尾，或者被拖船大幅度偏荡，也可能造成断缆。转向也要逐步进行，吊拖转向一般每次转向不超过10°，防止造成横拖和倒拖，或者引起拖缆过度弯折损伤拖缆，或者拖缆受顿力造成断缆。转向时顶推拖轮的操纵要充分注意，被拖船转向要求拖轮操反舵，并能及时提前回舵，对拖轮船员操纵水平要求较高。

在港区拖带过程中拖带船组的转心位置也是一个非常重要的问题，涉及船舶能否准确进入航道，及能否安全避让。没有偏荡情形下拖带船组的转心位于拖带长度的中前1/3附近；偏荡严重的情况下，转心很难判断，拖船往往要提前转向；大型拖带，船速较慢时，转心后移，拖船要稍微推迟转向。同时，拖带船舶往往受风流影响较大，转向时应充分考虑风流影响。

拖航中的偏荡是个不可忽视的问题，偏荡将导致拖缆负荷不均匀，短时间拖力过大，损坏拖缆甚至断拖；还有可能导致拖船产生横拖和倒拖，危及拖船安全；狭水道航行时偏荡可能对附近船舶或助航设施造成安全威胁；不太严重的偏荡也会严重降低船速。防止或减小偏荡的措施包括：被拖船船尾带拖船吊尾是进出港时最常用的办法；改善拖带系固方法，尽量使用龙须缆，在港区短距离拖带可以使用大船左右两舷船首出尼龙缆的方法带“八”字缆；缩短拖缆；调整被拖船至尾倾状态；被拖船操舵是非常好的一种方法（船速较高时效果明显）；被拖船使用侧推协助（船速低于5节时有效）。

3. 解拖

解拖作业虽然一般不需要引航员操作，但到达解拖点前降速需要引航员充分考虑。单纯的吊拖、解拖过程需要逐步降速。拖带船组往往顶风流接近解拖场所，如果被拖船船尾有港拖吊尾，降速过程允许较快，否则要提早进行。

五、结束语

引航员经常会碰到各种各样的拖带作业，我们只有充分了解船舶的操纵特性，了解拖带注意事项，结合当地的水文、气象、航道、交通流等特殊情况，提前做好准备工作，才能遇事不慌，保证拖航安全。由于篇幅有限，本文仅仅粗略地介绍了几种常见的拖带形式及引航过程中拖带要注意的事项。事实上，拖带是非常灵活多变的，广大引航员在充分了解被拖船的操纵特性的前提下，完全可以就拖带组合形式大胆创新，达到安全、节能、快速的目的。

参考文献：

［1］古文贤.船舶操纵［M］.大连:大连海事大学出版社，1995.

［2］洪碧光.船舶操纵［M］.大连:大连海事大学出版社，2008.