超大型船舶港区组合拖带的探讨

燕志勇

摘 要：常规拖带是港口引航工作中经常遇到的操纵模式，与常规拖带相比较，超大型船舶拖带难度相对较大，风险相对较高。制定和实施安全、合理、有效的拖带方案对港口生产，保证航道安全有重大影响。

关键词：超大型船舶 组合拖带 龙须缆

广义讲，利用拖轮靠离泊其实就是一种最简单的船舶拖带情形。只不过这种拖带属于船舶具有自航能力而仅仅利用拖轮协助迅速达到操纵目的的一种情况。

1.需要组合拖带的几种情况

（1）船舶在港内受限的狭窄水道或拥挤的水域内航行，有些港口明确规定，应请港内拖轮拖带航行。例如黄浦江大型船舶重载进出口尾部带一拖轮。

（2）船舶在不管什么原因造成操纵能力受到限制时，应配备拖轮拖带。

（3）失去自航能力的船舶以及无动力的船和漂浮物体要达到从某一地点移动到另一目的地时需要进行拖带。

2.组合拖带的形式

船舶拖带是水上常见的操纵方式，通常有拖船和被拖船（物体）组成，但是选择拖带的形式很重要。根据被拖船的状态和其所处的水域有吊拖、绑拖和顶推三种形式。拖船单一吊拖，海上使用居多，运输成本低，抗风浪能力强，要求相对的水域开阔。吊拖联接方法有锚链连接、龙须缆连接、单缆临时连接和应急救助连接。拖轮单一绑拖在港口内河水域使用较多，一般用于拖带小型船舶，拖轮提供动力和舵力。

掮缆的方向尽可能平行于首尾线，首缆的角度30度-45度为宜。其中有特殊情况，比如拖轮头缆太长要加横缆，拖轮在感觉舵力不够时可调整拖船尾突出被拖船尾1-2米。单一顶推通常要求有特定的被拖物体，拖船和被拖船需要牢固连接。当然尾拖仅仅提供辅助动力或牵尾的情形另当别论。而对于失去自航能力的大型船舶来说这三种拖带形式经常被组合使用。这种组合的特点有：拖带长度较长、宽度较宽、有时考虑经济效率拖轮配备整体功率较小、航速较慢、避让操纵能力比较差等缺陷。这些缺陷对在通航密度较大、流速较急、操纵水域有限的航道或航段， 将严重影响其他船舶安全通行，同时还将危及自身的航行安全。即使配备足够的拖轮也没有单船灵活。因此，对船舶拖带，要结合被拖船、港口、航道、船舶流量等各方面情况，进行综合考虑。对拖带长度、宽度、功率和最低航速等有关要素，制订科学合理的计划，作出适当的方案， 以达到最大限度地发挥船舶拖带的整体效益，同时还要确保航行的安全。

特别值得提醒的是：除了对失去自航能力的大型船舶拖带的整体要有清晰认识的认识以外，还要考虑到我们工作时拖轮都是临时组合的，相关人员是否具备拖带知识等问题。有时会让你真正体会到细节决定成败。

3.有关拖带的部分知识

3.1船舶拖带总阻力的估算

根据海上拖带指南中拖带的总阻力可用下列公式估算：

拖船的阻力可查其设计资料，如无资料可询也可用上述公式估算。3.2拖轮马力与拖力的换算

一般认为每1000KW的全回转拖轮所能够提供的拖力约199.92KN，因此，按拖带船组航行静水速度6节计算我们就可以知道需要配备的拖轮基本马力。但是前面计算的马力仅仅是维系拖带船组6节速度航行要求的基本马力，实际工作中配备的拖轮马力应该在需要的马力基础上再增加20%～50%。因为必须考虑拖轮工作的工况效益和缆绳传递能量的效率，另外应留有应对突发事件的储备功率。如果没有详细的船舶资料，也可凭经验1马力服务3总吨，粗略估计应配置的拖轮马力。

3.3缆绳的选择和破断强度的计算

拖轮马力是通过缆绳做功传递给被拖船的，一般情况拖轮所能提供的拖力远远小于配备的缆绳的破断强度。但是缆绳在拖带过程中不但要承受牵引应力还要承受由于风浪等引起的顿应力。大型拖带船组应该合理分配各个拖轮应该承担的拖力，很显然大型船舶拖带时将拖力集中在1～2艘拖轮上是不合适的。其中各个拖轮缆绳的布置也应合理。船舶拖带作业中由于缆绳强度不够造成断缆而引起的影响船舶安全的事故时有发生。因此，船舶拖带中缆绳的选择和破断强度的计算也是重要的环节。

在引航拖带过程中使用的港作拖轮由于其工作性质，带缆、解缆非常频繁，只有很少一些港作拖轮能配备一根钢丝缆，拖轮为了带缆、解缆方便通常配备的有如下缆绳：涤尼玛、马尼拉、尼龙、涤纶、维尼纶等。为了确保拖带过程中使缆绳工作强度处于破断强度的范围内，有必要了解这些缆绳的破断强度。其估算公式如下：BS=K（t）。K为材料系数，其取值为涤尼玛0.1049，马尼拉0.0103、尼龙0.0303、涤纶0.0229、维尼纶0.0145。

另外，根据功能原理，缆绳做的功或者说吸收的能量可以写成E=Fε，F为缆绳受的力，ε为缆绳伸长率，都是变量，且F是ε的函数。积分得到这样一个关系式：ε=其中a、b为常量。

从关系式中看到这样结论：缆绳做的功不变，力不变；缆绳越粗承受的应力越小，初始缆绳越长伸长率越小，所以，只要条件许可选择的缆绳应直径大长度长。但是，拖带限制负荷应选择拖缆的破断负荷和1.25倍缆桩破断负荷的最小值。

3.4龙须缆

失去自航能力的大型船舶组合方法拖带中使用龙须缆吊拖首先选择首部系带龙须缆，倘若首部损坏严重或者严重威胁带缆人员的安全，也可尾部带龙须缆进行吊拖。港口失去自航能力的大型船舶往往是具有突发性，临时拖带有时要求自己制作龙须缆。

龙须缆要求：①足够的强度；②适中的柔度；③合适的长度，一般是跨宽度的1～2倍，缆绳应避免除导缆孔外的任何船体摩擦接触；④缆桩位置的选择应与出缆方向大体一致的位置，避免弯度过大而产生应力集中；⑤龙须缆不可利用琵琶头直接套在缆桩上，而应绕成8字形。

4.拖轮及缆绳配置endprint

失去自航能力的大型船舶组合方法拖带中绑拖拖轮位置的选择及拖缆的配置：

4.1左右舷各一艘拖轮时

如果被拖船船型短且较宽拖轮绑在舷中位置较好。可部分利用拖轮首尾缆绳横向分力维持航向，左右拖轮缆绳的纵向分力形成力矩提供转向和纠偏以及动力。如果被拖船船型瘦长则拖轮绑在船尾部较好。利用左右拖轮形成力矩和利用全回转拖轮横向推力直接作用在尾部提供转向和纠偏，拖轮正车、倒车提供运动动力。

4.2左右舷各二艘拖轮时

左右两舷各有二艘拖轮时，拖轮尽可能带在首尾。

5.船舶拖带前准备工作

5.1对被拖船舶的评估

①评估被拖船从船首到船尾被拖带的能力以及控制被拖船需要配备的动力和舵力（拖轮的数量）。②评估被拖船的缆绳处理能力（传递、接受引缆，拖缆和短缆索）。③评估被拖船的连接点的布局、结构的适当性和安全工作的负荷（导缆孔、缆桩等）。④评估被拖船甲板动力系统以及被拖船舶仍然具备的应急能力（锚、舵、侧推器等）。⑤评估被拖船的适航性、稳性，适当调整吃水差。

5.2准备工作

①准备足够的通信器材和指定固定通信频道以及应急使用频道；②明确人员的组织、指派、值守；③在带各个缆绳前控制好被拖船的船位；④估算绑、拖后拖轮能够发挥的能力以及拖带的控制能力和拖带速度；⑤预判拖带后考虑可能能够采取的应急措施；（6）分析各个情况下的拖带限制。

6.拖带实例

6.1从临时锚地移到码头

6.1.1准备工作

“日邮忠爱”轮船舶资料：船长294米，船宽32.2米，平均吃水11.8米，11.8米时水下方形系数0.631。计算船速分别为1节、2节、3节、4节、5节时的船舶总阻力和对应的需求马力如下表。从表中看出，不到5节的速度至少要配备三艘5000匹的拖轮。由于要去靠码头，船舶到码头边必须能够得到迅速制速，所以倒拖方向也应有三艘5000匹拖轮有效工作。根据当天靠泊要求即初落水右靠的现状，拖轮配备如下：首部巴拿马孔带一艘6000匹拖轮，左侧前后各带一艘5000匹拖轮，侧绑拖轮带头缆和掮缆。尾部巴拿马孔带一艘6800匹拖轮（后退的阻力较前进的阻力大20%）。

6.1.2注意事项

（1）在起锚之前带好拖轮。

（2）对于失去动力的船舶靠泊的时间节点要控制到恰到好处。宁可到泊位边等潮水，别在拖带过程中赶时间。当天当地的初落流时0700，洋山港转流时间较短，0530就上船准备，可是由于起锚时间耗时太多0650才锚起。到码头的直线距离仅仅1海里，我们在实际操作过程中感觉有些仓促。给我们的启示：准备的时间往往比预计的要长，需要提早上船准备。

（3）距泊位0.4海里开始降速2节左右，距0.2海里时控速为1节左右，泊位正横速度为0将船停住。控制船舶的纵向调整与码头平行，尽可能不要与码头形成任何夹角。

（4）绑拖拖轮的头缆和掮缆这时起到控制拖轮首部的作用，全回转拖轮就可以做到任何角度方向顶或者拖。

（5）靠泊过程中拖轮的主要功能是控制横移速度和纠正旋转。为了方便迅速达到操纵目的，不要频繁改变拖轮工作的姿态。最好办法是让拖轮承担的责任单一、易操作。例如绑拖拖轮仅负责顶，首、尾的拖轮控制或者阻尼横向速度。

（6）严格控制船舶前冲、后缩。控制前冲、后缩要提前，在趋势形成时就及时扼杀。泊位前后都是受限水域，拖轮无法自由发挥，且只有一艘拖轮能及时起效。万一后缩明显不能及时制止，立即令侧绑拖轮恢复到拖带状态。

（7）有流靠泊容易产生后缩。但是不能仅仅考虑流的影响，还要考虑尾拖的影响，尾拖控制自身位置困难，频繁用车产生的纵向分力会使船舶产生后缩趋势。

（8）整个靠泊过程中备双锚应急。

6.2 从码头移到港外在航交接

6.2.1准备工作

在码头上将卸空的“日邮忠爱”轮调整吃水为尾倾，吃水差2.5米。利用拖轮将其拖离泊位就近抛锚1.5节入水。估算卸空后拖带船组航行总阻力下降，决定使用3艘拖轮绑、带，在岛区航行时另外再备一艘拖轮应急用。

6.2.2出口的操纵和注意事项

（1）使用“东海救112”作吊拖提供前进动力和牵制船头，拖缆长度港内150～200米，外港300～500米。

（2）失控船左右尾部各配备一艘同类型等马力的全旋回拖轮，带头缆、掮缆和尾缆，调整缆绳的夹角和松紧度；利用拖轮左右不同的动力方向形成转船力矩稳定首向，同时也具备前进和停船动力。

（3）左船首另带一全旋回拖轮应急纠偏；岛区航行减少偏荡。

（4）起锚前，令左右拖轮进或倒车测试控制船舶的旋转能力；观察效果如果在预定范围内，准备起锚航行。

（5）拖带初期命令吊拖“东海救112”极慢车起拖，缆绳快要绷紧时停车，反复几次当大船有运动趋势后维持极慢车。这样做的原因是吊拖“东海救112”的马力1万匹，缆桩的使用强度仅仅420KN。大船达到2节速度后加到慢车。两侧绑拖拖轮在船舶静止时不要进车 ，特别是船首向与拖缆方向不一致时。

（6）当运动趋势平稳后，两侧的绑拖轮同时进车帮助提速，港内控制4～5节，速度太快应急首拖轮和侧推失去功效，太慢影响他船通航，占用航道时间太长。

（7）发生大幅度偏转或者偏荡严重时首先考虑减速。

（8）在转向点前提前转向，并且使用5度逐步转向，避免大旋转角速度产生。

（9）减速逐步进行，先绑拖减速，再吊拖减速。

7.结束语

引航工作是一项科学性和技术性都很强的工作。随着航运事业的发展，引航工作中遇到的技术难题也越来越多，对于船舶拖带来说，不仅需要注意船组各部门之间的协调，在所处水域船舶沟通也非常重要。尤其是对船组运动状态要有预见性。endprint