“天康河”号超大集装箱船靠泊操作要点
2021-07-05郭兆义营口港引航站
郭兆义 营口港引航站
超大集装箱船“天康河”长294米,宽32米,吃水11.9米,舵面积小,受风面积大,首尾线型尺度大,旋回性能相对较差,满载时方形系数为0.7。在大风涌浪天气下,引航员克服重重困难,顺利靠泊营口鲅鱼圈港区,其靠泊经验值得深刻总结和推广。
1.“天康河”号靠泊基本情况
船舶基本情况:超大集装箱船“天康河”长294米,宽32米,吃水11.9米,舵面积小,受风面积大,首尾线型尺度大,旋回性能相对较差,满载时方形系数为0.7。
天气基本情况:引领靠泊天康河号当日为大风涌浪天气。
2.超大型船舶靠泊鲅鱼圈港的风险分析
2.1 来自风动力的风险
风动力对集装箱船特别是满载超大集装箱船的影响最大,直接威胁引航安全。
首先,将风对船舶的作用力分解为纵向力和横向力。纵向力只影响船舶前进或后退速度,对引航安全干扰较小,可忽略;横向力(以下用Fa表示)可使船舶发生横移位移,对引航安全影响较大,需预算估算。
(1)纵向力的经验值及操作如表1所示。
(2)横向力的计算及操作:
ρa:空气密度(1.226kg/)
Ca:风动压力系数
Va:横向速度(m/s)
A :船舶侧面受风面积(m2);
靠泊过程中如遇正横风力来袭,则必需拖轮协助,同时操纵侧推器来克服位移。
2.2 来自水动力的风险
水动力无处在不在,是船舶航行和船舶靠泊中受到的最基本的阻力,它直接影响靠泊安全。靠泊前,超大集装箱船舶靠泊操作中的关键技术环节之一就是如何通过停车趟航把船速降到适合倒车制动的理想状态。这就涉及到用水动力原理来提前预估制动距离。
制动距离的计算如下:
式中:S :制动距离(m)
Dt:排水量(t)
F:制动拉力(吨)
按照上述公式,将“天康河”的长、宽和吃水数据带入,得出“天康河”速度由8节降到6节,制动距离约为1.2海里,实践表明此估算与操作实际相符,由此可知提前预估是必要的。
2.3 来自沉深横向力的风险
螺旋桨在旋转时不仅产生前后方向的推力,还会产生左右方向的横向力,也叫沉深横向力。沉深横向力有两种克服方式:进车时,可以通过舵力克服;倒车时,只能用外力克服,一般采用拖轮或者侧推器。
3.超大型船舶靠泊操作要点
3.1 靠泊前准备
首先,进港之前全面掌握船舶基本状况,预先做好正倒车的试车、试舵实验,发现隐患及时排除,降低因设备突然故障导致事故的发生概率。
图1 拖力与俯角的关系
其次,全面掌握港区内航道交通、风、流等水文情况,事先计算风、流压差角,验证风、流的压力情况,并根据实际情况不断修正,保证船舶航行在真正的航道中心线上。同时,船舶在风流方向相同的情况下,航速为6kn的极端情况下风流压差角可能达到7-8以上。这就要求我们避免风流一致情况下,急涨急落时段在航道上航行,并且慢车进港(在时间和空间上留有余量),以应对突发状况。
3.2 注意靠泊角度、距离和速度的控制
纵向距离与航速的控制:通常情况下,船艏距泊的纵向距离在1海里以外时,选择慢进停车,备好双锚,余速应控制在5节以内;船艏距泊的纵向距离在1海里以内时,选择协靠拖轮到位并带妥,余速应控制在3节至4节。船艏距泊的纵向距离为2倍船长时,余速应控制在2节以内。
横向距离与入泊角度的控制:入泊操作应在船艏航行至泊位旗前,且余速必须控制在0.8节至1节时方可进行;入泊角度应选择在10度至20度之间。具体操作如下:当横向距离介于80米和100米之间时,入泊角度控制在5度内,速度应当保持在0.8节以内;横向距离为2倍船宽时,调整船舷与码头边线平行,极慢贴靠(无前冲和后退的余速);横向距离为1倍船宽时,平行进靠(避免船位前冲后缩),速度控制在5cm/s至10cm/s。
在干舷拖轮制动达不到理想的情况下,建议操作中应该首选趟航降速方式(超大集装箱船的舵效性和航向稳定性都较好),如达不到效果再辅以拖轮制动。
表2 靠泊前的准备及具体操作
表3 距离与角度、速度的关系
表4 船舶排水量与法向靠岸速度的关系
3.3 顶流作业方式
在实际靠泊过程中,超大集装箱船往往有着极易落入下流的风险,因此引航时多采用顶流作业的方式靠泊;选择潮流流速在 1.5 kn 时靠泊为宜。根据多年工作经验,为减小横向受风面积(减缓船舶向下风漂移),要注意适当的通过改变舷向以减小风力角,同时注意适当保持和加大与预靠泊位后端的船舶的横向距离。
另外,拖缆的长度和船舶的主甲板高度,决定了拖缆的俯角。拖力、拖力水平分力、俯角 β 的关系为:拖力水平分力=cosβ×拖力,其关系成余弦曲线关系。
指挥拖轮时,预先摆在拖的位置,提醒拖轮驾驶员时刻注意缆绳受力情况,防止断缆。