浅谈小型船舶拖头开尾的离泊操纵技术

姚泽棉 深圳港引航站

王群朋 广州航海学院

所谓小型船舶，目前行业内通常定义为一万吨级及以下，仅使用一艘拖轮就可以协助进行靠离泊的船舶。所以，在小型船舶离泊的过程中，为了科学有效的保障小型船舶离泊的安全，本文提出了拖头开尾的操纵技术。所谓拖头开尾，是指船舶在只有一艘拖轮协助离泊时，拖轮在离泊船的船中与船头之间的位置带缆并施加拖力，船舶在拖轮拖力及船头缆绳的作用下，先拖开船尾的离泊操作，简称之为拖头开尾。

通常情况下单艘拖轮协助离泊，拖轮在船头带缆，拖开的是船头，船尾离不开码头，拖轮在船尾带缆，拖开的是船尾，船头离不开码头，但是针对一些小型船舶，驾引人员可以通过利用船头缆绳的协助，做到拖轮在船头带缆并施加拖力，船尾先离开码头一定距离的操纵，在船尾被拖开足够的安全距离后，解掉船头的缆绳，船头在拖轮拖力的作用下离开码头，达到船头船尾依次离开码头，顺利离泊的目的。

1.单拖离泊的关键要点

单艘拖轮协助离泊，只有一个外力的协助，要利用好这个外力达到顺利离泊的目的，有以下两个关键要点：

（1）拖轮带缆位置的选择。拖轮拖缆位置的选择，是拖头开尾操作的关键要点之一，关系到是否能拖开船尾，达到顺利离泊目的。拖缆带缆位置的选择，主要掌握一个原则：拖轮的施力点与船头的缆绳有足够的距离。通常选择在船头艏楼后面的主甲板上，船舶重心之前，船舶吨位越大，拖缆的位置离船头要越远。

（2）船头缆绳的配合。船头缆绳的配合，也是拖头开尾离泊操作的关键要点之一，配合不好，也很难保证离泊顺利。其要点是：船舶单绑之后，船艏的艏缆和艏倒缆一定要挽牢，确定船头缆绳不会因拖轮施加拖力而导致船头缆绳往外松出，能将船头相对固定。

2.操纵过程及受力分析

2.1 船舶的始初动态

船舶离泊工作准备就绪，拖轮在主甲板带妥拖缆，船头船尾可以单绑，收好解掉的所有缆绳后，船头将艏缆和艏倒缆挽牢，船尾全部缆绳解掉，拖轮以最慢速度起拖。此时船舶的始初动态是：如果船艏的艏缆和艏倒缆是紧绷状态，在船尾解掉全部缆绳时，船艏会因缆绳的牵引拢靠码头，艏缆和艏倒缆随之变成松弛状态，如果缆绳处于松弛状态，船艏多数不会因缆绳的牵引产生拢靠码头的情况。拖轮起拖后，船艏在拖力的作用下先离开泊位向外摆动，艏缆和艏倒缆逐渐受力而缓慢拉紧，船尾小幅度拢靠码头（如图1（a））。

此时有一个微小的细节，建议操纵者留意，就在拖轮起拖后，船艏有了向外摆动的惯性，在艏缆和艏倒缆没有完全绷紧之前，最好让拖轮停车，等待几秒让船艏随着往外的惯性拉紧缆绳，当船艏缆绳接近绷紧的时刻，指令拖轮继续用最慢速度拖住船头，不要让船艏在艏缆和艏倒缆绷紧后收缩拢靠回码头。

船舶的初始动态受力分析：船舶在拖轮起拖时，受拖力F的作用，船艏缓慢向外摆动，在艏缆和艏倒缆还没有受力时，船舶以重心G为转心（转动支点），以拖力作用点A与重心G的距离为力臂，产生船头向外的转动力矩N，此时船尾将向里拢靠码头。

2.2 船舶的开尾动态

当船艏的缆绳受力以后，拖轮保持持续往外的拖力，船艏在拖轮和缆绳的共同作用下，相对固定，船舶的动态将开始转变，出现拖轮拖着拖头，船尾将缓慢离开泊位往外摆出，此时要观察船艏缆绳的受力情况，可适当增加拖力，但要注意避免拖力过大造成断缆，保持这样的离泊状态，直到将船尾拖至离开泊位一定距离（一个半船宽以上），出现一个足够大的角度，确保满足船尾有足够的旋回水域（如图1（b））。

船舶开尾动态的受力分析：当船艏的艏缆和艏倒缆受力时，船舶在拖轮和缆绳的共同作用下，船艏相对固定，船舶的艏缆和艏倒缆的交叉点O，变成为船舶在拖力F作用下的转心（转动支点），OA为力臂，船舶具有拖开船尾的力矩N，保持这一力矩N，便能顺利将船尾拖开。这是拖头开尾最关键的一步，操纵者必须确保船艏缆绳不外松，不断缆，船艏相对固定为转心，船尾便可按操作者的意图顺利离开泊位一定距离。

2.3 船舶的离泊动态

当船尾离码头有了足够的距离之后，指挥船头拖轮停车，在拖轮停车之后，船艏绷紧的缆绳将会牵引船艏拢靠回码头，当缆绳全部松弛，松出艏缆和艏倒缆，解清缆绳，操纵者便可指挥拖轮协助，操纵船舶进入航道或者掉头（如图1（c））。

图1 拖头开尾操作过程及受力分析示意图

船舶离泊动态受力分析：当艏缆和艏倒缆解掉以后，在拖轮拖力F的作用下，再次以船舶的重心G为转心（转动支点），AG为力臂，船舶在转动力矩N的作用下，船头转动向外，船尾再次向里拢靠码头，但此时船尾已经有足够的水域确保不会触碰码头。

3.离泊操纵的注意事项

（1）通常DWT（最大载重吨）为1万吨级的船舶，使用拖轮的马力估算为：10%DWT（hp），即约1000匹马力，而目前港口小马力的拖轮多数已经被淘汰，现有拖轮马力相对较大，对于1万吨级以下的小型船舶，拖轮的最大拖力超出很多，要特别注意拖轮有可能拖断艏缆或艏倒缆，所以船艏最好留强度较大的艏缆和艏倒缆。

（2）当拖轮的带缆点离船头较近，形成的力臂较短的情况下，转动力矩N不够大，不可盲目加大拖力增加转动力矩N，操纵者可视情况使用内舷满舵和短时进车（通常叫点一点进车）协助船尾离开码头，但一定要注意艏倒缆的受力情况，避免断缆。

（3）拖轮起拖之后，要留意船艏缆绳的受力情况，避免产生顿力造成断缆。

（4）在有流港口，要考虑水动力的影响，利用好水动力这一有利因素，离泊操作会更加轻松。

（5）如果拖轮在主甲板前面的缆桩带缆形成的从船头至带缆点的力臂，不如在主甲板后面带缆形成的从带缆点至船尾的力臂长，操作者可应用以上的原理灵活改变为“拖尾开头”，即拖着船尾而船头先离开的操作，离泊效果一样，但要注意船尾解缆以后缆绳会影响螺旋桨，要尽快收起缆绳，保证船尾清爽便于随时动车。

4.结束语

船舶在港口的有限水域，因其惯性大在低速情况下不易控制，需要拖轮作为辅助动力协助操纵，即使是小型船舶，拖轮的协助也是安全的主要保障，但对于小型船舶，除了考虑安全因素，更加注重经济因素，所以多数只使用单艘拖轮协助作业。在单艘拖轮协助离泊的情况下，操纵者可以有针对性地选择拖轮的带缆位置，通过利用缆绳的协助，调整船舶离泊过程的转动支点，从而产生有利的转动力矩，达到安全离泊的目的。