船舶在航中船靠船操纵_李培年.docx

2015年 7月 航海技术 第 4 期 船舶在航中船靠船操纵 李培年 (舟山引航站 ） 0引 3 我国沿海各港口受航道或码头泊位前沿的水深限 制，满载吃水超过 22m的 VLCC能直接进港靠泊的港 口不多。由于港外航道水深不够，限制满载 VLCC的进 港，因此必须进行海上油品过驳减载作业，这种海上过 驳减载作业通常只有在船靠船操纵完成并且两船稳定 连接后才能进行。 根据实践经验，在受风浪影响明显的开阔水域进 行海上过驳减载作业时，采用在航作业比采用定点锚 泊作业更安全。在定点锚泊作业中，由于受海上回转流 影响，作业船舶会 360° 旋转，二程船有一半以上时间处 于风浪较大的位置，易摇摆，安全风险大。两船在航中 船靠船操纵有别于船舶靠泊码头，是特殊的船舶操纵， 尤其是大型船舶之间的船靠船操纵难度更高。本文对 船舶在航中船靠船操纵进行介绍，以供参考。 1 模拟试验 以宁波 -舟山港海上船靠船过驳减载作业地点 »»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»» 续表 1 虾峙门外锚地水域为模拟场所进行模拟试验，该水域西 距宁波 -舟山港虾畤门进口航道东口约 13 nmile。 该水 域夏季盛行东南风或偏南风，涌浪影响明显；冬季以西 北风或偏北风为主，风浪影响较大；春、秋两季为风向 过渡期。 本文选择 30万吨级和 8万吨级油船为试验船进 行模拟试验。船舶参数见表 1。 表 1 船舶参数 油船类型 船长 /m 船宽 /m 装载状态 吃水 /m 排水量 /t 30万吨级 333 60 满载 20.88 335 838.5 8万吨级 231 35.6 空（压）载 6.3 38 979 根据海域不同季节的实际资料，模拟试验取 NE 向、S向、 SE向和 NW向等 4个风向，风力取蒲氏 7级。 由于海域为回转流，因此任意设定流况为船舶左舷或 右舷受流，流速为 2 kn。 按行业规范估算，所需拖船功 率值为船舶载重吨的 5%左右，即 8万吨级油船所需拖 船功率约为 5440马力 （ 1马力 =735 W)。 因此，选配 2 时间 （ LT) 船位 海图水深 /m 富余水深 /m 船速 /kn 横摇度 备注 纬度 经度 0510 时 35°22 ,.45N 119°56 ,.25E 22 4.6/4.7 9.7 0 0520 时 35°23 ,.89N 119054V71E 21.8 10.4/8.3 9.9 0 指定引航站 0542 时 35026;.52N 119°5 K88E 23.5 5.1/5.0 9.7 0 0603 时 35°28 ,.92N 119049'.19E 23.2 5.0/5.4 8.8 0 0614 时 35°30 M5N 119o40， .95E 23.2 6.2/6A 7.0 0 0627 时 35 31'.41N 119o47， .40E 23.2 62/6.6 6.2 0 0643 时 35 32， .86N 119°47 M4E 23.2 6.1/6.6 4.5 0 0656 时 35°33'.79 N 119 47， .22E 23.2 6.1/6.4 3.7 0 0747 时 FLOS 注：（ 1)海域为董家口自选锚地一外航道一内航道一泊位； （ 2)船舶吃水为 20.90 m(F),21.03 m(M), 20.95 m(A);(3)和风、轻浪； （ 4)时间 为 2013 攀 11 1 22 23 曰。 (3) 在抵达商定的引航员登船点接引航员时，船舶 最好有 3名驾驶员值守： 1名迎接引航员， 2名在驾驶 台协助船长瞭望、定位、监测，并记录测深仪测得的实 际水深数值等。 (4) 船长应随时监督引航员的操纵，并督促驾驶员 保持正规瞭望、监舵和定位等。 (5) 进港航道常有灯浮不亮，在夜间保持视觉瞭望 尤为重要。 (6) 正确显示号灯号型。渔季锚地、外海航道至引 航员登船点之间作业渔船很多，可航行水域较窄，船舶 需要用汽笛、闪光灯、 VHF等沟通警告作业渔船让清航 道。引航员登船后也会安排拖船在前驱赶渔船。 ( 编辑陈锋杰 ） 作者简介：李培年，高级引航员， （ E-mail)Pilot203163.com 12 航海技术 第 4 期 艘 3 200马力的拖船可满足要求。试验设定条件见表 2。漂航方向相反一侧靠泊模拟记录见图 1,漂航方向 一侧靠泊模拟记录见图 2。 表 2试验设定条件 编号 风向 /(°) 风力 /级 流向 /(°) 流速 /kn 航向 /(。 ) 拖船 /艘 靠泊舷 1 45 7 315 2 130 2 右 2 180 7 300 2 80 2 左 3 135 7 240 2 60 2 左 4 180 7 120 2 90 2 左 5 315 7 220 2 60 2 右 6 135 7 240 2 50 2 左 7 45 7 90 2 135 2 右 图 1漂航方向相反一侧靠泊模拟记录 在模拟试验中，二程船从 30万吨级油船艉部追靠 的操纵方式相对方便和安全。 VLCC的漂航速度控制得 越小越好 （ 不超过 3 kn),尽量避免顺流时段进行两船 并靠作业；二程船追靠速度若太快，不利于安全操纵， 靠泊时间 也会延长；须注意重载 VLCC受风流的压力 要大于二程船受风流的压力，由此会产生不同的漂移 状态。靠泊时 VLCC需要保持航向稳定，便于二程船控 制两船靠拢角。操纵过程中风力应限制在 7级以下，否 则两船靠泊的难度和危险性都将大大增加。两船贴靠 时瞬间的接触情况、碰垫受力、角度变化、速度差调整 及两船带缆情况在模拟中不能准确显示，需要在实际 操纵中论证。 2 操纵实例 某年 7月 3日 1300时左右，在宁波 -舟山港虾峙门 外过驳锚地（ 29°4 r .5N， 122°32' .00E)及以东水域进行 过驳减载作业 。一 程船 “ 月亮女神 ” 轮（下称大船）的载 重吨为 298562t,船长为 332.0m,船宽为 58.0m,装载吃 水为 21.76 m。 二程船 “ 明池 ” 轮的载重吨为 38 830t,船 长为 180m,船宽为 32.2m,空载吃水为 4.0m。 当天天气晴朗，南至西南风 5 6级，阵风 7级，已 有多天连续吹南风，有明显的风浪、涌浪影响。该锚地 海域基本为回转流，靠泊作业时为东南流。配备 2艘 3 200马力全回转拖船助泊，系带于 “ 明池 ” 轮左舷船首 和驾驶台前主甲板。 大船起锚低速航行，运用车舵操纵船舶，航向保持 在 090° ，让船舶右舷受风，使左舷为下风舷。大船风流 压差与风流压角较大，可用舵配合间断性进车，以 2kn 左右航速稳定大船航向，始终保持左舷为下风舷。 “ 明池 ” 轮自大船左后方约 lnmile处调整好船位 和航向，以 4 kn左右的航速追航。当 “ 明池 ” 轮船首与大 船艉部相距约 1倍大船船长时控制航速，以与大船 2 3 kn的相对速度慢慢接近，即 “ 明池 ” 轮的实际航速为 45kn。 当 “ 明池 ” 轮船首与大船艉部正横时，保持 2 倍左右船宽的横距，继续减小两船的相对速度。在 2 艘拖船协助下与大船约 2° 的靠拢角和 3 cm/s的法向 速度平稳贴靠，同时由 “ 明池 ” 轮出缆，先带 1根艏部 短头缆，使两船相对稳定；在完成其他缆绳系带作业 后，两船成为漂航的船组（见图 3),并由大船负责操 纵。保持“ 明池 ” 轮处于大船下风舷，进行在航过驳减 载作业。 图 3 两船靠泊 3靠泊操纵要点 2艘大型船舶在航中船靠船操纵是 1种特殊的船 舶操纵方式，比船舶靠离码头的操纵更复杂，风险更 大。这种操纵不仅受风、流、浪、涌等因素影响，而且与 两船的大小、吃水、船型、航速、保向能力等诸项条件有 关。根据 8万吨级空载船舶靠泊在航保向的 30万吨级 重载油船的仿真模拟操纵，结合实践操纵经验，有以下 几个要点。 3.1下风舷靠泊原则 由于二程船相对较小、吃水浅，容易受风、浪、流、 涌的影响，漂移、摇摆比较严重。如果二程船在大船的 上风舷靠泊，不但难度増大，而且不安全。重载大船的 第 4 期 李培年：船舶在航中船靠船操纵 13 船长较长、吃水深，在通常风力情况下受风浪影响小， 可为二程船提供安全的靠泊环境。因此，利用大船的挡 浪作用，将二程船入靠大船的下风舷，可以保证船靠船 操纵的安全性。 当在舟山外海水域进行船靠船操纵时，过驳作业 船组需要在朝东北至东南方向的扇形范围内保向漂 航。若风从第 I或 II象限方向吹来时，大船右舷为下风 舷；若风从第 III或 IV象限方向吹来时，大船左舷为下风 舷。根据该海域季节风向特点，夏季主风向为东南风， 二程船应靠在大船左舷；冬季主风向为西北风，二程船 应靠在大船右舷。在其他水域作业时，需要根据具体季 节、当天气象及海况决定二程船在哪侧靠泊。 3.2两船动态船位控制 大船应在二程船靠泊前清理出下风舷空间。大船 原先锚泊的应先将锚绞起，原先在航的应先降速，并尽 量保持航向稳定。由于外海水域一般为回转流，大船为 准备下风舷空间，其船首向与风流合力方向会有一定 的夹角，可短暂用车并配合用舵，抵消风流压作用以保 持航向。有条件的尽量申请 1艘拖船协助。 大船低速航行并 保持航向以等待二程船舶靠泊， 变化导致的速度变化。 总结模拟试验和实践经验，当二程船抵达大船侧后 方约 1倍船长时，在保持适当船位的前提下，应将相对 速度控制在 3 kn左右。如果大船的航速为 2kn,那么二 程船的航速控制到约为 5kn,这不仅有利于控制船位和 船首向，也有利于进一步控制船速。当二程船船首接近 大船船尾时，两船相对速度应控制在 2kn以内，因此二 程船的航速为 3 4kn;当二程船抵达大船舯部正横时， 控制两船保持同向同速。此时，利用风流压和拖船的作 用，适时用车用舵，使两船以一定的横向速度平稳靠泊 。 横向速度是两船航速横向分量的合成，由于两船 都在航行中，两船之间的横向速度较难掌握，需要有效 利用多种仪器以及实际目测，及时指挥拖船调整。横向 速度不可太大，当两船横距为 12倍船宽时，可控制在 10 cm/s以下；相距 1倍船宽时，应控制在 5 cm/s以下； 当两船即将靠拢时，横向速度应控制在 3 cm/S以下。二 程船贴靠大船后用 2艘拖船顶住，适当进车，跟随大船 漂进并立即进行带缆作业。 3.4航向和靠泊角度 靠泊角度通常指船舶靠泊时船首向与码头之间的 二程船是靠泊操纵的主体。通常二程船从大船下风舷 的侧后方慢慢接近，须严格控制船位，主要控制其与大 船的相对方位和距离，尤其是横距。船靠船操纵时，两 船的初始相对距离一般为 0.5 1 nmile。 在此起始点， 二程船同时控制航速和航向，从大船侧后方追靠大船， 当船首接近大船艉部正横时，保持 23倍船宽的横 距，当二程船抵达大船舯部正横时保持 12倍船宽的 横距。此时，二程船与大船尽量保持同速（纵向前进速 度）航行，两船的船首向夹角（可用罗经航向进行判断） 越小越好，再用拖船协助使两船平行靠泊。由于两船都 在航行，两船的风流压差值不同，且在海上不能找到固 定物作为参照，因此用视觉判断两船实际动态比较困 难，须充分借助雷达、 GPS及卫星导航等助航设备，通 过控制航速和航向，及时有效地控制船位。 3.3速度控制 船靠船作业时，大船为保持一舷为下风舷，需用车 保持航向而产生速度，同时风流压的作用也会影响大 船航速。大船航速应越小越好，尽量控制在能维持航向 的最小速度，通常为 23kn。 大船的航速越小，二程船 靠泊时的航速也较小，有利于靠泊作业安全和两船贴 靠后相对位置的稳定，方便后续的带缆作业。 在船靠船操纵时，二程船的速度控制非常关键，其 影响到船位和靠泊角度的控制。不但要考虑风流的影 响、二程船的操纵性能、两船的相对运动状态，还要考 虑单船 GPS对地速度方向和两船的相对速度差，并特 别关注二程船进入大船下风舷空间后因风流压的突然 夹角，在船靠船操纵中则指两船船首向的夹角，即两船 罗经航向的夹角。实际上，在船靠船操纵过程中，靠泊 角度不但要以两船的船首向（罗经航向）判断衡量，而 且要关注和掌握两船航迹向的夹角，即两船对地运动 方向的情况。由于大船吨位大、吃水深，流压的影响往 往大于风压，而流况每刻都在变化，流压与风压不在同 一方向，使得风流压 合力产生的船舶漂移运动与船舶 用车后向前航进运动的合成运动方向 （ 航迹向 ）： 既可 能朝上风舷方向航进，即漂离二程船方向；又可能向下 风舷方向航进，即漂向二程船方向，见图 4。 图 4大船保向漂航方向示意 由于两船受 风流的影响不同，两船各自的船速也 不同，因此航迹向夹角较复杂，既与大船向上风舷或下 风舷漂航有关，又与漂航角大小有关（见图 5)。 当二程 船从大船侧后方慢慢接近时，为控制两船的横距，二程 船的船首向可能与大船同向，也可能有一定夹角，可根 据两船的横向距离和运动态势决定，夹角的大小以两 船横向距离控制为前提。当二程船与大船舯部相距 1 2倍船宽时，两船的船首向应保持一致，即同向同速，利 用两船航迹向夹角慢慢靠拢。 14 航海技术 第 4 期 a)两船航迹夹角较大 b)两船航迹夹角较小 图 5船首向与航迹向示意 4靠泊操纵考虑因素 4.1车舵的作用 为清理出下风舷空间，大船须使用车舵控制船舶 航向，可根据当时的气象潮流等情况，合理有效地使 用车舵 ,尽量避免长时间用车。大船航速应尽量保持在 2kn或 2kn以下，利用车舵保持航向以清理出下风舷。 4.2风流的作用 由于作业水域通常为回转流，流向时刻在变化。在 大船清理下风舷空间的过程中，流向可能是顺流，为保 持航向使用主机进车后船舶惯性进速增大，导致二程 船靠泊速度也增大。虽然两船的相对速度不大，但对地 速度增大，既不利于靠泊安全，又对拖船作业造成较大 影响。因为拖船在协助他船操纵时，若被助泊船船速达 到5kn以上时，拖船将无法操纵或不能发挥顶推和拖 拉作用，所以最好避开顺流靠泊。 当二程船位于大船的侧后方时，两船受风流的影 响基本相同；当二程船从大船的侧后方慢慢进入大船 的下风舷时，由于大船的遮蔽作用，风流作用会突然变 化，尤其是风的影响大大减小，可能对二程船的航速控 制和操纵产生影响。如果流向也从上风舷指向下风舷， 那么对操纵的影响会更显著。 4.3两船靠泊操纵注意事项 在两船靠泊过程中，大船尽可能保持航向稳定，避 免航向连续变化或较大幅度变化航向，否则二程船操 纵时不易掌握靠泊角度，并可能发生碰撞危险。 由于两船都是在航状态，因此两船要统一协调操 纵，作为靠泊主体的二程船要及时用 VHF与大船保持 联系，随时掌握其船首航向、在航速度和 GPS航迹向 等，及时调整操纵措施，控制适当的船位、航速、横向速 度和靠拢角度。特别注意，当二程船船首处于大船驾驶 台附近时，必须充分估计横向靠拢速度，以免两船横向 距离不够而提前相碰。 靠泊时两船尽量保持同向平行贴靠，即两船的船 首向（真航向）夹角尽量小。注意 4个橡胶碰垫的受力 情况，避免碰垫单点受力，防止两船船首的向外突展部 位切入对方船体，造成损害。二程船 通常是空载的， 其船首甚至船体明 显高于大船，船首水线以上的线型 变化很大，当有一定靠泊角度时其 外展部分易碰撞大船上部。 当大船在风流压与主机进车推 力作用下航迹向指向二程船方向， 即往下风方向漂航时，两船的相对 横向速度增大，两船横向接近较快， 须特别注意；而两船接近速度较慢， 也会对靠泊操纵产生影响。另外，由 于大船的吃水较深，其流压作用对航迹运动的影响明 显大于二程船。 4.4系缆操作的注意事项 C)两船航迹相同 在靠泊前应预先制订系缆方案。两船并靠后继续 用车舵控制船舶，保持两船相对位置稳定，避免两船再 次分开，并用拖船协助迅速带缆。拖船先带所需时间较 少的短艏缆，便于两船定位和防止分开；然后艏部带长 艏缆，再带倒缆，艉部可同时带后倒缆和艉缆；最后从 大船的艏艉部各出 1 2根大钢缆带到二程船的艏艉 部，加强系缆力。船靠船时由于缆粧和出缆位置关系， 横缆通常比较难带，可用较短的艏艉缆或短倒缆代替。 4.5两船靠拢后的操纵注意事项 两船靠拢并完成带缆作业后成为 1个整体船组， 这时的船舶操纵目标是使船组稳定漂航，继续保持二 程船处于下风下浪方位，避免摇摆或振荡，防止发生断 缆、两船触碰或漂离等危险局面。此时，两船不可再各 自用车舵操纵，正常情况下以大船操纵为主，适时用车 舵保持航向；二程船不必使用主机，只须备车即可。两 船连接缆绳不可瞬时受力过大，根据船组的漂航运动 规律和动态趋势，及早使用车舵，可用小车小舵消除潜 在的偏航势态，尽可能利用船舶的运动惯性使两船平 稳地同速漂航。 另一方面，关注船组在航过程中对作业水域通航 环境的影响，特别是与附近过往船舶及可能存在的渔 船之间的避让关系。由于船组操纵能力受到限制，避让 能力和效果相对较差，因此需加强驾驶值班，按规定显 示信号勤于使用助航设备和获取信息，及早用 VHF等 沟通协调避让行动。 5结束语 大型船舶在航中船靠船操纵是 1种特殊的作业方 式，须提前制订计划并作好充分的准备。在操纵过程中 须全而考虑各种因素，各方要密切配合、协调行动。 ( 编辑陈锋杰 )