深圳引航站 李東波

大型集裝箱船落流進(jìn)蛇口航道的操縱

深圳引航站 李東波

大型集裝箱船；船舶水動(dòng)力矩；蛇口航道；船舶操縱

根據(jù)大型集裝箱船進(jìn)蛇口航道的操縱經(jīng)驗(yàn)，分析了特定情況下船舶產(chǎn)生水動(dòng)力矩對(duì)船舶操縱的影響，從引航員的角度提出了對(duì)這種偏轉(zhuǎn)的抑制手段和方法。

一、蛇口航道的概況

如圖1所示，蛇口航道位于珠江口東側(cè)，以潮流影響為主.潮流是不規(guī)則半日混合潮流，并具有一般河口的往復(fù)流特征，漲潮流向320°～355°，落潮流向130°～165°，流速一般在1～3 kn，并與潮差成正比。在豐水期流速偏大，有記錄的最大流速超過(guò)6 kn。

在蛇口航道1號(hào)浮到3號(hào)浮之間蛇口航道走向是037°，而落水流向是130°～165°，流向與航道走向接近于垂直。船舶進(jìn)入蛇口航道，為了抵御水流的影響，在船舶操縱進(jìn)港時(shí)就需要加上一定的流壓差。流壓差與船速、流速的關(guān)系如表1所示（為簡(jiǎn)化問(wèn)題，認(rèn)為水流流向與航道走向垂直）。

表1 流壓差與船速、流速的關(guān)系

需要說(shuō)明的是：表1的數(shù)據(jù)是把船看做質(zhì)點(diǎn)來(lái)考慮的，在流壓差影響下的橫向船位增寬不計(jì)；不同舵角下的轉(zhuǎn)動(dòng)速率不同，而造成不同的前沖不計(jì)。

由于集裝箱船的操縱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于散雜貨船，而且從實(shí)際的引航情況來(lái)說(shuō)，在落水流速1～3 kn時(shí)，也主要以集裝箱船為主，而大型的散雜貨船，則通常在緩流時(shí)進(jìn)港。因此，本文僅考慮大型集裝箱船進(jìn)口的情況。從實(shí)際操船經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，在落流速度1～3 kn時(shí)，船速維持在6～8 kn為佳。

二、大型集裝箱船舶的特點(diǎn)

1.船型肥大、滿載時(shí)瞭望盲區(qū)很大，要求充分利用雷達(dá)、AIS等助航設(shè)備協(xié)助瞭望，并多移動(dòng)瞭望位置。

2.受風(fēng)面積大、風(fēng)壓差較大時(shí)，受風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩的干擾，操縱較為困難。

3.吃水大、受流面積大，要求盡量選擇在緩流時(shí)刻進(jìn)出港。

4.慣性大，船速快，要求操縱時(shí)有較大的提前量。

5.船舶長(zhǎng)度大，旋回半徑大，在避讓、轉(zhuǎn)向、掉頭、錨泊等操作時(shí)要求有足夠的水域?qū)挾取?/p>

6.通常有艏側(cè)推器，舵效較好，主機(jī)性能好。

三、實(shí)際操船方法及注意事項(xiàng)

1. 操船方法

在實(shí)際的操船中，由于大型集裝箱船（船長(zhǎng)大于等于250 m）船型大、船舶操縱較為困難，落水流進(jìn)蛇口航道時(shí)，其基本航行方法是：在赤灣凱豐K1浮與蛇口1號(hào)浮串視時(shí)，船舶航向應(yīng)當(dāng)在355°或355°以西，即航向小于355°，并根據(jù)船舶的船長(zhǎng)、吃水及船舶的應(yīng)舵情況而定；在串視前就要調(diào)整好本船與赤灣凱豐K1浮的橫向距離，船長(zhǎng)和吃水大的船舶，橫距就應(yīng)當(dāng)大一些，一般橫距在2～3鏈；當(dāng)船位接近與赤灣凱豐K1浮正橫時(shí)，即應(yīng)開(kāi)始用舵右轉(zhuǎn)，依據(jù)本船的船速、落水流速及本船的應(yīng)舵情況，使用不同的舵角，維持船舶向右轉(zhuǎn)動(dòng)的連續(xù)性；為保證本船的船位，利用舵角的改變，調(diào)整本船的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，并切實(shí)關(guān)注本船與蛇口集裝箱碼頭的距離。一直到本船進(jìn)入到蛇口3號(hào)浮以東主航道落水流遮蔽區(qū)，在蛇口集裝箱碼頭岸線的遮蔽下，完全消除了主航道落水流的影響。在這一右轉(zhuǎn)的操船過(guò)程中，操船人員要密切關(guān)注船舶的姿態(tài)、船位以及與過(guò)往的船舶交通流的相互影響。同時(shí)，還要對(duì)船速進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，因?yàn)榧b箱船的主機(jī)功率較大，所對(duì)應(yīng)的船速較高，船舶轉(zhuǎn)動(dòng)引起的降速會(huì)小于船舶從頂流到橫流對(duì)船速的影響，有時(shí)在不降低車速的情況下，船速還要增大。

圖1 蛇口航道概況

在整個(gè)操縱船舶進(jìn)港的過(guò)程中，需要充分考慮船舶在進(jìn)入由蛇口集裝箱碼頭岸線所造成的主航道落水流場(chǎng)遮蔽邊界線時(shí)，由于不均勻流場(chǎng)造成的船舶水動(dòng)力矩的急劇變化，對(duì)操縱船舶產(chǎn)生的不利影響。

2. 船舶在進(jìn)口操縱過(guò)程中需要特別注意的問(wèn)題

圖2 蛇口航道與主航道落水流向及遮蔽區(qū)示意圖

如圖2所示，當(dāng)本船位于船位1時(shí)，本船的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)是在有一定的前進(jìn)速度，同時(shí)也帶有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，本船船體水下部分全部受到落水流的影響，此時(shí)本船所受到的水動(dòng)力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)船力矩，其大小從其產(chǎn)生的原因來(lái)看，是極其復(fù)雜的。作為船舶操縱人員，對(duì)其在量上的大小，可以不予考慮。但對(duì)其存在的影響和方向是要引起足夠的重視。在實(shí)際的操船情況中，小于3 kn的流速的情況是可以在本船的車舵效應(yīng)下來(lái)進(jìn)行正常的操縱[1]。此時(shí)的水動(dòng)力矩轉(zhuǎn)船方向是船舶受流方向，即是使船舶向左轉(zhuǎn)動(dòng)。其中水動(dòng)力的大小與水下受流面積成正比，水動(dòng)力矩的大小與水動(dòng)力作用中心到船舶重心的距離成正比。

當(dāng)本船于船位1經(jīng)過(guò)船位2向船位3過(guò)渡時(shí)，水下船體受流面積不斷減小，但是，水動(dòng)力作用中心不斷向后位移。這是因?yàn)?，在流向與船舶首尾向垂直時(shí)，其水動(dòng)力作用中心近似位于水下受流面積中心，使得轉(zhuǎn)船力矩在船位2（船中位于流場(chǎng)遮蔽邊界線上）附近時(shí)，達(dá)到了最大值。此時(shí)的船舶姿態(tài)極易向左偏轉(zhuǎn)，并且在實(shí)際的操船中，有過(guò)很多次向左偏轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)情況發(fā)生。

當(dāng)本船位于船位3時(shí)，船舶已經(jīng)進(jìn)入了流場(chǎng)遮蔽區(qū)了。此時(shí)，橫流的影響已經(jīng)消除。

在操船過(guò)程中需要特別注意的問(wèn)題就是本船在船位2附近時(shí)，由于水動(dòng)力矩的急劇增大，就存在或者發(fā)生導(dǎo)致本船左轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，這也就造成船舶操縱中危險(xiǎn)態(tài)勢(shì)的發(fā)生。

3. 克服水動(dòng)力矩轉(zhuǎn)船的方法

首先，在落流的流速為1～3 kn時(shí)，就要把靠碼頭的任務(wù)分為三個(gè)步驟。第一步，僅僅是考慮進(jìn)入蛇口航道，靠碼頭所要求的其他要素予以放棄，全部精力都放在安全進(jìn)入蛇口航道上，避免因考慮其他因素而影響對(duì)進(jìn)入蛇口航道的操縱，這也就是引航員經(jīng)常說(shuō)的“先進(jìn)去再講”。從船位1經(jīng)船位2到船位3這個(gè)過(guò)程中，最重要的是保持船舶向右轉(zhuǎn)動(dòng)的連續(xù)性，用不同的舵角不同的車速，來(lái)控制船舶的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，發(fā)出的口令直接用舵角及車速指令來(lái)下達(dá)，最忌諱的口令是“把定”。第二步，就是降速，適時(shí)調(diào)整車速，把船速降到合適的速度，可以使用拖船來(lái)協(xié)助降速，為靠碼頭做準(zhǔn)備。第三步，是靠碼頭，開(kāi)始控制余速、進(jìn)泊角度和橫距。尤其是在落水流比較急時(shí)，要靠的碼頭又近在蛇口航道入口處時(shí)，這三步的規(guī)劃更為重要。在實(shí)際操船中，筆者往往是在進(jìn)入航道的蛇口3號(hào)浮后，才開(kāi)始停船動(dòng)作，然后，把船倒回到要靠的蛇口航道口附近的泊位，并在拖船的協(xié)助下靠碼頭。

其次，要在拖船的使用上做好準(zhǔn)備，尤其是對(duì)船艉拖船纜繩帶妥時(shí)機(jī)要予以保障。一般在本船船位抵達(dá)赤灣凱豐K1號(hào)浮時(shí)，即應(yīng)開(kāi)始帶拖船。當(dāng)本船在進(jìn)口操船過(guò)程中，如果本船車舵無(wú)法控制水動(dòng)力矩致船向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，要及時(shí)利用拖船予以協(xié)助，尤其是船尾方向的拖船在船舶右后的頂推作用，要比船首側(cè)推及船首拖船的作用效果好得多，可以大大緩解船舶因水動(dòng)力矩的左轉(zhuǎn)作用，乃至抵消。船首方向上的拖船，其纜繩要放得足夠長(zhǎng)，也是一個(gè)用于大船降速和制動(dòng)的重要手段，需要時(shí)，可以命令船首拖船快速向后倒車，達(dá)到增加大船的降速和停船能力。

最后，當(dāng)在本船車舵及拖船協(xié)助下無(wú)法抑制水動(dòng)力矩的轉(zhuǎn)船時(shí)，要果斷拋雙錨，快倒車來(lái)消除船舶的危險(xiǎn)態(tài)勢(shì)。

四、結(jié)語(yǔ)

大型集裝箱船進(jìn)港是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，風(fēng)、流、交通流、助泊拖船以及人為因素等影響因素眾多，任何一個(gè)方面的疏忽都可能導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生。本文根據(jù)引航實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從船舶水動(dòng)力力矩相關(guān)理論的角度，分析了大型集裝箱船在落流時(shí)安全進(jìn)蛇口航道的操縱方法，并提出了操縱的難點(diǎn)和注意事項(xiàng)，以供參考。

[1]張丹.基于實(shí)時(shí)模擬流場(chǎng)的武橋水道船舶操縱及通航方案研究[D].2009.