周曉軒　林健

（1.天津港引航中心　天津　300456；2.青島海事局船舶交通管理中心　山東青島　266002）

護(hù)航拖輪在引航操縱中的應(yīng)用

周曉軒1林健2

（1.天津港引航中心天津300456；2.青島海事局船舶交通管理中心山東青島266002）

護(hù)航拖輪（Escort Tug Boat）的主要作用是為操縱困難或處于緊急情況下的船舶提供護(hù)航服務(wù)。本文從護(hù)航拖輪的設(shè)計工藝和使用要求兩方面對護(hù)航拖輪的操縱性能進(jìn)行介紹，以供參考。

護(hù)航拖輪；設(shè)計工藝；操縱性能

海上事故尤其是大型船舶事故的發(fā)生，給海上運(yùn)輸帶來了很大風(fēng)險。在進(jìn)入港內(nèi)航道或狹窄水道時，船舶因主機(jī)發(fā)生故障或主要設(shè)備工作不穩(wěn)定而失去操縱能力的情況時有發(fā)生，極易發(fā)生擱淺事故，影響他船進(jìn)出港航行。挪威船級社（DNV）就船舶擱淺事故進(jìn)行了綜合風(fēng)險評估，對降低擱淺風(fēng)險的措施進(jìn)行了研究。在分析大量航海數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上指明了可能降低擱淺風(fēng)險的多種措施。其中，在引航作業(yè)中使用護(hù)航拖輪被證明是最有效的防控措施。目前美國和歐洲許多國家都已立法規(guī)定ULCC、VLCC、大型LNG船舶必須在護(hù)航拖輪的監(jiān)護(hù)下進(jìn)行航行。

一、護(hù)航拖輪的作用

隨著船舶大型化趨勢日益明顯，船舶吃水、噸位的逐漸增加，在碼頭及航道條件沒有改善的情況下，海上運(yùn)輸風(fēng)險進(jìn)一步提高，護(hù)航拖輪所起到的安全護(hù)航作用越來越被港方所重視。護(hù)航船舶同普通拖輪一樣通過頂拖緩沖船舶靠泊速度，也可在較高的航速下，通過纜索協(xié)助被引船舶進(jìn)行轉(zhuǎn)向及航行。在近岸危險水域為船舶護(hù)航協(xié)助時，如果大船在航道上發(fā)生故障，護(hù)航拖輪也可及時將大船拖頂?shù)桨踩颉?/p>

在天津港，吃水大于15米的大型散貨船舶、VLCC以及所有LNG船舶進(jìn)出港時均使用拖輪進(jìn)行護(hù)航，護(hù)航拖輪通常采用全回轉(zhuǎn)拖輪，其護(hù)航作用通常包括協(xié)助大船清障與避讓、提高低速大船舵效、協(xié)助轉(zhuǎn)向及控速等。實踐表明，在全回轉(zhuǎn)拖輪的護(hù)航過程中，當(dāng)大船速度大于6節(jié)使用拖輪倒車制動減速時，不但減速效果不明顯，而且極易發(fā)生拖輪斷纜和主機(jī)超負(fù)荷等情況，因此普通全回轉(zhuǎn)拖輪難以起到護(hù)航作用。因此，目前可采取的有效方法是采用大功率全回轉(zhuǎn)拖輪進(jìn)行護(hù)航監(jiān)護(hù)，有效降低船舶航行過程中發(fā)生事故的概率，一旦大船因設(shè)備故障失去控制，護(hù)航拖輪可利用其發(fā)出的推力和水動力組合，產(chǎn)生操舵力和制動力，以作用于拖纜和被引船舶，從而使失控船舶重新獲得控制，確保被引船舶安全。同時，在使用護(hù)航拖輪協(xié)助引航時，操船者除了要具有豐富的駕引經(jīng)驗外，還需要熟練掌握拖輪的操縱性能和使用要求。此外，在港方條件允許的前提下，應(yīng)積極重視新型護(hù)航拖輪的引進(jìn)和設(shè)計研發(fā)。

二、護(hù)航拖輪的工藝性能

目前從工藝上來講，主要有兩種拖輪適用于護(hù)航作業(yè)，一種是牽引拖輪（Tractor Tug Boat），典型的牽引型拖輪又分為Z型驅(qū)動（Z-Drive）拖輪和擺線型拖輪（Cycloidal Voith-Schneider）兩種，它們的拖纜絞車位于后甲板上，推進(jìn)裝置位于拖纜絞車的前面，接近船首。另一種是尾機(jī)驅(qū)動拖輪（Stern Drive Tug Boat），它的拖纜絞車位于前甲板，推進(jìn)裝置位于船尾。牽引拖輪和尾機(jī)驅(qū)動拖輪都采用了較為先進(jìn)的造船工藝技術(shù)。從設(shè)計上來講，護(hù)航拖輪的“應(yīng)急舵”的操縱動力并非來自于拖輪的推進(jìn)器，而是來自護(hù)航拖輪船體線型在水中所產(chǎn)生的水動力。所以，在其船體線型和導(dǎo)向滑板的設(shè)計上有了進(jìn)一步提高。通常在10節(jié)航速下，護(hù)航拖輪的獨立轉(zhuǎn)向協(xié)助力可以達(dá)到本身系纜的兩倍拖力。當(dāng)護(hù)航拖輪使用“應(yīng)急舵”時，拖輪自身能夠迅速從被引船舶的右舷轉(zhuǎn)移到左舷，并始終保證拖纜的右側(cè)張力。在護(hù)航拖輪的設(shè)計上，由于采用了最佳化的排水量，更低的高度和更低的船甲板，從而降低了在橫向拖纜力上的傾斜力矩。鰭狀應(yīng)急舵的精確位置、形狀以及Voith推進(jìn)系統(tǒng)則保證了護(hù)航拖輪最佳的護(hù)航性能。以典型的Velox護(hù)航拖輪為例，其船舶工藝性能屬于擺線型拖輪，船首設(shè)計形態(tài)可以有效增大水下側(cè)面積。導(dǎo)流尾鰭可以顯著提高間接轉(zhuǎn)向操縱力，從更好的角度打擊水流并且不會產(chǎn)生失速停轉(zhuǎn)。為了滿足護(hù)航和拖曳兩種功能，拖纜柱有兩種特定不同的孔徑，在拖纜導(dǎo)纜孔上方中心處又有一個導(dǎo)纜孔，專門供護(hù)航鋼絲纜使用。在間接操作模式下，鋼絲纜孔可以允許鋼絲纜伸出船外受力一側(cè)很長距離，從而減小了拖輪的傾斜力矩也增大了纜繩的可承受能力。因此，在10節(jié)船速下Velox的間接轉(zhuǎn)向操縱力可以達(dá)到150噸。

三、護(hù)航拖輪的使用要求

相比被置于被引船舶船尾時才能發(fā)揮護(hù)航效果的普通港作拖輪，護(hù)航拖輪的主要作用是為操縱困難或處于緊急情況下的船舶提供幫助，因此在其使用中提出了較高的要求。

1.護(hù)航拖輪的最低航速要與被引船舶的最低操縱航速相同。理論上，護(hù)航拖輪的護(hù)航速度為被引船舶在限定水域內(nèi)的最高可允許航速，即在保證航行安全和沒有水域限制的前提下，護(hù)航速度應(yīng)為被引船舶的最高航速。但在實際應(yīng)用中，船舶的護(hù)航速度應(yīng)盡可能地采取低速，因為隨著被引船舶船速的增加，船舶動能也會增大，拖輪的護(hù)航效果就會降低。隨著船舶技術(shù)水平和航行速度的不斷提升，拖輪護(hù)航速度將達(dá)到13到14節(jié)，同時，在與被引船舶等速的前提下，護(hù)航拖輪還要發(fā)揮其對被引船舶的護(hù)航作用，因此，采用高性能的新型護(hù)航拖輪尤為重要。

2.船舶前進(jìn)的時候，護(hù)航拖輪應(yīng)位于船尾，使其發(fā)揮最佳護(hù)航效果。因為當(dāng)拖輪位于船尾的時候，它距離船舶旋轉(zhuǎn)點的距離最大，從而形成了一個較大的杠桿作用。此外，護(hù)航拖輪要在任何天氣條件下都能完成任務(wù)。由于有以上先決條件，就要求護(hù)航拖輪要能夠在任意可能的方向上發(fā)揮護(hù)航作用，并且，一旦出現(xiàn)事故或者危急情況，船舶的快速感知和反應(yīng)能力協(xié)同拖輪的快速反應(yīng)能力，對減小后續(xù)失誤和損失具有重大意義。如果船舶允許在非受限水域轉(zhuǎn)向掉頭的話，其自身轉(zhuǎn)向所產(chǎn)生的動能將很快克服拖輪對它的控制。所以拖輪應(yīng)將纜索系于船尾，以便在應(yīng)急情況下可以盡量的縮短反應(yīng)時間，能夠在最大護(hù)航速度時及時改變方向，并提供足夠大的牽引力?；谝陨弦?，目前對大型船舶的護(hù)航應(yīng)配備多艘大功率全回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)拖輪進(jìn)行護(hù)航拖。

隨著船舶大型化趨勢的不斷發(fā)展，到港作業(yè)的各類大型船舶的數(shù)量和頻次將逐步增加，新型護(hù)航拖輪的使用需求也將會不斷增加，其優(yōu)越性也將得到廣泛印證。

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責(zé)任編輯：張明