船舶引航中力与力矩的分析
安全引航离不开对被引领船舶在各种运动状态下受到的各种力的大小、方向进行判断、以及由这些力产生的使船舶偏转的力矩的大小、方向进行分析。笔者根据多年安全引航的操作,总结了部分经验,供大家参考。
用全回转拖轮协助船舶引航操作时,指挥船首部位拖轮向大船船尾方向拉,就能产生使船后退的力及使船向拖轮方向偏转的力矩,船舶掉头时,大船开微速进车并向拖轮方向操满舵,大船开进车前进的力就与拖轮后退的力抵消,加速船舶原地旋转。当用一艘全回转拖轮船首协助,水流平缓、有一定吹开风或吹拢风、或泊位边有顺回流时、大船开车用舵时,船又要前冲、船前进后又要立即倒车、当档子较小,老旧船舶、用车启动次数又不能多,这时可指挥船首的拖轮调整船身,使拖轮船尾正横偏向大船船首方向,向大船船尾方向顶、既可将大船船首向码头侧横移,又可使产生向船尾方向后退的力抵消大船用车舵控制船尾左右横移时产生向船首方向前进的力。当大船前进速度较快也可指挥拖轮向船尾方向快车拉。当大船靠离泊时船后退,车又开不出来,可指挥拖轮平行倒靠大船向船首方向快速后退,使大船不后退并能有一定前进速度。当老旧船舶靠泊时用车得不到保障,两艘大马力全回转拖轮协助,可用船首拖轮控制船首左右横移,尾部拖轮贴着大船后退,大船始终保持微速进车,并用舵控制船尾左右横移,通过指挥拖轮后退力的大小来控制大船前进、停止或后退。
当船长100米左右的船舶急流靠泊,当要求首部拖轮丁字型摆位置时,全回转拖轮通常是向上游方向打外档横车抵消流压,船首依靠拖缆的力抵消流压力,此时大船就受到向拖轮方向偏转的力矩,及将船向后退的力,对100米左右的船来讲,此力及力矩比较明显,必须提早用车舵控制,必要时指挥拖轮顶将此力撤除并改变方向变为有利,当拖轮停车带在大船边,船对水有一定前进速度时,水流作用在拖轮上的力通过拖缆承受,拖缆的力当大船速度越快时力越大,拖缆阻止船前进的力也越大,有时大船必须开快车才能有前进速度,此时大船操舵也比较困难,必须用较大舵角才能压住船首向拖轮方向的偏转。当大船不需耍此力时,可指挥拖轮开进车使拖缆不受力,就可避免被动局面的发生。
靠泊时抛开倒锚,通过使锚链受力或松弛,既可控制船舶前冲,又可防止船首向泊位方向偏转横移,抛锚的时机可根据泊位外的水深,水较深时,应抛开一点,锚链多松一点,锚及锚链才能适当抓底使锚链受力,当船首带上头缆倒缆时,不能急于松锚链绞头缆或倒缆,容易造成绞缆速度快,船首向泊位侧横移较快,即使停绞也由于惯性大而无法控制,应在带上头缆、倒缆后立即将锚链刹住,使锚链受力,当船尾倒缆尾缆也带上后,头缆绞不动时可适当松一些锚链再刹住,通过控制首尾绞缆、松刹锚链、适当使用车舵、根据船舶与泊位的夹角、位置、前进或后退的距离,使船平行微速贴拢码头。
当船首头缆倒缆开锚锚链都受力时,首缆与锚链产生的力矩可防止船尾因风等因素较快或过早贴拢码头,离泊利用这种态势,当需要先开尾时,也可适当绞首缆或绞锚链,增加船尾外杨的旋转力矩,此时,船首已被固定离开泊位一定距离,可用里档满舵开最慢车,加速船尾偏转,船首也不会前冲并贴拢码头,用车时要根据本船的起步转速的大小、首倒缆的强度及长度决定用车时间长短及能否用车。
当船舶离泊后,由于水深因素不能马上掉头必须后退一段距离才能掉时,如张家港大新码头、由于倒车横向力使船尾不能在狭窄的航道中长距离顺直后退、笔者有一次引领了85米空载化工品船、落水离泊后采取抛右锚用锚机松20米水中倒车拖锚产生左转力矩与倒车右转力矩平衡、使该船顺航道后退了1海里,再进车将锚绞起后掉头下水。此方法仅供参考。
宝山交接引水时、常常由于种种原因、需在69号浮上游长时间控速等待,大型船舶顺流遇到横风往往停车后就无舵效、船一开进车速度就很快、可在停车前使船首左转,停车后倒车,利用右旋车倒车横向力使船首产生右转的力矩,当船首开始不偏转时停车、这样既能将船速降下来、又能稳住船舶、争取宝贵时间在交接区交接。笔者在交接区引领了多艘超大型重载海轮急落水长时间等待交接时采取了上述方法操作过。
(作者:姚泽炎)
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