利用杠杆原理 巧用拖轮协助

一级引航员 蒋才富

现代化的港口都配备有各种马力和性能的拖轮。大型、超大型船舶的操纵离不开性能优良的拖轮。而操船者良好的船艺，对保证船舶的安全靠离起到关键的作用。如何用好用巧拖轮，充分展示操船者良好的技艺，以便安全、简单、快捷地达到操船目的，是每一位操船者需要认真对待的问题。灵巧地使用船舶自身的车舵和配备的拖轮，可以操纵船舶如行云流水般简洁流畅，正象完成一件艺术品；紧急情况下则有助于避险或减小损失。操船者应避免不讲究方法技巧，一味地用蛮力去操纵船舶，虽未造成事故，但操作呆板笨拙，费时费力，不可取。

古希腊力学家阿基米德有一句名言：“给我一个支点，我能把地球撬起来”。今天，我们通过简单的计算可知，由于人的生命有限，以及杠杆的撬动速度不能超过光速，人其实是不能撬动地球的。但是，它说明一个道理，即只要用力巧妙，小力可撼重物。

船舶有没有支点？能否以拖轮有限的马力，将笨重庞大的船舶操控于股掌之内？回答是肯定的。

杠杆原理告诉我们，杠杆的两端通过其支点取得平衡，杠杆的支点即是杠杆的平衡点。绕支点偏转的杠杆具有如下特点：即以支点为分界点，杠杆的两侧偏转方向相反。

我们知道，静止中自由漂浮的船舶受外力作用时，除作用力指向船舶重心外，船舶将绕转心偏转（转心可能在船体外），且转心前和转心后的船体部分偏转方向相反，符合杠杆的偏转特点，因此，该转心便是自由漂浮的船舶受到外力作用时的平衡点，亦即支点。

对于运动船舶，同样存在一个转心。船舶前进旋回时，转心位于首柱后1/5L~1/3L处，旋回圈越小，转心越靠近首柱；船舶后退旋回时，其转心位置与前进时相反，位于尾柱前几乎对称的位置。该转心具有与杠杆支点相同的特点，即以转心为分界点，转心之前和转心之后的船体部分偏转方向相反。因此，可以认定，运动船舶的转心亦是船舶这根“杠杆”的平衡点，即支点。

值得一提的是，在对运动船舶进行平面受力分析和计算时，容易把船舶重心当作船舶的平衡点。其实，船舶重心只是船舶垂直方向的一个平衡点。对于作平面运动的船舶，其平衡点已转移到船舶的转心点上。以作前进旋回的船舶为例，此时，船舶的重心点与转心之后的任何其它船体部分的偏转特点没有什么两样，不具有平衡点的特点。

下面重点分析一下具有前进速度的船舶的受力情况。

根据杠杆原理，使杠杆产生偏转的力矩等于力与支点到力线垂线的垂足之积，即力与力臂之积。由此可知，决定船舶偏转的力矩，除与作用力大小有关外，还与力臂有关。

由于船舶结构的特殊性，拖轮不大可能刚好配置在大船的首尾位置处，多数时候只能在大船的首柱和尾柱附近就位。根据前面的讨论，具有前进速度的船舶，其支点在首柱后1/5L~1/3L处。可见，配置于船尾的拖轮具有比配置于船首的拖轮大得多的力臂，因而，配置于船尾的拖轮将比配置于船首的拖轮能够为大船提供大得多的转船力矩。同时，对于具有前进速度的船舶，首拖轮顶拖船首所产生的水动力转船力矩，与首拖轮顶拖船首所产生的拖力转船力矩，其方向始终相反，起抵消减弱作用；而尾拖轮顶拖船尾所产生的水动力转船力矩，与尾拖轮顶拖船尾所产生的拖力转船力矩，其方向始终相同，起迭加放大作用。因此，对于具有前进速度的船舶，使用尾拖轮将可以为大船提供巨大的转船力矩，而使用首拖轮效果较差，甚至在大船速度较快时，其所产生的水动力转船力矩超过了拖轮的作用力矩而产生相反的效果。根据实践经验，以马力相同的两艘拖轮相比较，尾拖轮为大船提供的转船力矩，其转船效果比首拖轮大几倍。

对于具有后退速度的船舶，其讨论与具有前进速度时情况相反，不再赘述。

下面结合深圳港西部港区的实际情况，列举一些使用拖轮协助大船操纵的技巧。

1、稳定航向。

船舶靠泊前都需要进行淌航减速，在淌航减速过程中，船舶很容易失去舵效而发生偏航。尽管每一艘船舶能维持舵效的最低速度不一样，但总的来说，大型、超大型船舶由于船体肥大，失去舵效的时机更早，速度更高。以进入赤湾港区港池的重载散装船为例，由于赤湾港区的航道和港池浅窄，大船失去舵效而发生偏航的时机明显要比其它港区来得早，速度来得高，有时候船舶还有6～7节的速度，已无舵效。

淌航过程中，为了克服偏航，如果频繁地启动主机，势必加快压缩空气的消耗，同时增加了大船的速度，使淌航减速的目的大打折扣。

如果使用配置于船首的拖轮顶、拖船首，来达到稳定大船航向的目的，由前面的分析可知，由于大船尚有前进速度，首拖轮能提供的转船力矩十分有限，未必能达到稳定航向的目的。

而如果使用配置于船尾的拖轮顶拖船尾，情况则大为改善。由于尾拖轮能够为大船提供巨大的转船力矩，一般情况下，足够赖以克服船舶的偏转，达到稳定航向的目的。

2、协助掉头靠泊。

以重载散装货船左舷靠泊蛇口8#泊位为例。

大船到达蛇口9#泊位后，需要左转约90度，以便与蛇口8#泊位的码头岸线平行，从而进行靠泊。此时，操船者容易采用的掉头方法是，使配置于右船首的拖轮全速顶推。这种方法可以达到一定的效果，但难以达到最理想的操纵结果。

因为，一种情况是，在船速较快时，首拖轮提供的有限的转船力矩，不足以使船头快速左转，从而使大船朝蛇口4#泊位方向冲去，离蛇口8#泊位越来越远。此时势必使用倒车，而倒车的偏转效应将进一步使首拖轮的转船效果减弱。一旦发生这种情况，船位将很难控制，操纵不可谓顺。

另一种情况是，就算船速控制适当，如果仅凭首拖轮的顶推，拖轮顶推得费时不说，势必将大船首部顶向蛇口8#与蛇口9#泊位的交角，而船尾始终难以右摆，不能形成有利的靠泊角和摆成理想的船位，仍然靠得不顺利。

但是，操船者如果充分利用配置于船尾的拖轮，让尾拖轮发挥主导作用，情况则大不一样。尾拖轮提供的强大的转船力矩，将使操船者操纵起来游刃有余，轻松驾驭大船。只要充分掌握并利用好船舶转心在船舶偏转时的特点，有节奏地指挥尾拖轮拖拉船尾，必要时让首拖轮适当配合，即可使船尾徐徐右摆，而船首则以适当的距离围着蛇口8#、蛇口9#泊位的转角扭转，从而平稳地将船位与蛇口8#泊位的岸线摆平，船舶在原有的前进冲势作用下，沿蛇口8#泊位岸线徐徐前进，此时只要适当使用前后两艘拖轮顶拖大船，即可干净利落地完成靠泊任务。

3、协助大船避险。

操船者在操纵船舶靠离码头过程中，偶尔会遇到船舶的主机、舵机或电机发生失控的现象。一旦发生船舶失控，如果处置不当，将可能发生碰撞码头、船舶或岸上设施的海损事故。此类事故不时有所耳闻。而如果处置恰当，将可以达到避险或减少损失的目的。

在船舶失控避险过程中，除了锚这个重要工具外，拖轮也可以发挥关键的作用。适当地使用拖轮，可以将失控船拉停，或者改变失控船的偏转方向，使其朝着开阔水域冲去，为抢险赢得时间。

举例来说。200213#泊位。该船长170M-8.2MSCT2#泊位南端左转向后（SCT3#泊位尚未投产），发现船首继续快速左转，施以右满舵，也难于稳住首向，船头对着SCT2#泊位上的某外轮直冲过去。恰在此时，该船主机发生故障，无论进车或倒车都开不出来。当时船速尚有6节，凭拖轮的马力不可能在安全距离内将船拉停。我采取的措施是，让船长把双锚抛下，同时让就位于右船尾的拖轮快车顶推船尾，让就位于右船头的拖轮快车吊拖船头，以期扭转船头的左转趋势。在船尾拖轮发出的强大转船力矩作用下，以及船首拖轮的协助下，大船船首终于改变了偏转方向，停止了左转，逐渐改为右转，离SCT2#泊位上的某外轮远去，从而为抢险赢得了时间，使大船化险为夷。。在淌航走完蛇口航道，绕，吃水年8月23日2100时，我引领某轮进港靠泊蛇口

港内操纵船舶，多数时候船舶本身具有前进或后退速度。根据前面的讨论，操船者只要找准船舶支点，掌握船舶的受力情况，合理用车，及时施舵，巧妙地掌握拖轮的节奏和方向，就一定能够得心应手，挥洒自如地操纵船舶达到操船目的。操船者要克服思维定式的影响，避免“头痛医头，脚痛医脚”，即船首偏则顶拖船首，船尾偏则顶拖船尾。要让每一个口令建立在科学的分析之上，做到及时、准确、有效，从而平稳、快捷、安全地达到操船目的。