基于SOLAS公約與實船配置的應急舵解讀*

劉曉豐 肖仲明 李 閃

一、引言

舵設備是船舶保持和改變航向及旋回運動的設備，是重要的船舶航行安全設備之一[1]。以育鵬輪為例，一旦舵設備出現(xiàn)故障，按照船舶安全管理體系文件的應急計劃，應進行應急操舵，并使用應急舵。但該輪體系文件的應急計劃中只有一句“使用應急舵”，沒有說明如何啟用，駕駛員只能憑借自己的專業(yè)知識來操作。SOLAS公約和國內(nèi)《鋼質海船入級規(guī)范》都未涉及應急舵這一概念，只提及輔助操舵裝置和應急操舵。正是因為相關專業(yè)教材和文獻均未對應急舵進行詳細準確的闡述，故駕引人員對其有幾種不同的理解：有人認為本船設有主操舵裝置和輔助操舵裝置，其中輔助操舵裝置就是應急舵；有人認為自動操舵儀的手柄操舵是應急舵的一種；有人認為船舶的應急操舵就是應急舵。[2-6]本文結合SOLAS公約對舵設備的相關要求和實船的舵設備組成，較為詳細地對船舶應急舵進行解讀。

二、舵設備組成

舵設備由舵裝置、操舵裝置、操舵裝置控制系統(tǒng)及其他附屬裝置組成。其中，操舵裝置由使舵葉轉動的動力設備和轉舵機構組成，其作用是把舵機的動力傳到舵柄，由舵柄驅動舵桿進而使舵裝置（舵葉）轉動，操舵裝置位于船舶舵機室。嚴格意義上，舵機是指舵轉動的動力設備，如電動液壓舵機是指電動機及其驅動的液壓泵和輔助設備，但在航海實踐中操舵裝置簡稱為舵機[3]。操舵裝置控制系統(tǒng)是指將舵令由駕駛室傳到操舵裝置動力設備的設備。以當今海船廣泛采用的設備類型為研究對象，其中操舵裝置是電動液壓的，操舵裝置控制系統(tǒng)是電力控制的。

三、SOLAS公約相關要求

本文以干貨船為研究對象，故對液貨船的操舵裝置和操舵裝置控制系統(tǒng)方面的SOLAS公約相關內(nèi)容未涉及。操舵裝置和操舵裝置控制系統(tǒng)的配置要求在SOLAS公約中的第2-1章《構造-結構、分艙與穩(wěn)性、機電設備》有詳細的規(guī)定。

（一）對操舵裝置的相關要求

第3條2款 主操舵裝置是指在正常情況下為操縱船舶而使舵產(chǎn)生動作所必需的機械、轉舵機構、操舵裝置動力設備和其附屬設備以及向舵桿施加轉矩的裝置。

第3條4款 輔助操舵裝置是指在主操舵裝置失效時操縱船舶所必需的設備，其不屬于主操舵裝置的任何部分，但可共用其中的舵柄、舵扇和舵桿或作同樣用途的部件。

第29條1款 每艘船舶應設有一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置。該主操舵裝置和輔助操舵裝置的布置應滿足其中一套發(fā)生故障時不致引起另一套失效。

第29條3款 主操舵裝置和舵桿應：

.2 能在船舶處于最深航海吃水并以最大營運航速前進時將舵自一舷35度轉至另一舷35度以及于相同條件下在不超過28秒內(nèi)將舵自任一舷35度轉至另一舷30度；

.3 為滿足上款的要求，當舵柄處的舵桿直徑（不包括冰區(qū)加強）大于120毫米時，該操舵裝置應為動力操作。

第29條4款 輔助操舵裝置應：

.1 具有足夠強度和足以在可航行的速度下操縱船舶，并能在緊急情況下迅速投入工作；

.2 能在船舶處于最深航海吃水并以最大營運前進航速的一半或7節(jié)（取大者）前進時，在不超過60秒內(nèi)將舵自一舷15度轉至另一舷15度；

.3 動力操縱，以必要時滿足本條4.2的要求，以及滿足任何情況下主管機關對舵柄處的舵桿直徑大于230毫米（不包括冰區(qū)加強）的要求。

第29條6.1款 如主操舵裝置具有2臺或2臺以上相同的動力設備，則在下列條件下可不設置輔助操舵裝置：

.1 對于客船，當任一臺動力設備不工作時，主操舵裝置仍能按本條3.2進行操舵；

.2 對于貨船，當所有動力設備都工作時，主操舵裝置能按本條3.2進行操舵；

.3 主操舵裝置應布置成當其管系或一臺動力設備發(fā)生單項故障時，此缺陷能被隔離，使操舵能力能夠保持或迅速恢復。

（二）對操舵裝置控制系統(tǒng)的相關要求

第29條7款 應按下列要求布置操舵裝置的控制系統(tǒng)：

.1 對于主操舵裝置，應在駕駛室和舵機室兩處都設有控制器。

.2 當主操舵裝置具有2臺或2臺以上相同的動力設備時，應設置兩套獨立的控制系統(tǒng)，且每套系統(tǒng)均應能在駕駛室控制。但這并不要求設雙套操舵手輪或手柄。

.3 能從駕駛室操作的主、輔助操舵裝置的控制系統(tǒng)應符合下列要求：在舵機室應設有能將駕駛室操縱的任何控制系統(tǒng)從正在運轉的操舵裝置上斷開的設施；此控制系統(tǒng)應能在駕駛室某一位置被投入工作。

（三）對舵設備的動力供應的相關要求

第29條14款 如果要求舵柄處舵桿直徑超過230毫米（不包括冰區(qū)加強），應設有一個由應急電源或舵機室內(nèi)的一個獨立動力源在45秒內(nèi)自動供電的替代動力源。

第30條2款 由一臺或幾臺動力設備組成的每一電動或電動液壓操舵裝置至少應由兩個自主配電板直接供電的專用電路供電；但是，其中之一可以由應急配電板供電。

四、應急舵的解讀

從在線漢語辭海中查到“應急”的釋義是“應付急需；應付緊急情況”，從字面上理解應急舵是指一個或一套應對緊急情況投入使用的硬件設備，但是指舵設備的舵裝置、操舵裝置、操舵裝置控制系統(tǒng)中的哪一個呢？結合公約內(nèi)容和實船舵設備配置發(fā)現(xiàn)，無論從字面上還是內(nèi)涵上，應急舵都應是指應急操舵裝置，其是船舶主操舵裝置的替代裝置，下面進行詳細解讀。

（一）若船舶設輔助操舵裝置，則其就是應急舵

（1）若船舶設有一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置，結合公約第2-1章3條4款、29條1款和4款，則輔助操舵裝置就是應急操舵裝置[7]，簡稱為應急舵。操舵裝置按常見的動力類型可分為電動操舵裝置和電動液壓操舵裝置。其中電動操舵裝置的工作原理是電動機驅動蝸桿帶動舵扇，舵扇帶動舵柄轉動，最后由舵柄轉動舵桿；而電動液壓操舵裝置的工作原理是電動機使液壓泵工作產(chǎn)生動力，由液壓油的動力驅動相應的轉舵機構（動葉或柱塞）工作，由轉舵機構帶動舵柄轉動，最后由舵柄轉動舵桿。輔助操舵裝置的定義中提到“可共用其中的舵柄、舵扇和舵桿或作同樣用途的部件”，其中電動液壓操舵裝置中的動葉或柱塞和電動操舵裝置中的舵扇是同樣用途的部件，也就是說輔助操舵裝置和主操舵裝置可以共用轉舵機構。由第2-1章29條3款和4款可知，主操舵裝置和輔助操舵裝置的區(qū)別主要是在動力設備的性能要求上。具體來說，船舶設一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置時，兩套操舵裝置共用一套轉舵機構和各自一臺動力設備，只是輔助操舵裝置對應的動力設備的性能比主操舵裝置的動力設備要求要低；如果舵柄處舵桿直徑不大于230毫米，輔助操舵裝置對應的動力設備還可以是人力的。

（2）一般海船上只設一套主操舵裝置并配有兩臺或兩臺以上相同的動力設備，而不設輔助操舵裝置，也就是第2-1章29條6.1款代替29條1款。這樣的主操舵裝置不僅有利于提高船舶操縱性能，而且便于設備的維護保養(yǎng)。圖1為大連海事大學教學實習船育鵬輪的羅爾斯-羅伊斯轉葉式液壓舵機。結合該輪的中國船級社入級證書（表1為育鵬輪中國船級社入級證書的操舵裝置部分）可知，育鵬輪設一套主操舵裝置及兩臺相同的操舵裝置動力設備（圖1中的動力單元就是液壓泵），而未設輔助操舵裝置。這兩臺操舵裝置動力設備可以同時工作，也可單獨工作，如其中一臺動力設備失效，可以將有故障的設備隔離，讓另一臺操舵裝置動力設備投入使用，從而保證操舵正常。

圖1 育鵬輪轉葉式液壓舵機

表1 育鵬輪中國船級社入級證書的操舵裝置部分

當船舶主操舵裝置設兩臺相同的動力設備而未設輔助操舵裝置，這種情況下兩臺動力設備即兩個液壓泵并無主次之分。這兩臺動力設備與主配電板相連，并且其中一臺還與應急配電板相連。航海實踐上，大洋航行時，船舶只啟動電動液壓舵機的一個液壓泵，并定期交替使用兩個液壓泵；船舶進出港航行時，將電動液壓舵機的兩個液壓泵同時開啟，使兩個液壓泵互為備用。在平時，主操舵裝置的兩臺動力設備是交替或同時使用，故即使其中一臺動力設備連接應急配電板，稱之為應急舵也是不妥的。總之，主操舵裝置設有兩臺或兩臺以上相同動力設備時，動力設備互為備用，也就沒有應急舵之稱；發(fā)生緊急情況時，應采取應急操舵程序。至于應急操舵則是另一個概念，后面詳細闡述。

（二）自動操舵儀中的手柄操舵不是應急舵,只是一種操舵方式

前面已經(jīng)說明，目前海船主要設一套主操舵裝置配兩臺或兩臺以上相同的動力設備。根據(jù)第2-1章29條7.2款，應設兩套能從駕駛臺控制的操舵裝置控制系統(tǒng)。一般來說，每艘船舶會配備一臺自動操舵儀。圖2為YOKOGAWA PT900自動操舵儀的系統(tǒng)框圖，從中可以看出一臺自動操舵儀設兩套從駕駛室到舵機室的操舵裝置控制系統(tǒng)，每套控制系統(tǒng)都設有三種不同的操舵方式，即隨動操舵、自動操舵和手柄操舵。下面分別介紹這三種操舵方式的工作原理：

圖2 YOKOGAWA PT900自動操舵儀系統(tǒng)框圖

（1）隨動操舵（FU），俗稱人工操舵，由舵工根據(jù)舵令操舵，轉動舵輪，舵葉隨之轉動，當舵葉轉至所操舵角時停止。圖3[4]為隨動操舵原理示意圖。

圖3 隨動操舵原理示意圖

（2）自動操舵（AUTO），根據(jù)陀螺羅經(jīng)送來的船舶實際航向與設定航向信號的偏差，自動糾正偏航，可以使船較準確地長時間保持在設定的航向上。圖4為自動操舵原理示意圖。

圖4 自動操舵原理示意圖

（3）手柄操舵（NFU），也稱為直接操舵或非隨動操舵。其缺點是無舵角反饋，需要人工在舵角到達所要舵令的舵角時，及時松開手柄。圖5[4]為手柄操舵原理示意圖。

圖5 手柄操舵原理示意圖

從圖6可以看出，手柄操舵增加舵角反饋就是隨動操舵，隨動操舵再增加航向反饋就是自動操舵。一臺自動操舵儀設兩套操舵裝置控制系統(tǒng)，并且每套系統(tǒng)都設隨動操舵、自動操舵和手柄操舵三種操舵方式。航海實踐上，駕駛員會交替使用兩套控制系統(tǒng)。手柄操舵和隨動操舵不是獨立的兩套系統(tǒng)，只是兩種不同的操舵方式，故手柄操舵不是應急舵的一種。兩套操舵裝置控制系統(tǒng)（NO.1&NO.2）是相同的系統(tǒng)，二者互為備用。當隨動操舵失靈時，可以轉換手柄操舵，稱之為應急操舵。

圖6 操舵裝置控制系統(tǒng)與操舵模式

若船舶設一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置，且舵柄處舵桿直徑大于230毫米，根據(jù)第2-1章29條4.2款和7.2款，主、輔操舵裝置都應可以從駕駛室控制。船舶平時使用主操舵裝置及其控制系統(tǒng)，只有緊急情況時輔助操舵裝置及其駕駛臺控制系統(tǒng)才投入使用。因輔助操舵裝置是應急舵，所以其在駕駛臺的控制系統(tǒng)也可稱為應急舵。

（三）應急操舵是一個操舵程序，不是應急舵

SOLAS公約第5章26條4款規(guī)定，應至少每三個月進行一次應急操舵演習，以練習應急操舵程序。應急操舵程序應包括在舵機室的直接控制、與駕駛室的通信程序以及（如適用）轉換動力供應的操作。應急操舵和應急舵雖然只差了一個字，但在內(nèi)涵上是有區(qū)別的。應急操舵多的一個字是強調(diào)一個動作或程序，而應急舵是指緊急情況發(fā)生時替代的裝置。根據(jù)公約，應急操舵應至少包括三個方面，但為弄清應急操舵與應急舵的關系，本文只詳細闡述應急操舵程序中關于在舵機室的直接控制這部分內(nèi)容。

（1）如果船舶設一套主操舵裝置配兩臺或兩臺以上相同的動力設備，并且一臺自動操舵儀設兩套操舵裝置控制系統(tǒng)，此時應急操舵中在舵機室的直接控制是指操舵控制從駕駛室轉到舵機室，將圖7中的舵機控制箱的選擇開關由1轉到3，然后選擇舵機控制箱上的按鈕進行直接操舵；如果舵機控制箱按鈕失靈，可以控制主操舵裝置上的電磁閥（圖8為液壓舵機的電磁閥）來進行操舵，一臺操舵裝置動力設備對應一個電磁閥。無論是自動舵操舵儀的隨動操舵、自動舵和手柄操舵，還是舵機室的直接操舵，其實都是控制操舵裝置上的電磁閥。所以說，對于未設輔助操舵裝置的船舶，應急操舵只是一個應急操舵程序，而不是應急舵。

圖7 舵機控制箱的選擇開關

圖8 液壓舵機的電磁閥

（2）若船舶設輔助操舵裝置且舵柄處舵桿直徑大于230毫米，則應急操舵程序中的舵機室直接控制應包括主操舵裝置的舵機室直接控制和輔助操舵裝置的舵機室直接控制；另外，其程序還應包括從駕駛臺對輔助操舵裝置的控制。若船舶設輔助操舵裝置且舵柄處舵桿直徑不大于230毫米，應急操舵程序應包括主操舵裝置的舵機室直接控制和輔助操舵裝置的舵機室直接控制。

五、總結

綜上所述，結合SOLAS公約相關規(guī)定和實船舵設備分析得出以下結論：

（1）若船舶設置一套主操舵裝置配兩臺或兩臺以上的動力設備時，船舶沒有應急舵，發(fā)生緊急情況時按應急操舵程序執(zhí)行；若船舶設置一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置，可將輔助操舵裝置稱為應急舵。

（2）自動操舵儀上的手柄操舵是一種操舵方式，不是應急舵，但可稱其為應急操舵。

（3）應急操舵不是應急舵，是SOLAS公約關于正常操舵發(fā)生故障后而采取的一種應急程序。

基于以上結論，描述舵設備的應急設備或應急措施時，應使用“應急操舵”一詞或“輔助操舵裝置”一詞，避免使用“應急舵”一詞，以免造成混淆。根據(jù)育鵬輪的實船設備，其安全管理體系文件應急計劃中的“使用應急舵”應改為“執(zhí)行應急操舵”。正確理解輔助操舵裝置、手柄操舵和應急操舵的含義，駕引人員才能避免機械盲目地采取應急行動，從而有的放矢地執(zhí)行應急操舵程序，更為有效地保證船舶航行安全。