淺談小型船舶拖頭開(kāi)尾的離泊操縱技術(shù)

姚澤棉 深圳港引航站

王群朋 廣州航海學(xué)院

所謂小型船舶，目前行業(yè)內(nèi)通常定義為一萬(wàn)噸級(jí)及以下，僅使用一艘拖輪就可以協(xié)助進(jìn)行靠離泊的船舶。所以，在小型船舶離泊的過(guò)程中，為了科學(xué)有效的保障小型船舶離泊的安全，本文提出了拖頭開(kāi)尾的操縱技術(shù)。所謂拖頭開(kāi)尾，是指船舶在只有一艘拖輪協(xié)助離泊時(shí)，拖輪在離泊船的船中與船頭之間的位置帶纜并施加拖力，船舶在拖輪拖力及船頭纜繩的作用下，先拖開(kāi)船尾的離泊操作，簡(jiǎn)稱(chēng)之為拖頭開(kāi)尾。

通常情況下單艘拖輪協(xié)助離泊，拖輪在船頭帶纜，拖開(kāi)的是船頭，船尾離不開(kāi)碼頭，拖輪在船尾帶纜，拖開(kāi)的是船尾，船頭離不開(kāi)碼頭，但是針對(duì)一些小型船舶，駕引人員可以通過(guò)利用船頭纜繩的協(xié)助，做到拖輪在船頭帶纜并施加拖力，船尾先離開(kāi)碼頭一定距離的操縱，在船尾被拖開(kāi)足夠的安全距離后，解掉船頭的纜繩，船頭在拖輪拖力的作用下離開(kāi)碼頭，達(dá)到船頭船尾依次離開(kāi)碼頭，順利離泊的目的。

1.單拖離泊的關(guān)鍵要點(diǎn)

單艘拖輪協(xié)助離泊，只有一個(gè)外力的協(xié)助，要利用好這個(gè)外力達(dá)到順利離泊的目的，有以下兩個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)：

（1）拖輪帶纜位置的選擇。拖輪拖纜位置的選擇，是拖頭開(kāi)尾操作的關(guān)鍵要點(diǎn)之一，關(guān)系到是否能拖開(kāi)船尾，達(dá)到順利離泊目的。拖纜帶纜位置的選擇，主要掌握一個(gè)原則：拖輪的施力點(diǎn)與船頭的纜繩有足夠的距離。通常選擇在船頭艏樓后面的主甲板上，船舶重心之前，船舶噸位越大，拖纜的位置離船頭要越遠(yuǎn)。

（2）船頭纜繩的配合。船頭纜繩的配合，也是拖頭開(kāi)尾離泊操作的關(guān)鍵要點(diǎn)之一，配合不好，也很難保證離泊順利。其要點(diǎn)是：船舶單綁之后，船艏的艏纜和艏倒纜一定要挽牢，確定船頭纜繩不會(huì)因拖輪施加拖力而導(dǎo)致船頭纜繩往外松出，能將船頭相對(duì)固定。

2.操縱過(guò)程及受力分析

2.1 船舶的始初動(dòng)態(tài)

船舶離泊工作準(zhǔn)備就緒，拖輪在主甲板帶妥拖纜，船頭船尾可以單綁，收好解掉的所有纜繩后，船頭將艏纜和艏倒纜挽牢，船尾全部纜繩解掉，拖輪以最慢速度起拖。此時(shí)船舶的始初動(dòng)態(tài)是：如果船艏的艏纜和艏倒纜是緊繃狀態(tài)，在船尾解掉全部纜繩時(shí)，船艏會(huì)因纜繩的牽引攏靠碼頭，艏纜和艏倒纜隨之變成松弛狀態(tài)，如果纜繩處于松弛狀態(tài)，船艏多數(shù)不會(huì)因纜繩的牽引產(chǎn)生攏靠碼頭的情況。拖輪起拖后，船艏在拖力的作用下先離開(kāi)泊位向外擺動(dòng)，艏纜和艏倒纜逐漸受力而緩慢拉緊，船尾小幅度攏靠碼頭（如圖1（a））。

此時(shí)有一個(gè)微小的細(xì)節(jié)，建議操縱者留意，就在拖輪起拖后，船艏有了向外擺動(dòng)的慣性，在艏纜和艏倒纜沒(méi)有完全繃緊之前，最好讓拖輪停車(chē)，等待幾秒讓船艏隨著往外的慣性拉緊纜繩，當(dāng)船艏纜繩接近繃緊的時(shí)刻，指令拖輪繼續(xù)用最慢速度拖住船頭，不要讓船艏在艏纜和艏倒纜繃緊后收縮攏靠回碼頭。

船舶的初始動(dòng)態(tài)受力分析：船舶在拖輪起拖時(shí)，受拖力F的作用，船艏緩慢向外擺動(dòng)，在艏纜和艏倒纜還沒(méi)有受力時(shí)，船舶以重心G為轉(zhuǎn)心（轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)），以拖力作用點(diǎn)A與重心G的距離為力臂，產(chǎn)生船頭向外的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩N，此時(shí)船尾將向里攏靠碼頭。

2.2 船舶的開(kāi)尾動(dòng)態(tài)

當(dāng)船艏的纜繩受力以后，拖輪保持持續(xù)往外的拖力，船艏在拖輪和纜繩的共同作用下，相對(duì)固定，船舶的動(dòng)態(tài)將開(kāi)始轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)拖輪拖著拖頭，船尾將緩慢離開(kāi)泊位往外擺出，此時(shí)要觀察船艏纜繩的受力情況，可適當(dāng)增加拖力，但要注意避免拖力過(guò)大造成斷纜，保持這樣的離泊狀態(tài)，直到將船尾拖至離開(kāi)泊位一定距離（一個(gè)半船寬以上），出現(xiàn)一個(gè)足夠大的角度，確保滿(mǎn)足船尾有足夠的旋回水域（如圖1（b））。

船舶開(kāi)尾動(dòng)態(tài)的受力分析：當(dāng)船艏的艏纜和艏倒纜受力時(shí)，船舶在拖輪和纜繩的共同作用下，船艏相對(duì)固定，船舶的艏纜和艏倒纜的交叉點(diǎn)O，變成為船舶在拖力F作用下的轉(zhuǎn)心（轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)），OA為力臂，船舶具有拖開(kāi)船尾的力矩N，保持這一力矩N，便能順利將船尾拖開(kāi)。這是拖頭開(kāi)尾最關(guān)鍵的一步，操縱者必須確保船艏纜繩不外松，不斷纜，船艏相對(duì)固定為轉(zhuǎn)心，船尾便可按操作者的意圖順利離開(kāi)泊位一定距離。

2.3 船舶的離泊動(dòng)態(tài)

當(dāng)船尾離碼頭有了足夠的距離之后，指揮船頭拖輪停車(chē)，在拖輪停車(chē)之后，船艏繃緊的纜繩將會(huì)牽引船艏攏靠回碼頭，當(dāng)纜繩全部松弛，松出艏纜和艏倒纜，解清纜繩，操縱者便可指揮拖輪協(xié)助，操縱船舶進(jìn)入航道或者掉頭（如圖1（c））。

圖1 拖頭開(kāi)尾操作過(guò)程及受力分析示意圖

船舶離泊動(dòng)態(tài)受力分析：當(dāng)艏纜和艏倒纜解掉以后，在拖輪拖力F的作用下，再次以船舶的重心G為轉(zhuǎn)心（轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)），AG為力臂，船舶在轉(zhuǎn)動(dòng)力矩N的作用下，船頭轉(zhuǎn)動(dòng)向外，船尾再次向里攏靠碼頭，但此時(shí)船尾已經(jīng)有足夠的水域確保不會(huì)觸碰碼頭。

3.離泊操縱的注意事項(xiàng)

（1）通常DWT（最大載重噸）為1萬(wàn)噸級(jí)的船舶，使用拖輪的馬力估算為：10%DWT（hp），即約1000匹馬力，而目前港口小馬力的拖輪多數(shù)已經(jīng)被淘汰，現(xiàn)有拖輪馬力相對(duì)較大，對(duì)于1萬(wàn)噸級(jí)以下的小型船舶，拖輪的最大拖力超出很多，要特別注意拖輪有可能拖斷艏纜或艏倒纜，所以船艏最好留強(qiáng)度較大的艏纜和艏倒纜。

（2）當(dāng)拖輪的帶纜點(diǎn)離船頭較近，形成的力臂較短的情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩N不夠大，不可盲目加大拖力增加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩N，操縱者可視情況使用內(nèi)舷滿(mǎn)舵和短時(shí)進(jìn)車(chē)（通常叫點(diǎn)一點(diǎn)進(jìn)車(chē)）協(xié)助船尾離開(kāi)碼頭，但一定要注意艏倒纜的受力情況，避免斷纜。

（3）拖輪起拖之后，要留意船艏纜繩的受力情況，避免產(chǎn)生頓力造成斷纜。

（4）在有流港口，要考慮水動(dòng)力的影響，利用好水動(dòng)力這一有利因素，離泊操作會(huì)更加輕松。

（5）如果拖輪在主甲板前面的纜樁帶纜形成的從船頭至帶纜點(diǎn)的力臂，不如在主甲板后面帶纜形成的從帶纜點(diǎn)至船尾的力臂長(zhǎng)，操作者可應(yīng)用以上的原理靈活改變?yōu)椤巴衔查_(kāi)頭”，即拖著船尾而船頭先離開(kāi)的操作，離泊效果一樣，但要注意船尾解纜以后纜繩會(huì)影響螺旋槳，要盡快收起纜繩，保證船尾清爽便于隨時(shí)動(dòng)車(chē)。

4.結(jié)束語(yǔ)

船舶在港口的有限水域，因其慣性大在低速情況下不易控制，需要拖輪作為輔助動(dòng)力協(xié)助操縱，即使是小型船舶，拖輪的協(xié)助也是安全的主要保障，但對(duì)于小型船舶，除了考慮安全因素，更加注重經(jīng)濟(jì)因素，所以多數(shù)只使用單艘拖輪協(xié)助作業(yè)。在單艘拖輪協(xié)助離泊的情況下，操縱者可以有針對(duì)性地選擇拖輪的帶纜位置，通過(guò)利用纜繩的協(xié)助，調(diào)整船舶離泊過(guò)程的轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)，從而產(chǎn)生有利的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，達(dá)到安全離泊的目的。