拖轮傍靠位置对船舶操纵的影响李超 ９
拖轮傍靠位置对船舶操纵的影响
李
（天津海运职业学院 超
天津市３００３５０）
摘要：随着海运事业的发展，拖轮旁拖的作业方式被广泛地运用。文章就拖轮傍靠位置
对船舶操纵的影响进行了简要的分析。
关键词：拖轮傍靠拖带位置操纵
０引言 海上拖带主要有吊拖与旁拖两种形式。吊拖方
式中拖轮仅通过一根长拖缆拖带被拖船舶，不能很
好地控制被拖船的运动，因此一般只适用于宽阔海 面上的拖带。旁拖时拖轮在被拖船舷侧施力，能较
好地控制被拖船的运动，因而在港口、河道等狭窄水
域以及海洋工程作业中被广泛的应用。特别是随着
地方海运事业的发展，拖轮拖驳已成为一种重要的 运输方式，旁拖作业方式被大量使用，因此研究旁拖
作业的特点很有意义。 旁拖作业时，拖轮的动力通过拖轮与被拖船之
间系带的缆绳传递被拖船，而且其施力点位置在船
舶舷侧，这些都不同于普通船舶的正常操纵，再加上
拖轮的功率与被拖船的尺度不一定匹配合适，常出 现小马拉大车的现象，就使得旁拖操纵较为困难。 下面以旁拖驳船为例，对旁拖时的操纵特点进行浅
显的探讨。 １ 拖轮及驳船公共重心位置的确定
在拖轮旁拖操纵中，拖轮及驳船的公共重心的
位置对操纵的影响是很大的，为此，这里先将它的位 置确定出来。
拖轮和驳船傍靠在一起，带紧各缆绳，两船形成
一个整体，此时可求出两船公共重心如下：
如图１，设驳船船宽Ｂ ，排水量Ｄ ，重心Ｇ，在
驳船艏艉面上。距驳船船艉距离ｘ。 ，拖轮船宽Ｂ ， 排水量Ｄ：，重心Ｇ ，在拖轮艏艉面上。距拖轮船艉
距离ｘ∞，两船公共重心Ｇ。
根据力学理论，公共重心Ｇ在两个船重心Ｇ 、
收稿日期：２０１３—１０—１８ 作者简介：李超（１９８７一），男，天津人，助教，主要研究方 向，航海教育。 Ｇ２的连线上，且有： ＧｉＧ：一９２： Ｘ１： ，设两船艉部纵向距离为Ｄ Ｇ １ ’ 网
ｄ，艏艉面距离 ，我们可以将两船公共重心
1 大风浪对船舶航行安全的影响
风浪对船舶安全的影响
一、大风浪对航行安全的影响
船舶进入大风浪区域航行时，船舶将出现较剧烈的摇荡运动、降速、航向不稳定，以及由此引发的其他操纵方面的困难，甚至出现难以预料的危险。主要有以下几个方面：
1、大风带来的涌浪会增加船舶的航行阻力，降低航速，使船舶产生剧烈摇摆。顶浪航行时，由于缩短了涌浪与船舶的撞击周期，使涌浪的碰撞次数增多，撞击程度加剧，增大了对船体的危害。船长小于涌浪波长时，剧烈的纵摇会使螺旋桨露出水面空转，使船舶尾部受到强烈震动，有时会造成浆叶脱落、尾轴断裂，甚至尾壳破裂进水；船长与涌浪波长相近时，船舶有可能同时受到一个或两个波峰的作用，发生中拱或中垂现象，使船体结构变形，受到严重损伤，甚至船体断裂。顺浪航行时，如果船速低于波速而船舶又位于波谷中，则涌浪会冲击、淹没船尾，螺旋桨和尾轴会受到损害；如果船速与波速相近而船舶又位于涌浪前部斜面或波谷中，船舶易发生偏转，使船体横对风浪，而造成船体倾斜，甲板大量上浪，对航行安全极为不利。
2、垂直于涌浪传播方向航行时，产生的横摇在船舶尚未恢复正常状态时，接着袭来的巨浪会加剧船体的倾斜，会使救生艇、救生筏、救生圈、锚及其它甲板易动物，发生绑扎松动、脱开，严重时会倒落海中；货舱内货物移动，加重船舶倾斜；如果自由液面影响加大会使其稳性（GM）值下降，严重时可导致船舶倾覆的危险。
3、由于波涛的阻力使船舶的主机工作超负荷而降速，机电设备负荷大，航海仪器、通讯设备及其它设备有可能受到损坏和出现不正常状况。船舶在大风浪中航行，左右摇晃常达单舷二十多度甚至三十多度，前后颠簸剧烈，机电设备负荷大，特别在压载航行时，船舶吃水小，容易飞车，易发生故障。不仅给船舶操纵带来困难，严重时船舶发主机失控状况，导致船舶发生碰撞、搁浅、触礁。
4、甲板上浪严重，加上长期浪击的剧烈震荡，甲板机械，如锚机、绞缆机、起货机等受甲板上浪的冲击力易受损；甲板上未加固好的设备会被浪冲走，有些水密道门盖被打坏，船舶局部进水。在寒冷的海区，甲板上裸露的油水管系易冻裂，压载水管系、压载水舱易结冰，排放水困难；甲板上浪结冰积雪，增加船舶的载重，对重载船的稳定性产生不利影响。
引航研究
效应对船舶操纵的影响
曾亚军
倒车效应产生的原因
当船舶无论是在前进中还是在静止状态使用倒车时，在
船尾一些横向力的作用下，会使船头或左或右偏转，这种现
象便是倒车效应。我们在实际操船过程中会经常遇到这种情 况。
对于右旋固定螺旋桨单桨船而言（ＦＰＰ），当船舶倒车
时，螺旋桨会产生二个主要的横向力即沉深横向力和排出流
横向力。这两个横向力都是推尾向左，而使船头向右偏转。而 左旋车的船舶则相反，倒车时这两个横向力推尾向右，而使
船头向左偏转。对于可变螺距螺旋桨单桨船来说（ＣＰＰ），为
了使其在倒车过程中与右旋固定螺旋桨单桨船有相同的致
偏作用，大多采用左旋式。因此，从理论上讲，右旋ＦＰＰ单车
和ＣＰＰ船舶在使用倒车时，船首都是向右偏转的。也有少数
倒车时船首向左偏转的ＣＰＰ船，比如巴拿马籍“铃海”轮，倒 车时明显左偏。
风对倒车效应的影响
根据对船舶在风中的偏转规律分析可知，船舶在后退
中，在一定的风速下（一般４级以上），空载船及其它一些受
风面积较大的船有一定的退速时，船尾会迎风偏转，这就是 “尾找风”现象。由于正横前来风时，风动力转船力矩和水动
力转船力矩一致，因此这种“尾找风”现象要比其它方向来风 更明显。就右旋ＦＰＰ来说，当船倒车后退时一方面船首向右
偏转，另一方面左舷来风时，船尾迎风而使船首也向右偏转，
所以两者重叠，使船首右偏转更明显。而右舷来风时，船尾迎 风而使船首向左，而倒车效应使船首向右，两者会抵消。因此 倒车效应和尾找风都会不明显，船首不会明显右偏，船尾也 不会明显迎风。由此可见，一定强度的风会给船舶的倒车效
应带来一定的影响。 对一些受风面积较大的空船来讲，风力达５级以上时对 倒车效应有明显的影响，基本符合船在风中的偏转规律。尤
其是在船右前方来风时，风力转船力矩使右旋ＦＰＰ船船尾
迎风而船首向左，其倒车效应使船首向右，两者的力量基本 抵消。因此在这种情况下船首偏转不明显甚至基本不偏转。
2.5大风浪中的船舶操纵
2.5.1恶劣天气下的船舶操纵及波浪概述
知识点1：恶劣天气下的船舶操纵
恶劣天气下的船舶操纵主要指大风浪中的船舶操纵。船舶在海上航行，不但受到风、流 的彫响，还受到波浪的影响。大的波浪不但影响船舶的运行效率，而且还危及人命和船舶的 安全。为避免船舶在大风浪中的危险情况，需要了解风浪的特性、风浪对船舶的影响以及风 浪中的操船。
知识点2：波浪概述
波浪是指水质点在重力以及表而张力作用下以其原有平衡位置为中心，在垂直方向上作 周期性轨圆运动的现彖，即波浪传送能量不传送质量。
波形是指位移对于质点坐标的曲线形状。它是在波的传播过程中，由波线上一系列质点 在某一时刻的位移的点所连接而成的曲线图形。
图2-2(“)给出了表示波形的空间坐标系，其坐标原点0位于静水时的水平而上，z为指 向上方垂直于该水平而的坐标轴，x为指向波浪传播方向的坐标轴。表示波形的时间历程的 坐标系。图2-2(b)给出了表示波形的时间历程的坐标系。
图2-2波形在空间的坐标
用于描述海浪的特征的物理量称为波浪要素，主要包括波髙、波周期、波长和波速等等。
1. 波峰、波谷、振幅与波高
波形最突起的地方或波而的最髙处称为“波峰”，波峰处的纵向位移为正向最大值。同 理，波形最凹下的地方或波而的最低处称为“波谷”，波谷处的纵向位移为反向最大值。振 幅是用来表示波浪强弱的物理量，它是指从静I匕水平面至波U金或波谷的距离，一般用符号⑺ 表不。
波髙指相邻波那或波谷间的垂直距离，一般用符号H表示，显然，波高等于2倍的振幅，
即 Ha 二 20。
2. 波浪周期
波浪完成一次波动所需要的时间或两个波峰(或波谷)相继通过一固左点所经历的时间， 称为''波浪周期”，简称“波周期”，一般用符号戌示。波浪的显著特点是周期性，即位 移、速度、加速度，经过一立时间之后又重复地回到原来的数值。根据简谐振动原理，有 T二 2曲3
其中，0为“角频率”，也称波浪频率。
