日照港超大型船舶主机失控的预防举措

田峰

（日照港引航站 山东 日照 276826）

日照港超大型船舶主机失控的预防举措

田峰

（日照港引航站 山东 日照 276826）

近年来船舶尺寸及吨位的大型化已呈现常态化发展趋势，超大型船舶操纵性能的改变，对船舶的引航工作提出了新的挑战。本文就超大型船舶主机失控预防及对策进行探讨。

超大型船舶；主机失控；预防；对策

日照港位于山东半岛以南，港阔水深，不冻不淤，是我国重要的对外开放口岸，也是我国的深水大港之一。2003年1月开工建设矿石码头，矿石码头位于东港区的南段，岸线总长772米。工程第一阶段建设25万吨级和35万吨级泊位各一个，设计水深分别为-20.5米和-24.5米，可停靠35万吨级以下的超大型船舶。目前，日照港的超大型船舶多数靠泊于石臼港区东10#和东11#泊位，两个泊位建成投产以来，累计靠泊超大型船舶5000余艘次，但是在引航过程中，也发生了多起船舶主机失控情况，虽然通过应急处理化险为夷，但也应引起足够重视。

一、日照港矿石码头概况

1.航道情况

总长度：7746米，其中101#/102#～111#/112#长度为6000米，走向为297°/117°；111#/112#～113#/114#长度为890米，走向为306°/126°；113#/114#～115#长度为852米，走向为337°/157°；115#-11#泊位之间长度为345米，走向为011°/191°，航道水深：18米。

2.泊位情况

（1）东10#泊位：泊位长度：380米，泊位水深：-20.5米，泊位宽度：120米，港池水深：18米，泊位走向：011°/191°。（2）东11#泊位：泊位长度：392米，泊位水深：-20.5米，泊位宽度：120米，港池水深：-18米，泊位走向：011°/191°。

图1 日照港30万吨级散货泊位

二、超大型船舶操纵特点及失控预防举措

1.超大型船舶的操纵特点

（1）质量大惯性大。超大型船在满载时即使低速航行，仍具有很大的动量，因此靠泊时要严格控制靠泊速度和靠泊角度，靠泊速度应控制在5cm/s以下，靠泊角度应小，最好平行靠泊。（2）制动效果差。单位排水量的主机功率远比一般船舶低，因而启动、制动、控制船舶的能力远比一般船舶差，停车冲程较一般船舶大得多，耗时也比较长。（3）船型肥大粗短。方型系数多高于0.8，K值和T值均较大，也就是说船舶具有良好的旋回性，但航向稳定性和追随性差。（4）船舶尺度大。浅水效应和岸壁效应均较突出，淌航中丧失舵效的时刻出现得较早，港内航行时要经常用微进车来保持舵效，尤其在满载时舵来得较慢，其惰性显露无疑，因此要早用舵早回舵，用大舵角。（5）受流明显。由于吃水大，水线下受流面积大受流的影响大，航道上航行时应充分估计流的影响。（6）超大型船倒车时其船首偏转方向具有不确定性。一般右旋浆船在倒车时受沉深横向力的作用，应表现为船首向右偏转，但满载超大型船则不一定右偏，他有朝着初始旋转方向继续偏转的特性，这可能是由于浅水效应、岸壁效应、流水等综合影响的结果。

2.超大型船舶的失控原因

日照港矿石码头由于自然条件限制，船舶淌航距离相对不足，从进入港池至东9#泊位南段约有800米的深水区域可利用。船舶进入防波堤后，又有几个转向点，大船不能过早停车，尤其是船舶舵效不好获转向时机不合适导致船位不理想时，更不能停车淌航，甚至要短暂加车来提高舵效，导致船速不能得到有效控制，此时若主机失控导致倒车不来，极易出现危险情况。

（1）一些超期营运、设备破旧、本该淘汰的老龄船舶船公司出于经济利益的考虑，延期运营，船舶安全性存在问题。（2）船公司疏于安全管理，安全投入不足，船舶动力设备和应急设备系统失养失修情况严重，使船舶动力设备和应急设备存在缺陷。（3）由于通航密度的增加，以及复杂航区段通航环境的不利因素，经常需要频繁换向操作主机，使压缩空气瓶中的气压过低，从而使主机无法启动。（4）船员对船舶动力设备和应急设备的没有及时维修、养护，对设备的使用和操作不熟练。

3.预防举措

（1）在引航过程中必须随时做好应对突发状况的准备工作，尤其是在通航环境复杂、船舶老旧等情况下，要备有应急预案，提前考虑到可能发生的情况。引航员从接到任务开始，就要根据被引船的资料、联系情况、船容船貌等情况及时调查、掌握船员情况、保养情况，了解船舶设备的可靠性。

（2）与船长进行全面具体的信息交流，充分了解船舶性能及操纵特性，充分关注船舶资料，尤其是主机马力、空气压力等细节，一些船长可能出于保护船东利益的角度，隐瞒设备存在的缺陷，对此有必要提前实地考察船舶及设备状况，做到心中有数。

（3）备好双锚，尽早带好拖轮，引航员处于应急状态，充分做好准备，以便及时利用拖轮协助减速。

（4）船舶靠泊过程中应留有余地，尽早控制进港速度，减少用车次数。

（5）按《国际海上避碰规则》规定显示号灯、号型；加强了望并使用VFH发布通告，提醒来往船舶注意安全。

三、超大型船舶主机失控时的应急对策

1.超大型船舶靠泊拖轮配置。超大型船舶进靠日照港矿石码头过程中，绝大多数主机失控都发生在船舶进入港池进行倒车控速时，此时如果主机失控，倒不出车来，在处置不当的情况下船舶将面临搁浅的危险。超大型船舶一旦失控，主要依靠拖轮来制动，此时拖轮的重要性就尤为凸显。由于此泊位水域受限，淌航距离相对不足，通常情况下需5艘拖轮协助，配置情况如图2所示。

图2 超大型船舶配置拖轮的分布情况

2.船舶发生失控时，首先要沉着冷静，立刻查看原因，检查船位、航速、航向以及辅助拖轮位置，充分了解船舶性能、可航水域、天气海况（如强风、涌浪）对拖轮效能发挥的影响以及周围船舶动态，及时作出准确判断、把控局面。综合考虑后采取最适合的应急措施，在得到船长许可的情况下，一旦做出决定要果断实施，切忌犹豫不决。

3.及时请求引航值班室以及交管中心协助。在紧急情况下，引航员的首要任务是掌握情况并采取措施，及时联系引航值班室和交管中心协助解决，可以使引航员专注于应急操作，降低事故发生的概率。

4.要求船长尽量与机舱保持联系，问明原因，并询问主机恢复正常的时间范围，同时向引航站和海事部门汇报，等候进一步指示。

四、拖轮制动时间和距离计算

船体所受水阻力与相对流速的平方成正比，大型船舶低速时所受水阻力明显减小，水阻力对船产生的加速度也会变的很小，超大型船舶速度衰减很慢，这样用拖轮制动会起到较好的降速效果。假设拖轮的倒车拉力为，而船速是直线下降的，则船舶动能都消耗于拖轮向后的拉力做功：

式中：（m+mX）为船舶和5艘拖轮总的质量和附加质量（t）；v1为使用拖轮制动时船舶初始速度（m/s）；v2为拖轮制动一段时间后的船舶速度（m/s）；TP为拖轮的倒车拉力（t）；tS为拖轮制动时间（s）；K为船舶虚质量系数，取1.07；g为重力加速度。

船舶淌航动量与拖轮倒车冲量相等，即

（3）（m+mX）（v1-v2）＝TPS

以20万吨级和30万吨级散货船为例，计算在5艘拖轮（5000hp）全速制动下船舶最大初始速度、制动距离和制动时间。

ZP拖轮倒车拉力基本是进车推力的90%-95%、拖轮在作业过程中不可能发挥额定功率值、实际拖轮拖力或拉力约为额定功率的85%。该类型拖轮每100马力提供的推力约为1t（来源于操纵课本），则5000匹马力拖轮进车推力和倒车的拉力分别为：

（5000÷100）×1×0.85=42.5t

（5000÷100）×1×90%×0.85=38.25t

图2所示的5艘拖轮配置起全速制动时总拖力为：42.5t+38.25t+3×38.25×0.707=161.88t

1.20万吨级散货船制动初始速度与制动时间的计算

本文以靠泊日照港东10#30万吨级泊位为例，一般靠泊该泊位减速距离约500米，考虑从主机失控到拖轮全部到位并发挥作用还需要一段时间，因此拖轮实际制动距离约为400米左右。20万吨级散货船，由5艘拖轮全速制动，在400米前进距离上使船速从v降至0时，制动距离计算过程为：

计算可得，v=2.2m/s

制动时间为：

2.30万吨级散货船制动时的初始速度与制动时间

30万吨级散货船，由5艘拖轮全速制动，在400米前进距离上使船速从vm/s将至0时，制动距离计算过程为，

计算可得，v=1.83m/s

制动时间为：

综上所述，初始速度4.4kn的20万吨级散货船在5艘5000hp拖轮全速制动下能在400米内使船基本停住；初始速度3.7kn的30万吨级散货船在5艘5000hp拖轮全速制动下也可在400米内完全停住。

责任编辑：张 明