中小型雙槳船舶利用螺旋槳致偏效應順流靠泊探討

◎ 連文正 交通運輸部南海航海保障中心廣州海事測繪中心

曾 毅 廣州港股份有限公司拖輪分公司

船舶靠泊操縱時，由于低速行駛，船舶受風流影響較大且泊位附近可供操縱水域十分有限，給船舶的安全操縱帶來挑戰，對操船者在技術知識和實踐經驗上有更高的要求。在有流港船舶靠泊一般都是遵循頂流靠泊的原則，不考慮其他因素的影響，在流向切線上，頂流時靠泊余速=船舶余速-流速，順流時，靠泊余速=船舶余速+流速，可見順流時靠泊余速較大，同時順流時的舵效更差，而且為了配合入泊時操舵有舵效往往還需進車配合，這樣順流靠泊的風險更大，操縱更困難，所以順流靠泊應該是操船者的兵家大忌。但是在某些港口，由于一些特殊的原因無法進行頂流靠泊，如碼頭水域受限，或者作業要求。本文將重點討論中小型雙槳船利用螺旋槳致偏效應自力順流靠泊的操縱。

以圖1船舶平面坐標系統的運動動態參數說明:α表示航向角,0。從北方開始順時針角度為0°∽360°，β1、β2表示左右舷的操舵舵角，以右舵表示正。U表示前進速度；v為橫漂速度；r表示首搖角速度，取北方開始順時針角度表示正；V表示船舶速度。

大地坐標系和船面坐標系系統運動學組合分析：

圖1 船舶平面坐標系統

式（1.1）中：xGO，yGO大地坐標系下船舶重心坐標。船面坐標系系統式（1.2）XO，YO，NO大地坐標系下船舶受的外力及外力矩；重心坐標。X，Y，N表示船面坐標系系統下船舶受的外力及外力矩。

圖2 中小型雙槳船舶

中小型雙槳船舶操作性能比較好。駕駛員根據外界的環境操縱雙機雙槳進車或者倒車以產生一定的推力,或者一進一倒實現反車操作,可產生轉船力矩,使船舶旋回,有利于船舶在狹水道或者碼頭靠泊操縱;船舶航行時,為了抵消外界的風、浪和流影響,對兩車操不同的轉速,來獲得左右兩車不等的力,進而可通過推力的差產生轉船力矩,此力矩來抵御風、浪和流力矩對船舶影響。是在不增加阻力而操縱船,具有減油耗,提航速經濟又環保的優點。同時,此操作可以舵槳正舵時,具有降低舵機耗損,延長舵機的使用期限,具有增加航行安全性和減少舵機修理期經濟效益。

順流靠泊的主旨就是合理利用逆向思維，把船尾當作船頭倒車，這樣就變成船尾頂流靠泊了。在無拖輪協助的情況下，雙車船利用螺旋槳致偏效應來擺動船尾。雙螺旋槳船的兩個推進器推力大小可分別控制，對于雙槳船而言為了抵消正車前航時的致偏作用兩個槳的旋轉方向總是相反的，固定螺距螺旋槳雙車船多采用外旋式如圖3所示。單槳船各種螺旋槳橫向力產生的條件及作用規律如表1所示。這樣我們可以充分發揮螺旋槳的致偏效應來調整船尾的靠泊角度，通俗的說就是從船尾向船首看倒右車時推尾向左，倒左車時推尾向右。

表1

圖3 右旋固定螺距螺旋槳（FPP）圖

（1）航行至抵泊區時，減速到達A 船左側時把船停住，以A 船左舷為邊界把抵泊橫距控制在（1.5～2.0）B。（B為船寬）

（2）左車倒車，右車進車，操左舵向左轉向調整抵泊方向，視順流時流速的大小調整抵泊方向，考慮到順流時流速影響較大，所以抵泊方向的角度不宜太大。

（3）調整靠攏角度，靠攏角度一般不等于抵泊角度，在進行靠攏操作前需將抵泊角度調整到適宜的靠攏角度，若順流流速大則倒右車推船尾向左減小靠攏角度防止船舶壓向A船，反之則倒左車。

（4）靠攏角度調整好后，正舵倒雙車，使倒車的對地速度約1節左右，慢慢將船尾靠向碼頭，在這段時間內由于順流的流壓作用，船舶整體也會壓向碼頭，為避免靠攏角度過大要不時倒右車推尾向左減小靠攏角度，然后先帶尾纜，帶好尾纜后可以右車倒車，左車進車操右舵轉船完成靠泊工作。

圖4 中小型雙槳船倒車順流靠泊示意圖

總之，順流靠泊只是在特殊情況下所采用的一種特殊靠泊形式，對于中小型雙槳船來說，一定要熟練掌握螺旋槳的致偏效應，深刻理解沉深橫向力，伴流橫向力，排出流橫向力及中心偏位等概念，在實際操船中趨利避害地加以利用。