船舶轉向速率指示器在超大型船舶港內操縱中的應用

安存剛

摘 要：本文介紹了船舶轉向速率指示器的主要用途，從超大型船舶旋回操縱、停車趟航以及貼靠碼頭3個方面，闡述了船舶轉向速率指示器在港內操縱中的應用。

關鍵詞：轉向速率指示器;超大型船舶;船舶港內操縱

中圖分類號：U675? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）04-0123-03

隨著科技的發展和全球化趨勢，貨運船舶建造日益大型化，超大型船舶應運而生。與小、中、大型船舶相比，超大型船舶在航行、系泊操縱上都有很多不同之處，其操縱性特點主要表現為：慣性較大、主機功率與排水量之比不斷下降、錨的作用下降、淺水和岸壁效應明顯、失去舵效的船速較高、操縱中對拖輪的依賴增大[1]。因而超大型船舶操縱對于駕引人員來說，難度系數急劇增大，尤其是旋回操縱。

旋回操縱是船舶操縱中的難點，也是駕引人員關注的重點。當今船舶越來越大型化，水域受限時，超大型船舶的旋回操縱更是難上加難。傳統的船舶旋回操縱，轉向時機的早晚、轉頭速率的快慢、如何調整舵角、是否需要加減車以及拖輪推拉的力度，主要依靠駕引人員的經驗和目測觀察。隨著科技的進步，電子助航儀器得到了廣泛推廣，其中指示船舶旋回角速度的指示器（Rate of Turn Indicator，簡稱ROTI），在船舶上的使用也逐漸增多，尤其是超大型船舶，基本都安裝有該指示器。旋回角速度（Rate of Turn，簡稱ROT），它代表了船舶轉向的速率，給船舶旋回操縱提供了關鍵數據。有的船舶在駕駛臺兩翼，除了安裝主機轉速指示器和舵角指示器的分顯示器，也安裝了ROTI分顯示器，可見該指示器的重要性。ROTI能夠靈敏且量化地指示出船舶旋回運動的快慢，它所提供的船舶旋回角速度數據，對船舶旋回操縱有很重要的參考價值。

1船舶轉向速率指示器

船舶轉向速率指示器，即船首向變化率指示器，用以感受陀螺儀信號，指示出船舶首向向左或者向右旋轉角速度的儀器。根據IMO第73次會議對SOLAS公約第五章的修正案的規定，2002年7月1日以后建造的五萬總噸以上的船舶必須安裝轉向速率指示器。此前要求是1984年9月1日以后建造的十萬總噸以上的船舶，必須安裝轉向速率指示器。

“ORION 1”輪建造于2010年，是一艘載重噸為20萬噸散貨船，圖1是駕駛臺安裝的轉向速率指示器，其安裝在了主機轉速指示器和舵角指示器中間，并且比主機轉速指示器和舵角指示器更加突出。

筆者引領過一艘建造于2019年的超大型集裝箱船“MSC SAMAR”，船長399.9米，船寬61.5米，除了在駕駛臺安裝轉向速率指示器外，在雷達顯示屏的右上角，也給出了旋回角速度的數值，左紅右綠，精度在小數點后一位。圖2是“MSC SAMAR”輪雷達上顯示的旋回角速度。

2 ROTI在船舶操縱中的應用

2.1旋回操縱階段

在進行旋回操縱或大角度的轉向時，僅依靠目測或者經驗，不可避免地出現操縱上的隨意性，尤其是在受限水域中，例如狹水道、港池內，必須引起足夠的重視，操縱數據應盡可能地量化，用數據來指導駕引人員的操縱措施。對于重載超大型船舶，要在旋回后將船位擺在既定的航線上，僅憑借目測和經驗，難度極大，而如果利用船舶轉向速率指示器，根據它提供的旋回角速度，配合雷達上的船舶真矢量線，利用車、舵以及拖輪、側推器，進行簡單而又快速的計算，讓船舶以恒定的ROT進行旋回運動，就能保持船舶航行在預定的航線上，順利平穩地完成旋回操縱。例如青島港董家口港區，滿載開普型船在D3泊位、D4泊位離泊，就是在極度受限水域中的超大型船舶的旋回操縱。圖3中黑色實線是D4泊位滿載開普型船離泊軌跡圖。

這是在董家口港區D4泊位，滿載二十萬噸礦船離泊軌跡圖。該港池長0.7海里，寬0.35海里，碼頭走向146～326°，船舶左舷靠泊在D4泊位，一般在高潮前半小時登船，高潮點開始解纜離泊。離泊調好頭時的船首向在065°左右，距離左邊碼頭岸線0.15海里，出港船首向在165°左右，需要進行一個100°的大轉向，在距離出港航道左邊線0.55海里時開始轉向，將ROT恒定在10°/min，需要十分鐘的時間來完成這個大的轉向。有了時間和距離，就可倒推出船舶的速度，再結合雷達上的船舶運動矢量，就能將船舶行駛在預定的出港航道上。當然，從轉向的初始階段到達到一定的ROT，以及在轉向的最后階段，從一定的ROT到船首向穩定，也就是ROT為零，都需要一個過程。

2.2停車淌航階段

停車淌航是靠泊操縱中重要的減速手段。停車以后，失去螺旋槳的排出流和受到伴流的影響，舵效逐漸變差，這個階段駕引人員最關注的是船首向的穩定。在惡劣天氣中，超大型船舶，特別是超大型集裝箱船舶，受風面積太大，很容易出現把不定船首向的情況。船舶轉向速率指示器的靈敏度要遠超人的眼睛，駕引人員如果密切觀察船舶轉向速率指示器的變化，可以立即發現船舶的偏轉，并及時壓舵和短時間用車克服，能最大程度上保證船首向的穩定。而單純用肉眼發現船舶有轉向的動態，根據筆者的經驗，那時船舶旋回角速度至少已經在每分鐘兩度以上，錯過了把定船首向的最佳時機。

2.3貼靠碼頭階段

對于超大型船舶，尤其是駕駛臺在船頭的超大型集裝箱船舶，在貼靠碼頭時，不能有較大幅度的左右擺動，否則就很可能觸碰到集裝箱橋吊或碼頭。要避免這種態勢的出現，就不能單憑借經驗和目測來判斷船舶的轉向動態，借助于ROTI提供的ROT，在貼靠碼頭前，調整船舶首向和泊位走向一致，同時控制ROT保持在0°/min，左右可以稍微有點偏差，但不要大于1°/min，應以這樣的態勢來貼靠碼頭，當然攏速不能太快。

3注意事項

使用船舶轉向速率指示器時，要注意船舶轉向速率指示器刻度的不同，請看圖4和圖5。

圖4最小刻度是1°/min，圖5最小刻度是2°/min。圖4對于船舶做旋回操縱，和圖5沒有太大差別，但是當用于判斷船舶轉頭趨勢以及轉頭速率的大小時，圖5指示器就不夠精確。另外現在多數船舶的綜合駕駛臺，都有數據化顯示的船舶旋回角速度。

3.1本船操縱性能的影響

在船舶以一定的船速和舵角開始作定常回轉的初始階段，船舶由于因水流沖擊舵面和橫向阻力不斷增大及轉動慣性逐步增大等因素的影響，將會產生船速緩慢降低和轉向角速度不斷加大的變化。船舶只有在施舵一定時間后才能進入定常回轉狀態，即船速和轉向角速度基本穩定，這一時間將因不同的船舶而異，即使同一船舶當其采用不同的舵角或船速進行回轉時也會有所不同[2]。在施舵后應通過轉向速率指示器密切觀察和注意ROT的實際情況 ，如果在實際中發現原定的車、舵所得到的ROT不符合實際的需要和難以保證船舶的安全時，則應毫不遲疑地改變所采用車、舵、側推器以及拖輪的動作 ，使ROT能滿足船舶安全航行的需要。

3.2外部環境的影響

當受到外界風、流的影響時 ，船舶在回轉中其首向、上層建筑和船體與風 、流的相對交角及方位的不斷改變會使船舶定常回轉時的船速和回轉角速度發生明顯的變化，即船速和回轉角速度難以保持穩定，從而不可能進行常規的定常回轉。因此在有較大的風、流影響時 ，在實際操縱中則應充分考慮到風流對船舶轉向或回轉的影響，并根據ROTI所給出的船首向變化和實際航行的需要適時地采用和改變車、舵、側推器以及拖輪的動作，以控制好船舶的船位。

4結語

船舶轉向速率指示器為駕引人員提供了一個船舶運動時的重要數據——船舶旋回角速度（ROT）。它可以提高駕引人員對船舶運動的掌控能力，特別是超大型船舶的旋回運動。駕引人員要學會使用該儀器，善于使用該儀器，不斷實踐和總結，積累經驗，才能更好地保證船舶安全。

參考文獻：

[1]洪碧光.船舶操縱[M].大連：大連海事大學出版社，2008.

[2]方泉根.回轉角速度指示器在船舶操縱中的應用[J].交通部上海船舶運輸科學研究所學報，1994（01）：73-78.