利用杠杆原理巧用拖轮助操

·23 · 利用杠杆原理巧用拖轮助操 深圳港引航站 蒋才富 利用杠杆原理巧用拖轮助操———蒋才富 [内容提要 ] 此文借助杠杆原理 , 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 港内操纵船 舶时的受力情况 ,探讨最佳操船方法。 关键词 :拖轮 杠杆 支点 力臂 力矩 大型、超大型船舶的港内操纵离不开性能优良的 拖轮 , 同时 , 操船者良好的船艺 , 对保证船舶的安全起 到关键的作用。因此 ,如何用好用巧拖轮 ,充分展示操 船者良好的技艺 ,安全、简单、快捷地达到操船目的 ,是 每一位操船者需要认真对待的问题。灵巧地使用船舶 自身的车舵和配备的拖轮 , 可以操纵船舶如行云流水 般简洁流畅 , 即使在紧急情况下也有助于避险或减小 损失。操船者应避免不讲究技巧 ,一味地用蛮力去操纵 船舶 ,即使可能未造成事故 ,但操作呆板 ,费时费力 ,事 倍功半 ,不可取。 古希腊力学家阿基米德有一句名言 :“给我一个支 点 ,我能把地球撬起来。”它说明一个道理 ,即只要用力 巧妙 ,小力可撼重物。船舶操纵与此有异曲同工之妙。 船舶有没有支点 ?能否以拖轮有限的马力 ,将庞大的船 舶操控于股掌之内 ? 回答是肯定的。 杠杆原理告诉我们 , 杠杆的两端通过其支点取得 平衡 ,杠杆的支点即是杠杆的平衡点。绕支点偏转的杠 杆具有如下特点 :即以支点为分界点 ,杠杆的两侧偏转 方向相反。 我们知道 , 静止中自由漂浮的船舶受外力作用时 , 除作用力指向船舶重心与转心连线方向外 , 船舶将绕 转心偏转 , 且转心前和转心后的船体部分偏转方向相 反。因此 ,该转心便是自由漂浮的船舶受到外力作用时 的平衡点 ,即支点。 对于运动船舶 ,也同样存在一个转心。船舶前进旋 回时 ,转心位于首柱后 1/ 5L～1/ 3L 处。船舶后退旋回 时 ,其转心位置与前进时相反 ,位于尾柱前几乎对称的 位置。 值得一提的是 , 在对运动船舶进行平面受力分析 和计算时 , 容易把船舶的重心当作船舶在水平方向的 平衡点。其实 ,船舶的重心是船舶在垂直方向的一个平 衡点。对于作平面运动的船舶 ,其平衡点是船舶的转心 点。以作前进旋回的船舶为例 ,此时 ,船舶的重心点在 转心点之后 , 其与转心点之后的任何其它船体部分的 偏转特点没有什么两样 ,不具有平衡点的特点。 根据杠杆原理 , 使杠杆产生偏转的力矩等于力与 支点到力线的垂线的垂足之积 ,即力与力臂之积。由此 可知 , 决定船舶偏转的力矩 , 除与作用力大小有关外 , 还与力臂有关。 由于船舶结构的特殊性 , 拖轮不大可能刚好配置 在大船的首尾位置处 , 多数时候只能在大船的首柱和 尾柱附近就位。根据前面的讨论 , 具有前进速度的船 舶 ,其支点在首柱后 1/ 5L～1/ 3L 处。可见 ,配置于船 尾的拖轮具有比配置于船首的拖轮大得多的力臂 , 因 而 ,在拖轮马力相同的情况下 ,配置于船尾的拖轮将比 配置于船首的拖轮能够为前进速度的大船提供大得多 的转船力矩。 同时 , 对于具有前进速度的船舶 , 当受首拖轮顶 (拖) 使船首偏转后 ,船体受到水动力的作用 ,对大船的 偏转起抵消或减弱作用。在船舶前进速度较快时 ,船首 偏转后所受到的水动力 , 可能会超过首拖轮顶 (拖) 力 的作用。而当受尾拖轮的顶 (拖)使船尾偏转后 ,船体受 到水动力的作用 ,将加快大船的偏转。 根据实际操船经验 , 以马力相同的两艘拖轮相比 较 , 船舶有前进速度时 , 尾拖轮为船舶提供的转船力 矩 ,其效果比首拖轮的要好得多。对于具有后退速度的 船舶 ,其讨论与具有前进速度时情况相反。 下面结合深圳港西部港区的实际情况 , 列举一些 使用拖轮协助大船操纵的技巧。 东协商就地办理交船确认手续 ,以示打捞 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 结束。至 此“辽渔 18”打捞工程圆满结束。 5 工程结束语 “辽渔 18”沉船打捞工程组织结构是以主管领导、 商务人员、工程技术人员三结合的领导体制 ,虽然比较 简练 ,但比较适用。对施工任务直接下达到船舶 ,并进 行了明确职责、合理分工 ,使工程自始至终按计划方案 进行 ,确保了整个工程的运作比较顺利。 沉船打捞前期 , 工程技术人员多次到现场了解沉 船状况 ,勘察沉船海况资料 ,集思广益、群策群力 ,为准 确地设计沉船打捞方案打下了良好的基础。各种技术 计算数据与沉船实际情况相符合 , 打捞计划工期设计 比较合理 , 确保了打捞工作有秩序地进行和工程任务 的圆满完成。 尽管本次打捞工程困难很多 ,但在“关键时候起关 键作用”的精神鼓舞下 ,施工人员充分发挥了救捞人的 “敢于拼搏、勇于吃苦”的优良传统 ,进一步体现了专业 打捞队伍的技术素质和敬业精神。 ·24 · 《航海技术》 2006 年 第 5 期 图 1 蛇口港 8 # 泊位分布草图 1 稳定航向 船舶靠泊前需要进行淌航减速 , 在淌航减速过程 中 ,船舶很容易失去舵效而发生偏航。大型、超大型船 舶由于船体肥大 ,失去舵效的时机更早 ,速度更高。以 进入赤湾港港池的重载散装船为例 , 由于赤湾港的进 港航道和港池浅窄 ,航道宽度只有 120 m ,水深 - 11m , 且受横流影响 , 大船在航道上淌航失去舵效而发生偏 航的时机明显来得早 , 速度来得高 , 有时候船舶还有 6～7kn 的速度 , 已无舵效。淌航过程中 , 为了克服偏 航 , 如果频繁地启动主机 , 势必加快压缩空气的消耗 , 同时增加了大船的速度 , 使淌航减速的目的大打折 扣。 如果使用配置于船首的拖轮顶拖大船首 , 来达到 稳定大船航向的目的 ,由前面的分析可知 ,由于大船尚 有前进速度 ,首拖轮能提供的转船力矩十分有限 ,未必 能达到稳定航向的目的。 而如果使用配置于船尾的拖轮顶拖大船尾 , 情况 则大为改善。由于尾拖轮能够为大船提供巨大的转船 力矩 , 一般情况下 , 足够赖以克服船舶的偏转 , 达到稳 定航向的目的。大型重载散装船进靠赤湾港的操船实 践 ,证明了上述结论是正确的。 2 协助掉头靠泊 以 重 载 散 装货船左舷靠 泊蛇口港 8 # 泊 位为例 , (见泊 位分布草图) 。 大 船 到 达 蛇口港 9 # 泊位 后 , 需要左转约 90 度 ,以便与蛇 口港 8 # 泊位的 码头岸线平行进行靠泊。此时 ,操船者采用的掉头方法 如果是使用配置于右船首的拖轮全速顶推 , 这种方法 可以达到一定的效果 , 但难以达到最理想的操纵结 果。因为 ,一种情况是 ,在船速较快时 ,首拖轮提供的有 限的转船力矩 ,不足以使船头快速左转 ,从而使大船朝 4 # 泊位方向冲去 , 离 8 # 泊位越来越远。此时势必使 用倒车 ,而倒车的偏转效应 ,将进一步使首拖轮的转船 效果减弱。一旦发生这种情况 ,船位将很难看 ,操纵不 可谓顺。另一种情况是 ,就算船速控制适当 ,如果仅凭 首拖轮的顶推 ,拖轮顶得辛苦不说 ,势必将整个大船首 部顶向蛇口港 8 # 与 9 # 泊位的交角 , 而船尾却始终难 以右摆 ,不能形成有利的靠泊角和摆成理想的船位 ,仍 然靠得不漂亮。 操船者如果充分利用配置于船尾的拖轮 , 让尾拖 轮发挥主导作用 ,情况则大不一样。尾拖轮提供的强大 的转船力矩 ,将使操船者轻松驾驭大船。只要充分掌握 并利用好船舶转心在船舶偏转时的特点 , 有节奏地指 挥尾拖轮拖拉船尾 ,必要时让首拖轮适当配合 ,即可使 船尾徐徐右摆 ,而船首则以适当的距离围着蛇口港 8 # 与 9 # 泊位的转角回转 , 从而平稳地将船位与 8 # 泊位 的岸线摆平 , 船舶在原有的前进惯性作用下 , 沿 8 # 泊 位岸线徐徐前进 , 此时只要适当使用前后两艘拖轮顶 拖大船 ,即可干净利索地完成靠泊任务。 3 协助大船避险 在操纵船舶靠离码头过程中 , 偶尔会遇到船舶主 机、舵机或发电机发生故障而失去控制的情况。一旦发 生船舶失控 , 如果处置不当 , 将可能发生碰撞码头、船 舶或岸上设施的海损事故。而如果处置恰当 ,将可以达 到避险或减少损失的目的。 在船舶失控避险过程中 , 除了锚这个重要工具外 , 拖轮也可以发挥关键的作用。适当地使用拖轮 ,可以将 失控船拉停 ,或者改变失控船的偏转方向 ,使其朝着开 阔水域冲去 ,为抢险赢得时间。 2002 年 8 月 23 日 , 引领一条国轮进靠蛇口港 13 # 泊位。该船长度 170m ,吃水 8. 2m ,在走完蛇口进 港航道后 , 一边淌航 , 一边绕 SCT2 # 泊位端角向左转 向 (当时 SCT3 # 泊位尚未投产) 。当转好向后 ,发现船 首继续快速左转 , 右满舵压不住 , 船头对着 SCT2 # 泊 位上的一条外轮直冲过去 (后来得知 ,该轮左偏航倾向 明显 ,而右偏航倾向迟缓) 。恰在此时 ,该船主机发生故 障 ,当时船速尚有 6kn ,虽然两艘拖轮已分别在大船右 舷艏艉带好缆 ,但当时情况下 ,仅凭拖轮的马力和锚的 作用 , 不可能在安全距离内将船拉停。我采取的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 是 ,让船长把双锚抛下 ,同时让就位于右船尾的拖轮快 车顶船尾 ,让就位于右船首的拖轮快车拖船头 ,以期扭 转船头的左转趋势。在船尾拖轮强大的转船力矩作用 下 ,以及船首拖轮的协助下 ,大船船首终于改变了偏转 方向 ,停止了左转 ,逐渐改为右转 ,离 SCT2 # 泊位上的 外轮远去 ,大船化险为夷。 港内操纵船舶 , 多数时候船舶本身具有前进或后 退速度 , 根据前面的讨论 , 操船者只要找准船舶支点 , 掌握船舶的受力情况 , 合理用车、及时施舵 , 巧妙地掌 握拖轮的节奏和方向 , 就一定能够得心应手地操纵船 舶 ,达到操船目的。 操船者要克服思维定式的影响 , 避免“头痛医头 , 脚痛医脚”, 即船首偏则令拖轮顶拖船首 , 船尾偏则令 拖轮顶拖船尾。要让每一个口令建立在科学分析之上 , 做到及时、准确 , 从而平稳、安全、快捷地达到操船目 的。3 作者 :蒋才富 深圳港引航站 ;电话 :013682658152