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1、船舶自引和靠离码头操纵,一、自引的概念,1、所谓的船舶自引是指：在法规允许的前提下，船舶不雇佣当地的引航员，由船长自己驾驶操纵船舶通过平常由引航员引领的复杂或特殊水域、进出港口和靠离码头操纵。2、目前有些人将其细分为自引、自靠和自离（Self-pilotage berthing and un-berthing）。,二、船舶自引的现实意义,、一些航运企业大力鼓励推进船舶的“自引”工作，是企业应对金融风暴对航运业的冲击，减少亏损或争取效益最大化的主要措施。这对一些中小公司特别是单船公司的效果更加明显。以SZH为例：自引内海引航费=150000日元X104次X0.075=1170000RMB日本港湾
2、和码头引航费=1000USDX208次X6.8=1414400RMB中、日两港拖轮费用=1000USDX153次X6.8=1040400RMB合计（还不包括加班费用、上海引航）：=3624800RMB、船舶在遇到大风浪等影响，引航业务中止时，船舶的自引可以解决这一矛盾，大大提高准班率,提高信誉和竞争力。,二、船舶自引的现实意义,、由于自引船舶在不断增多，特别是一些不具备自引能力的小公司船长在操纵中发生的事故和险情也有所增加，事故和险情带来的负面影响不容低估。（）经济上直接损失（）班期耽误（）信誉受损、加强培训，提高驾驶人员的操纵技术和自引能力，防止或减少事故或险情的发生，保证自引的安全，才能体
3、现出自引的重要意义，这也就是本次研讨会的目的。从中看出大型航运企业安全管理水平和监督力度的与小公司的不同之处。5、实际上自引船舶，船长应具备的各方面的要求比专业引航员更高，（引航员都是从事单一工作、单一港口、受过系统的专业学习),三、船舶自引的限制和规定,我国：1、我国领航法规定:进出中华人民共和国港口的外籍船舶不论船舶的种类、尺度、吨位、吃水的大小都实行强制领航；（主要体现的是国家主权）2、有些港口对本国国籍的特殊船舶另有特殊的规定。（主要考虑的是船舶和港口的安全）,三、船舶自引的限制和规定,日本国（主要考虑的是船舶和港口的安全）1、总吨超过10000GRT的船舶进出日本内海、东京湾、伊势湾
4、、大阪湾等内水及进出港口和靠离码头操纵都实行强制领航；2、对总吨小于10000GRT的船舶：不同港口有着不同的规定（有的是3000GRT等等）；3、客船对GRT有特殊的丈量方法；4、有一些港口还可能出现额外的规定（神户港）；5年4次5、查阅有关这方面的资料，可查阅（港口指南)。,三、船舶自引的限制和规定,其他国家或地区：1、香港：几年前3000GRT以下非强制；2、北韩：强制；3、南韩：不详；4、台湾：不详；5、新西兰：连续次进出。（查港口指南）,四、上海港的自引,1、上海港区域的划分和性质：（）里港（黄浦江）（）外港（外高桥、宝山、金山石化）（）新港（洋山）（）里港和外港为典型的“江河型港口
5、”，我国类似的性质的港口还有珠江里的黄埔港。潮流明显（）洋山港为“环抱式海港”潮流不明显没有宝山港池和洋山港的经历,四、上海港的自引北槽,离船已有6个多月，北槽的通航环境发生较大的变化，3月14日12.5米深水航道已试通航。、船舶进出北槽注意事项：（）长江口深水航道(125米)通航安全管理办法与废除的【年办法】比较，不论条文编排、增加和修改内容有较大的变化，因此：学习、理解和掌握是保证安全自引的前提。,四、上海港的自引北槽,（）2010年【安全管理办法】增加的内容是第九条船舶航行款所增加内容：也是一些船疏忽及应改正的重要问题！在北槽航道航行的船舶应当具备良好的技术状态，备车和备双锚航行，船长应
6、当在驾驶台、轮机长应当在机舱值班。任何船舶在进口进入北槽航道前或在出口离港前12小时之内需进行主机正倒车试验，操舵装置试验，应急发电机测试，通讯设备的检查和测试。举例说明：一些不规范的习惯（自引的船舶较多在外高桥作试验不符合要求）一旦发生事故是海事调查必须程序之一；是减轻免除船长责任的重要依据；如属船长不作为，负所有责任,为何要担如此重的责任？严格按规定仅记录实际未做未做未记录造假不象,四、上海港的自引北槽,(3)正常情况应与前船保持1海里以上的安全距离；虽然只增加4个字，却留有一定的空间。正因有这条的存在，也就是说在追越他船时应在与前船大于1海里前向VTS报告（举例）(4)删除（禁止追越船在
7、一次追越行动中连续追越两艘及以上船舶）这一段，使其更加合理和科学。这一规定曾困扰船长多年问题。（但是在实施的时候能否？）,四、上海港的自引北槽,(5)进出长江口警戒区注意注意锚地船舶动态，大型重载船舶在强流中起锚掉头及上下引水操纵比较困难；如遇到南北分隔通航道都有北上和南下船时尴尬局面时，应减速用车避让（美中不足的是分隔带很窄的结果）大风浪中应该让路的小船要求给他让路，进出口的直航船也应主动减速给抗风能力较差的小船让路。评估进出北槽的必要性、选择最佳的进出时间。（在南槽没有足够的富裕水深的情况下，才考虑利用北槽。）,四、上海港的自引北槽,()追越（遵守【管理办法】有关规定外，还应注意到）D10
8、-D14、D23-D27禁止追越；D27-D37灯浮连线北侧和D20-D28灯浮连线南侧，常年渔网密布，在风浪较大时，雷达都很难发现，槽外经常有逆向航行航行护网和作业小渔船及工程船；安全横距和船间效应；富裕水深和类岸壁效应（岸边行走）、斜坡效应；舵效变差；挖泥船下耙收耙及掉头时操纵困难当追越船与被追越船航速相差2节时，完全追过让清需要30-45分钟，应避免，除非。,四、上海港的自引北槽,(7)北槽航行风、流的影响 没有任何遮挡，风力的大小几乎与海上一样；风舷角随航向的变化而变化；（风压的变化）在导流堤的作用和航槽不断疏浚加深，北槽及附近水域的潮流形态发生变化，不再是正规的旋转流，流速也大大增强
9、；强流位置：圆圆沙、横沙水道南、D23至D27灯浮湾头、导堤末端11附近，在大潮汛时竟达到6节以上；在风流作用一致的时候，产生巨大风流压。,四、上海港的自引北槽,(8)风流压和大型船舶的交会（插图01）船舶纵向航迹宽度俗称“耕犁”过的宽度（船舶所占的航道宽度）往往是船宽的好几倍，粗略估算为W=(sinL)+（B3/4），以两艘第五代集装箱船在该水域会遇为例（如图06-01）（LOA=275米，B=42米，风流压=15)，其航迹宽度达102.7米，两船都航行在各自航线上的情况下，其最小会遇距离仅72米，距航槽边缘仅有36米。【2010安全管理办法】虽然没有涉及到大型船舶在北槽中水域交会的硬性规定
10、,但沪海通航2008448号/海务信息08/42关于【长江口深水航道船舶超宽交会通航安全管理办法（暂行）】在08-08-01生效，80B1+B290（米）船舶也应同时遵守在北槽规定，规定包括：交会要求、时间、地点、交会的次数、气象海况、安全措施、申请报备等内容。虽然对80B1+B2没有规定，但在北槽有些水域的交会同样存在着风险，如有必要也尽可能避免在弯道及狭窄航段交会。,五、上海港的自引南槽,、船舶进出南槽注意事项（长江口警戒区同北槽）南槽的特征和水深南槽分为上下两段（上段：圆圆沙灯船九段警戒区；九段警戒区下游）；九段警戒区上游为系统的侧标；下游为中央安全水域标；航道的宽度左右各0.3海里南槽
11、为自然水深航道，九段警戒区上游水深8-9米，下游约1/2航段的水深小于6米；其中在九段沙警戒区内存在5.3米的浅点，A31（A）灯浮（江亚沙嘴）和S18灯浮附近也存在4.9米和5.2浅点。在警戒区内存在5.3米的浅点。,五、上海港的自引南槽,如需经南槽进出，事先应有周密的计划，仔细计算通过南槽所需的最小安全富裕水深和潮高，计划好通过各浅水区的时间和应保持的船速，保证在可利用的潮水内安全通过。特别提醒同行注意的是，浅水效应会使主机负荷大大增加，有可能达不到预期转速以及出现“失速”的现象。在做计划时，还应留有一定余地。特别是高潮过后潮高逐渐减少的情况时，如不能在计划时间内通过，导致的结果必定是擦底
12、或搁浅，因为从九段警戒区下游没有任何可利用候潮锚地。,五、上海港的自引南槽,根据本船的特点，尽可能避免船舶通航高密度的时段通过主要复杂的航段。（插图02可参照引航手册）保证足够的富裕水深：富裕水深（UKC）=海图基准水深+潮高-吃水；海图基准水深误差（诸如海图测量精度、测量时间及间隔；洪水、台风、寒潮等剧烈气象现象发生后水深的变化）潮高、潮时的误差(上海港目前还没有实时的潮高广播)（包括气压、风向、风力、风向的稳定性及持续时间等都会引起潮时、潮高的误差）船舶运动中吃水的变化（纵摇、横摇、密度）纵摇：L=Lpp/2sin；横摇：B=B/2sin；密度：p=（p1-p2）d1/p2（制表备查插图0
13、3）,五、上海港的自引南槽,船舶运动中的物理变化（下沉量）下沉量的计算公式五花八门多达十几种，最常用的有：【塔克TUCK】公式求平均下沉量；【霍夫特HOOFT】公式求纵倾变化值 据专家研究论证这些计算公式都有一定的局限性，不同公式计算的结果相差较大。因此，应采用最符合船型特征和水域条件的计算公式是提高计算的精确度关键。在商船航速范围内，一般船首的下沉量都比船尾大，因此，只要计算出船舶最大（船首）下沉量Sb就能满足基本要求。第23届ITTC操纵委员会推荐的一些计算公式已被广泛应用。最常用的有9种，其适用性参考下表（插图004）,五、上海港的自引南槽,据有关文献报道，用【Huuska(1976)】
14、计算的下沉量比用【塔克TUCK】或【霍夫特HOOFT】计算结果更趋安全，更符合水深变化不明显，水域相对宽阔南槽水域，计算的方法也相对简单。该公式就是计算船首的下沉量Sb。不论用何种公式计算，船速越快误差越大，水深傅汝德数越大误差也越大，船速小于8KTS时较准确。（插图005、006）,五、上海港的自引南槽,船舶在南槽水域航行产生的浅水效应的另一种现象就是出现巨大的浅水兴波（追迹浪）。追迹浪的大小与船速成正比，与水深成反比，还与船型线性有关，当船速达到临界速度v=(gh)时兴波追迹浪达到最大值。（插图007-010）当时船速约15KTS，UKC大于2米,五、上海港的自引南槽,巨大追迹浪容易造成浪
15、损的水域和物标。外六期及五好沟粮食码头；通过A49灯浮时，两个突码头上卸砂石小船；护网或捕鱼小船航行中砂石运输船，特别候潮运输小船（插图12）拖带驳船都是经南槽进出；S17附近接送引航员小艇。,五、上海港的自引南槽,南槽航道下段浮标的种类为安全水域标，航道宽度以安全水域标连线左右各0.3海里，没有明确的界线标志。从S10至S18灯浮以北存在着能遮挡风浪的九段沙自然屏障，渔民在此布放了大量流网，有时渔网还延伸到航道里。在夜间航行或能见度不良时，防止误入渔网区；,五、上海港的自引南槽,港口当局除对九段沙警戒区有明确禁止追越的规定外，南槽其他航段没有强制规定。南槽航行，在同一截面同时追越两艘船是不安
16、全的，也是港章不允许的；当在S17-S18浮有上下引水作业时，进出口船还需在此做下风，此时此刻自引船应特别谨慎操纵，追越更应避免；由于“江亚沙嘴”附近浅点的存在以及此处与出口船有一定的交角，南支进口船借机穿插到航道右侧航行，局面比较混乱，企图在警戒区前追过他船是不安全的举措；圆圆沙警戒区附近局面复杂，任何追越行动都不是明智之举。,五、上海港的自引南槽,南槽几处交会避让南槽下游南北插入或驶出航道船舶；九段下游南支船舶的交会；圆圆沙附近与北槽船舶的交会。,六、上海港的自引外高,4、外高桥水域注意事项外高桥水域的通航环境（见插图011）；限速：吴淞警戒区圆圆沙12KTS；圆圆沙高潮前后1.5个小时左
17、右，北槽进口的重载大型船舶和南槽进口船在圆圆沙警戒区附近会合，经南、北槽出口船也在此分流。这一时段内，通航密度最大，局面相当复杂。应使用安全航速谨慎驾驶，自觉依次排队遵守通航次序，任何追越行动都是严重的违章行为；圆圆沙附近与北槽船舶的交会；横穿航道的驳船和锚地起锚船舶的影响；靠离外高桥集箱特别外六和粮食码头影响；慢车等待强流的影响,七、上海港的自引浦江,、自引黄浦江（）黄浦江的通航环境评估过去：在五六十年代的帆船、渔船、过江划桨小船；六七十年代的机帆船作为主要沿海运输工具，频繁进出黄浦江；七八十年代上海人口高峰时期，黄浦江两岸交通运输跟不上发展的需求，黄浦江上数十条“客、车渡”线日夜不停穿梭于
18、浦江两岸；“一条龙”成为上海的生活物资运输和生活垃圾运输的主要工具，航行在黄浦江及其支流；八九十年代上海经济崛起和港口的发展，黄浦江里的码头、泊位甚至浮筒的利用率都处在饱和状态，日均进出口船舶创下历史纪录。这些已成为历史或不再是影响船舶操纵的主要不利因素和风险。,七、上海港的自引浦江,现在：上海的城市建设和房地产发展对砂石料、建材物资的需求量很大，每天都有大量小海轮、砂石运输船及拖驳船队进出，部分船舶违章超载，违反航行规则现象时有发生；城市建设需要，黄浦江有些航段可能会有重大或特殊作业而实施交通管制（限制）；张华浜、军工路、洋泾集装箱码头和高桥石油公司、高桥炼油厂码头还继续履行其使命，承担起近
19、洋、沿海及支线集装箱和成品油装卸和转运，这些船舶周转快，靠离码头及掉头操纵频繁；部分中小型船舶的驾驶人员对黄浦江情况不熟悉，缺乏经验和技术，在利益的驱动下，在不具备条件的情况时，也不请引水员自引黄浦江和靠离码头，直接影响到其他船舶的正常航行操纵等等。这些已成为影响船舶在黄浦江操纵的主要不利因素和风险。（图黄浦江通航环境）,七、上海港的自引浦江,将来，肯定还会有新的不利于船舶在黄浦江安全操纵的因素和风险出现。据了解上海港计划在开通黄浦江至长江口的内河运输，其起点为黄浦江的东沟经大治河口出海，设计通航能力达千吨。航道的拓宽疏浚，沿途桥梁升高和改建等准备工程正在有条不紊地进行，估计一二年内就可贯通投
20、入使用。届时该水域的通航环境、不利因素及风险等也将发生变化。港口当局肯定会出台相关的安全管理规定，驾驶操纵人员则应对即将来临的不利因素和风险也应有所准备和对策。没有彻底改变黄浦江复杂的通航环境，也不意味船舶操纵的不利因素和风险在减少。只不过是某种不利因素和主要矛盾发生转变而已，船舶进出黄浦江的操纵绝不应有任何松懈和麻痹。,七、上海港的自引浦江,（）黄浦江的特征 弯道多是黄浦江（里港）主要特征之一，上海港界内弯道就有10多处。吴淞口至苏州河航段里，比较典型的弯道有三岔港、高桥嘴、复兴岛嘴和陆家嘴。这些弯道的共同特征是：弯道附近水深变化显著，可航水道狭窄；凹（弯）一侧水深且稳定，凸（嘴）一侧水浅，
21、水深变化较大。黄浦江为正规的半日潮港口，一天内将出现两次高潮、低潮和两次涨水和落水。黄浦江里有四个潮汐预报站，仅有一个新开河潮流预报站，准确掌握复杂多变的潮流就比较困难。影响潮流变化的原因与月相天文现象、气象因素有关外，还与黄浦江的各处特殊的地理环境有关：岸边转流时间比江中央早，凸（嘴）处转流时间比凹（弯）处早；凹（弯）狭窄一侧流急，凸（嘴）或直道开阔一侧流缓，不论涨水或落水，水流都是往凹岸一侧推压，且流向变化流速不均；黄浦江下游水流比上游强等特点。,七、上海港的自引浦江,黄浦江里的主要码头泊位多建在凹（弯）岸深水一侧，系船浮筒或小型锚地大多设置在凸（嘴）一侧的浅水区。黄浦江水域大多是自然水深
22、。主航道内外的水深差别较大，在受到台风、洪水等典型气象因素影响时，水深可能会发生一些变化。黄浦江航道浮标虽属A系统，但浮标的设置比较独特：由于黄浦江水域的宽度有限，大多水域都采用“单侧界标”。也就是深水一侧不设“侧界标”，浅水一侧才有可能设“侧界标”。在有些水域则用黄浦江中的系船浮等固定目标代替“侧界标”。如嫩江路系船浮、定海桥系船浮、广德路系船浮及兰州路系船浮等。,七、上海港的自引浦江,目前黄浦江港界内的过江大桥有5座；架空电缆有2处；101灯浮-黄浦公园附近，过江隧道、电缆、管线及禁止抛锚区有16处；黄浦江港界内规定的调头区有三处：一是107灯浮附近的超大型船舶调头区；二是虬江海军码头附近
23、的超大型船舶调头区；三是上海船厂西厂附近的调头区；黄浦江港界内有两处警戒区，分别为蕴藻浜警戒区和吴淞口警戒区。,七、上海港的自引浦江,（）发生在黄浦江中的事故原因分析和预防；船舶的违章行为是事故的主要原因之一。上海黄浦江通航安全管理规定是保障船舶在黄浦江安全航行操纵的重要法规。驾驶人员应学习，熟记主要条文和规定要求；（黄浦江中发生的事故大多数都与船速有关。正确理解安全 航速和规定的最大航速本质上的区别；黄浦江中浪损多发的原因分析及预防；进口发生的浪损的概率远远大于出口的原因（黄浦江转流的时间滞高低潮小时，落水处在低潮位富裕水深小；顶水航行相对速度快；（例如同样是对地8节的船速，逆流2节时船舶对
24、水的相对速度达10节，顺流2节时船舶对水相对速度仅有6节。这种局面持续时间长等，,七、上海港的自引浦江,不了解黄浦江潮汐和潮流特征，没有掌握风流对本船的影响程度；因此驾操人员必须掌握在不同船速所产生的漂移速度和风流压差的大小；不同水域的水深和流速。以SZH轮为例，计算的结果和实践体会基本相符。当船速=6节，风速=12米/秒，风舷角=90时，风压差10度以上，巨大的风流压存在是潜在的危险性，克服的唯一方法加速，狭窄拥挤的水域加车同样存在风险。（风压的计算方法在靠离码头中在介绍）。黄浦江任意位置的潮流估算（插图013）黄浦江中追越应慎之又慎，除了遵守在弯道禁止追越的规定外，在其它水域如果没有得到被
25、追越船的同意并采取配合措施而强制追越将是非常危险的违章行为，也是事故的原因之一；当前对黄浦江操纵危险最大就是“黄沙船”。黄沙船的特点、规律；最佳的方法避开密集的时段。（插图014-017）,七、上海港的自引浦江,（4）黄浦江弯头操纵几个主要弯道的特征（吴淞口-黄浦公园）驾驶操纵人员在过弯道之前，应熟悉弯道的弧度曲率基本特征。在没有现成资料可查阅的情况时，可用几何作图的方法求得弯道圆弧的圆心，量取圆弧的角度（）和半径(r)，根据弧度=（/180）的公式，计算出圆弧长度（米），即=r/180。再按照不同的船速v（米/分）求出船舶沿圆弧航行所需时间t（分），即t=/v；然后求得过弯道时的船舶转船速率
26、(),=/t（度/分）。插图（018）是101灯浮-黄浦公园附近弯道主要参数和弯道特征图。,七、上海港的自引浦江,（4）黄浦江主要特殊水域（弯头）在熟悉弯道特征的同时，还需掌握本船的操纵性能，包括冲程惯性、旋回要素、转船速率等。评估船舶过弯道时能否满足安全通过弯道的基本要求，特别在过像陆家嘴、闸港嘴等这样的急转弯道更应如此。通常以满舵的1/2或2/3舵角所产生的转船速率必须大于过弯道所需的转船速率，。备锚、瞭头，有侧推器的船舶应处于随时可操纵状态；重载且旋转性能不好的船舶，应遵守规定要求安排拖轮护航。船舶驶近弯头前，报告和通报本船动态，在航经可能被居间障碍物遮蔽的弯头时，还应按章鸣放汽笛一长声
27、。加强联系采取必要的协调动作。,七、上海港的自引浦江,在弯道严格追越；如遇到复杂通航环境时，还应避免在弯道会船。船舶过弯道时还应与前后船舶保持足够的安全距离。选择最佳通过弯道时间，重载大型船舶最好时间应选择在涨末，流速小于1节通过急弯。过弯道前应先把船速减到能维持舵效的最小速度，以便在过弯道过程中加车为增加舵效和转船速率留有余地。掌握弯道和水流的特征，过弯道时应尽可能使船首线向与流向保持平行，避免出现与流向有较大的交角。当船舶航行在弯道内圈航行时，还要密切注意斜坡效应防止船舶不能按操纵意图沿弯道曲率旋转，甚至出现停滞或反向旋转等危险异常局面。,七、上海港的自引浦江,防止搁浅、擦底事故时有发生。
28、出口船搁浅、擦底的事故主要发生在陆家嘴114灯浮下游浦东一侧和106-103灯浮连线附近；进口船舶的搁浅、擦底事故则多发在高桥嘴和复兴岛嘴浦西一侧。原因是：一是把浮标系统错误理解为安全的导航标记，认为只要把侧位标放在右舷通过就能保证在安全水域航行；二是没有及时了解弯道附近的水深变化情况；三是没有准确掌握本船船位、船舶的吃水与实际水深关系，实际上有些弯道附近浮标连线的水深不及5米甚至更小。应利用雷达测得或用横向串视法观测，估算船与岸边固定物标的横距。,七、上海港的自引浦江,驾驶台操纵人员集中精力，密切注意航向、速度、距离及船位等要素的变化。在车、舵的作用下，使船舶产生一个均匀的旋转惯性，按一定的
29、转船速率，沿着弯道的圆弧不断改变航向，应尽可能使船舶的旋转中心处在可航水域的中线稍偏右位置。但这仅仅是过弯道操纵中理论，在实际操纵还会遇到种种因素的影响，还需根据当时的环境和情况，对船速、转船速率等船舶运动要素作必要调整，及时纠正克服可能出现的不良惯性，防止船身嵌入凹岸一侧，与码头、系泊船舶或桥吊距离过近而导致进退两难的窘境。,七、上海港的自引浦江,在船舶过弯道操纵中最忌讳的是按航向指令进行转船，应当避免。因为：按航向指令进行转船，使用舵角的大小、转船速度的快慢、惯性的大小都掌握在舵工手里；按航向指令进行转船，还有一个航向把定的过程，有时因此而错过宝贵的时间导致险情。弯道会船时有时会出现与来船
30、或码头形成较大的交角，驾操人员应有思想上的准备，过早过晚改向都有可能造成紧迫局面或碰撞危险。急弯遇到急流时，操纵不当的船舶可能被流压到逆道上，出现近距离横穿船首危险局面，轻易采取背离行动，即很难起到避碰的效果，还要负重大责任。,七、上海港的自引浦江,（5）黄浦江事故险情教训和提示,靠离码头操纵概论,（1）靠离码头操纵三大要素船舶操纵的定义船舶操纵是指驾驶操纵人员利用船舶操纵设备及拖轮等外力的作用，克服、抵御或利用外界因素的影响，保持或改变船舶的运动状态进行操纵，以达到设定的目标。靠离码头操纵是船舶操纵中最主要部分；船舶操纵实际上是操纵者（我）、船舶（你）、环境（它）三者之间形成一个闭合系统，存
31、在着相互制约关系；,靠离码头操纵概论,通俗讲也就是MASTER掌握船舶的性能利用船舶的操纵动力，驾驭船舶克服、抵御、利用外界因素的影响，达到预期目的。,靠离码头操纵概论,（2）靠离码头操纵与复杂航区及进出港操纵的主要区别靠离码头操纵在船舶及慢或没有速度（纵向）的情况下进行操纵；外界因素对船舶操纵的影响力达到最大值；靠离码头操纵考虑的最主要的外界因素是风和水的影响；从力学的力的方向角度分析，靠离码头操纵中主要研究和考虑的是横向力，一般情况下不考虑纵向力，慢速运动中的纵向力完全可以用车加以克服。,安全靠离码头先决条件,（）靠离码头操纵必须具备的先决条件在静水港船舶操纵设备产生的横动力（Fse）风力
32、最基本要求；如不能满足上述要求或接近临界值时，则毫不犹豫雇佣拖轮协助。Fse 风力、水动力的要求；虽然满足上述基本要求，有时还会出现离不开、靠不上或拢岸速度过快的危险局面，原因是：操纵者忽略或低估了运动中船舶受到水阻力（水动力）影响；没有意识到在操纵过程中，不同风舷角风力系数和风力的变化影响。,安全靠离码头先决条件,静水港吹拢风系柱甩尾离泊时，同样要考虑到在甩尾过程中的横移速度而产生的水动力及风舷角变化的影响。因此必须满足船舶的舵力转船力矩+螺旋桨偏心力转船力矩风力和水横动力转船力矩的基本要求。但要注意的是，如采取侧推外推防止船首触碰码头操纵时，侧推器所产生的转船力矩与舵力和螺旋桨偏心转船力矩
33、方向相反，将会抵消部分甩尾转船力矩，也有可能出现甩尾到一定角度后停滞不动的窘境原因；,安全靠离码头先决条件,在船舶掉头过程中，如Mse风力和水动力转船力矩且方向一致（顺或逆时针）时，船首将按操纵者的意图转船掉头；如Mse风力和水动力转船力矩时，船首将向相反反向偏转，当转至Mse=风力和水动力转船力矩，达到动平衡时才停止偏转并向受力一舷的相反方向漂移。,安全靠离码头先决条件,在靠离泊操纵的全过程都应使船舶操纵设备产生的横动力或转船力矩x（安全系数）风力、水动力或转船力矩。在实际运用中，操纵者不能直接参照设备所产生的最大的横动力和转船力矩评估船舶的操纵能力，通常应成以一个60%75%的安全系数，主
34、要原因：船舶吃水和吃水差的变化、靠离码头操纵时船舶处在运动状态、船舶操纵设备的老化和操纵者的操纵熟练程度等因素，使船舶的操纵设备所产生的动力和力矩不可能达到理论估算的最大值。因此，在对风力及风力力矩估算时，还要考虑到风的性质，必须进行突风率的修正。操纵者还要注意到本文提到的螺旋浆最大推力及偏心横向力、系柱舵力及其转船力矩都是以港速三转速来估算，如在靠离泊实际操纵中，用该转速操纵存在着一定风险，应特别谨慎。,安全靠离码头先决条件,由于靠离码头操纵船速都比较慢，可能会出现：在风力和水动力的作用下舵效急剧下降，特别在停车滞航时，对船舶的影响更大（高速旋转的螺旋浆切割了作用在舵叶上的水流），将产生巨大
35、的风压差，船舶就不可能保持理想的入泊或离泊角度，将会出现操纵困难甚至紧迫危险局面；强风中靠离码头操纵中，一旦失去可保向性，船舶处于失控状态而出现随风偏转和漂移，如不及时采取应急措施就是灾难性的后果。因此当风速大于可保向的极限风速，雇佣拖轮协助保驾是必不可少的安全措施。,安全靠离码头先决条件,满足上述基本要求仅仅说明船舶已具备靠离码头操纵的能力，还必须考虑到众多外界因素中的港口码头条件的限制，特别是水域长度、宽度能否满足水域宽度和长度船舶的长度+风、水流致漂移量+安全余量的要求；船舶靠离码头和掉头操纵的时间是否满足港内其它船舶安全通航的条件。船舶在系柱甩尾操纵时受力缆绳破断力系柱推力。,船舶操纵
36、力的估算,（1）备靠离码头操纵包括：车、舵、侧推、锚、缆等。（2）螺旋桨的推力和拉力分类螺旋桨的推力和拉力，可分为航行中的推、拉力和系柱推、拉力。由于靠离码头时的船速很小，接近船舶的系柱状态。因此，靠离码头操纵仅对系柱推（拉）力进行估算，它直接关系到船舶克服惯性制动的能力。,船舶操纵力的估算,（3）系柱推力估算。系柱推力可用下式进行估算：,船舶操纵力的估算,系柱推力系数,船舶操纵力的估算,（4）系柱拉力估算。相同转速的系柱拉力比系柱推力小,不同船型和状态差异很大,大约在55%75%左右，这主要取决于螺旋桨的构造、船型特征及状态。为了准确掌握同样转速下的推、拉力，最好的办法就是通过实船试验。“S
37、ZH”轮通过实船试验得出：相同转速的系柱拉力约是系柱推力的65%，因此系柱拉力也可以用TAS0.02K1D4n估算。（双车船舶系柱甩尾或原地掉头操纵时，操纵人员往往按该比率换算成进车或倒车的转速，以达到进、倒车的动平衡，在实际操纵中非常实用。如两个螺旋桨以同一工况推进或倒转，其推力或拉力则应是左右车的推力或拉力之和）。,船舶操纵力的估算,（4）船舶操纵设备所产生的横向力和转船力矩在船舶靠离泊操纵中，船舶设备所产生的横向力和转船力矩主要有：系柱舵力及转船力矩、螺旋桨偏心横向力及转船力矩、侧推推力及转船力矩、缆绳和锚的横向拉力及转船力矩；在借助外力拖轮时，还有拖轮的推拉力及转船力矩等。,船舶操纵力
38、的估算,系柱舵力的估算,船舶操纵力的估算,系柱舵力转船力矩的估算通过计算求得不同转速和不同舵角的舵力，系柱转船力矩大小的估算则取决于支点的位置。操纵者经常采用把头缆后移当作倒缆用，其目的就是增加转船力矩。如下图所示舵力转船力矩的估算可用下列公式计算：a=PaPacosPa-系柱舵力（公斤）；L-支点至盘面距离（米）；-舵角。a-系柱舵力转船力矩（公斤-米）；,船舶操纵力的估算,船舶操纵力的估算,推力偏心横向力的估算由于双车双桨的两个桨轴都不处在船舶首尾中线上，如两个螺旋桨工况不一样时，都会产生推力偏心横向力。操纵者只有掌握该横向力大小和偏转规律，才能在操纵时正确予以运用有助于靠离泊的操纵。当只
39、有单桨工作时“推力偏心横向力”=Pa/b；因bL/2，所以=（2Pa）/L；双桨一进一倒时的“推力偏心横向力”=1+2=2a(P1+P2)/L。从上式得知与进、倒车时螺旋桨的推力与拉力之和成正比；与螺旋桨轴线的垂直距离成正比；与船舶的长度成反比，方向取决于螺旋桨的工况。,船舶操纵力的估算,船舶操纵力的估算,推力偏心横向力的转船力矩估算 推力偏心横向力的转船力矩可根据公式Mf=(1b)+(2b)；根据力偶矩等效代换原理，因此还可用MT=2a(P1+P2)进行估算。式中：P-螺旋桨的推力；P1、P2左、右车推力；推力偏心横向力；a推力延长线与船舶重心得垂直距离；b螺旋桨至船舶重心G距离（L/2）；
40、Mf、MT推力转船力矩。如下图所示：,船舶操纵力的估算,侧推的推力及转船力矩的估算根据侧推器说明书所提供的马力或功率换算成推力，通常侧推器的推力按102马力=1吨力或75KW=1吨力进行估算。而侧推器的推力力矩则=侧推器的推力X侧推器至船舶重心距离。其他操纵设备拉力及转船力矩的估算有时船舶在靠离码头操纵时，还须利用缆绳和锚设备作为支点进行甩尾（首）离泊或调头，缆绳或锚的拉力取决于船体所受的外力或船舶操纵设备所产生的动力；转船力矩则=受力大小X受力中心至支点的距离。在此不作详细介绍。,船舶操纵力的估算,船舶操纵设备的最大横向操纵力的估算船舶最大横向操纵力通常是指船舶现有的设备所产生的横向动力，它
41、是评估判断靠离码头时船舶抵御风力、水动力等外界因素影响的主要依据。以“客滚船SZH”轮为例，通过计算该船操纵设备所产生的最大横向动力和转船力矩如表所示：,外力对船舶操纵的影响和估算,（）风力的估算首先应明确的是：船舶操纵中的风力与气象学中的风力是两个完全不同的概念。气象学中的风力（wind force）通常指空气水平方向流动的速度，其衡量的单位为米/秒（m/s）或节/小时（kn/hrs）；而船舶操纵中风力（wind stress）是指特定船舶处于一定运动状态的船舶水上船体部分所受到空气的动力,其单位为牛（N）或公斤（Kg）。风力的大小与风速、风舷角、水线以上受风面积及形状等有关，对水线上下侧面
42、积比达3左右客滚船靠离码头操纵的影响较大。在船舶资料中可查到正横受风的风力，如果船上没有现成的资料或求风舷角900时的风力，可用【Hughes】公式计算求得风力的估算，,外力对船舶操纵的影响和估算,外力对船舶操纵的影响和估算,（2）风力转船力矩(Transshipment of wind torque)操纵者应当熟悉掌握风力转船力矩的计算，分析受到风力的作用下船舶转船力矩的大小和运动规律，判断风对船舶操纵影响的主要依据。风力转船力矩表达形式：如果“船舶资料”中没有现成的风力转船系数，可参考类似船舶的风力转船系数。下图所示的就是油轮和集装箱船在不同装载状态下风力转船系数。但要注意的是，在参考其他
43、船舶料或教材中提供的数据，可能存在较大的误差，一定要有所甄别并在实践中验证。,外力对船舶操纵的影响和估算,外力对船舶操纵的影响和估算,不过，在通过计算已经求得风 力、风力作用中心及风力角时，风力转船力矩还可用按下式计算：M a=Fasin（G-a）Fa sin（L/2-a）如船舶在锚泊、靠泊或系浮一端固定时，风力转船力矩则应根据当时受力支点的不同分别计算：船首固定时：M aFa sina 船尾固定时：M aFa sin（L-a）式中：M a-风力转船力矩（公斤-米）-风动力角（风力与首尾线的夹角）；a-风力中心N至船首距离；G-船舶重心之首距离 L-船长；,外力对船舶操纵的影响和估算,水动力（
44、水阻力）(Hydrodynamic Forces)首先应纠正一些操纵者的误解，片面地认为只有在流的作用下才产生水动力和水动力转船力矩。船舶操纵中的水动力和水动力转船力矩指：在车、舵、锚、缆、侧推等船舶自身操纵设备和外力的作用下，船舶与周围的水产生相对运动，对船体形成一种水动力及转船力矩。水动力、水动力中心、与风力、风力中心类同。所不同的是：船体水下形状虽然弯曲，却是连续不间断,比水线上的结构简单的多；水的密度是空气密度的800多倍；由于船舶水下纵向和横向比相差很大，因此水动力角在80100度左右。,外力对船舶操纵的影响和估算,外力对船舶操纵的影响和估算,外力对船舶操纵的影响和估算,外力对船舶操
45、纵的影响和估算,水动力转船力矩(Hydrodynamic torque transshipment)水动力转船力矩表达形式:如已经求得水动力、水动力中心及水动力角时，水动力转船力矩还可用按下式计算：M=Fsin（G-a）Fsin（L/2-a）,外力对船舶操纵的影响和估算,如船在锚泊、靠泊或系浮一端固定时，水动力转船力矩则应根据当时受力支点的不同分别计算：船首固定时：M=Fsina；船尾固定时：M=Fsin（L-a）式中：M水动力转船力矩（kg-m）；水动力与首尾线的夹角；a水动力中心至船首距离；G船舶重心之首距离；L船长；,风力和水动力对靠离码头操纵的影响,风力和水动力对靠离码头操纵的影响主要
46、表现在：船舶的速度(纵、横向)、风致偏转、风致漂移及保向性能等，这也是船舶靠离码头操纵中最为关键的环节。船舶在靠离码头时受风力和水动力的纵向影响可用车加以克服，因此，在靠离码头操纵中不作分析探讨。风致偏转 船舶受到风力和水动力的共同影响会出现偏转现象。定量分析偏转规律，船舶在风中偏转主要取决于船舶重心（G）、风力作用中心（A）和水动力作用中心（W）三者之间的位置关系。如下图为船舶不同运动状态下的偏转类型，有助于分析船舶偏转规律：从船舶的运动状况来分，可分为静止中、前进中和后退中三种态势；从船舶受风方向来分，可分为正横前受风和正横后受风两种。如船舶左右舷构造上对称，左右舷受风所产生的偏转现象一样
47、，只不过方向相反而已；从船舶偏转趋向来分可分为迎风偏转或背风偏转。,风力和水动力对靠离码头操纵的影响,风力和水动力对靠离码头操纵的影响,船舶在风中的偏转规律可以归纳为：船舶在静止中或船速接近于零时，船舶将顺风偏转至接近风舷角1000左右并向下风漂移。船舶在前进中产生的偏转将受到风速、船速、及装载状态等因素的共同影响，掌握其规律就比较困难。通常，正横前来风，慢速、空船、尾倾、船首受风面积较大的船舶，船首顺风偏转；前进速度较大的船舶或满载或半载、首倾、船尾受风面积较大的船舶，船首将迎风偏转；正横后来风，船舶将呈现极强的迎风偏转性。船舶在后退中，在一定风速下并有一定的退速时，船舶迎风偏转。这就是我们
48、平常俗称的“尾找风”现象，正横前来风比正横后来风显著，左舷来风比右舷来风显著；倒退速度较低时，由于倒车的横向力的影响，船尾也不一定迎风。,风力和水动力对靠离码头操纵的影响,风致漂移（Wind-induced drift）船舶因风的直接作用和水阻力的间接作用下不仅产生偏转现象，还会导致船舶的横向位移运动称为风致漂移，也是船舶操纵中必须掌握的另一重要现象。停船时风致飘移 当运动中船舶动力的消失后，由于受到水的阻力的作用，最终使船舶处于静止状态保持正横附近方向受风并向下风飘移。停船时风致飘移速度可用经验公式估算。VY=0.041(Ba/Bw)Va式中：VY深水中横向飘移速度（m/s）；Va风速（m/
49、s）；(Ba/Bw)水线上下侧面积比；在实际操纵中，驾驶人员应根据本船不同吃水的(Ba/Bw)值计算船舶风致漂移速度，但要注意的是：不同的水深里船舶的漂移的速度也不一样，浅水中漂移的速度比深水中慢得多，据经验介绍上述计算公式适用于深水大于5倍以上的开阔水域，当H/D1.3时漂移的速度应成以0.55的系数。这些还有待驾驶人员平时的经验积累和体验。,风力和水动力对靠离码头操纵的影响,航行中正横风致飘移的估算 根据试验结果，航行中船舶受到正横风影响而产生的漂移速度可用经验公式估算，即：VY=0.097(Ba/Bw)e-0.14 VxVa；式中：VY航行中风致飘移速度（kt/h）；Va风速（m/s）；
50、(Ba/Bw)水线上下面积比；e2.71828称为欧拉数，很多增长或衰减过程都可以用指数函数 模拟。风压差0 的估算 航行中船舶正横受风的风压差估算0=tan-1 VY/VX。式中：0 风压角（度）；VX有风时船速（节）VY船舶航行中横向漂移速度（节）。,风力和水动力对靠离码头操纵的影响,风力和水动力对靠离码头操纵的影响,风力和水动力对靠离码头操纵的影响,船舶在强风中操纵可保向性 影响船舶在强风中保向性能的因素是多方面的，风力、风舷角、船速等是主要因素，还与船舶的装载状态、水上下侧面积比、舵角大小等因素有关。因此不同船舶在强风中保向性能相差甚远。客滚船的特殊船型特征、双车双舵的特点等使其保向性
