14万吨级超大型邮轮掉头靠泊三亚凤凰岛码头的操纵与思考

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  摘 要:三亚凤凰岛15万吨级3#泊位邮轮码头于2015年9月建成试运行,并于当年10月第一次迎来了掉头靠泊最大的14万吨级“海洋航行者”号邮轮,本文根据邮轮的实际操纵经验以及三亚凤凰岛邮轮港水域的实际情况,介绍超大型邮轮如何掉头安全靠泊的操纵过程,以供有关驾引人员参考。
  关键词:超大型邮轮;掉头靠泊;操纵
  中图分类号:U675          文献标识码:A            文章编号:1006—7973(2021)10-0120-04
  三亚凤凰岛15万吨级3#泊位邮轮码头于2015年9月建成试运行,2015年10月份14万吨级“海洋航行者”号邮轮完成了第一次靠泊, 由于当时其回旋水域有锚泊船影响,不能顺利在其回旋水域掉头靠泊,根据当时的水域情况以及邮轮的操纵特性,采取了在进入航道之前掉头倒向航行靠泊的方案,安全平稳地将邮轮靠上了码头,为海南三亚国际邮轮母港揭开了新的一页,具有里程碑的意义。第一次掉头靠泊此14万吨级邮轮,由于码头前沿水城有限,通航条件复杂,我们结合自身的实际操纵经验介绍超大型邮轮如何利用自身的船舶操纵特性克服外界不利条件的影响以达到安全掉头靠泊的目的。
  1引航实例
  2015年10月2日14:00,“海洋航行者”超大型邮轮掉头三亚凤凰岛国际邮轮码头3#泊位(右舷靠泊)。
  “海洋航行者”号船舶总吨GT:138194.T;船舶净吨NT:108654.T;最大吃水D:9.1m;总长LOA:311.1m;总宽B:38.6m;净空高Air draft:63.45m;驾驶台到船首距离:51.5m;驾驶台到船尾距离259.6m;主机动力3×14MW=42000kw/57540hp;前侧推:2×3000kw/4110hp;后侧推:2×3000kw/4110hp;可以用侧推器时的最大船速为9.0kn;海上最大航速22.8kn;运营航速22.0kn;港内RPM为90时船速14.0kn;保向最小船速为4.0kn。
  2通航环境分析
  2.1气象
  根据三亚气象局记录统计,三亚港海区年平均气温25℃;多年平均降雨量为1254.7mm,降雨主要集中5~10月份,占全年90%;全年以NE和E风为主,分别占全年13%和13.2%频率,平均以冬季ENE向为最大,为4.2m/s,次之有NE和SSE向,为3.8m/s;台风影响主要在5~11月,台风最大风速达到45m/s,平均每年约2~3个台风频率影响到本海区;三亚海区未曾有雾影响到船舶通航的记录。
  2.2水文
  三亚潮汐属不正规日潮性质,一个月中,日潮约占14天,半日潮约占11天,平均潮差0.86m,最大潮差2.14m,涨潮平均历时11小时32分,落潮平均历时7小时24分,历年最高潮位达2.58m,历年最低潮位达﹣0.49m。
  三亚湾波况是以SE和SSE向浪占优势,夏季主要有SW和SSW向浪影响,其平均波高为0.48m,平均周期3.5S最大波高达4.0m,最大周期7.6s。
  三亚湾到鹿回头岬角之开敝区域以往复性潮流为主,潮流强度最大流速均不超过0.8m/s、潮位过程和流速过程对应良好,最高潮位和最低潮位阶段流速最大,为典型的前进波往复性潮流。高潮位后3-4小时由西北流转向东南流,低潮位后4-5小时由东南流转与西北流,低潮位阶段以东南流为主,高潮位阶段以西北流为主,东南流流速略大于西北流。
  2.3港口与航道
  三亚港是我国最南端的沿海港口,三亚凤凰岛邮轮港是三亚港进港航路左边线上白排礁的基础上人工填岛而形成的南中国最大邮轮母港,也是海南省南部地区的旅客交通枢纽中心。
  港外由西以角岭所在经度线为界,南以鹿回头角所在纬度线为界,港口周围有东、西瑁洲两岛,同时城市周围有南也岭、大会岭、石岭、金鸡岭等高山自然形成了港外屏障,而凤凰岛港内对面有小青州岛也自然形成了港内屏障,内外港区水域宽阔、水深适宜,避风条件良好。
  三亚凤凰岛邮轮港现有2#、3#、4#、5#、6#,1#泊待建,2#(8万吨级)已经运营11年、3#(15万吨级)于2015年9月试运营、4#(15万吨级)、5#、6#(22万吨级)码头前沿已完工,码头設施有待于完善。2#泊位长度为130m,码头前沿回旋水域直径D=536m,于2005年已经投入使用;3#泊位位于一期人工岛2#泊位SW侧,几乎与2#泊位码头同一条线,3#泊位长度380m,水深11.3m,掉头区与2#泊位掉头区交汇贯通,其回旋水域直径D=590m,航道宽度172m,长度为1200m,其掉头区对面是小青洲岛、海洋局码头、边检码头;3#、4#、5#、6#泊位同属于一条岸线、4#、5#、6#泊位码头岸线已经筑好,配套设施还没有完工。
  2.4导助航设施
  (1)东岛(东瑁洲)位于白排灯桩西南方约4nmile处,岛上有南北西峰,南峰高61.2m,北峰高48.9m。
  (2)西岛(西瑁洲)位于东岛(东瑁洲)西北方约3nmile处,南部山峰高123m、山顶上设有一灯柱,是船舶识别三亚港的良好目标。
  (3)白排灯柱位于三亚港主航道北侧。
  (4)大洲(小青州)位于三亚港主航道南侧,其西北部有一高10.5m的显著磊石。
  (5)三亚港主航道设有引导灯柱一组,两标一线方位071.5?/251.5?。
  3进港操纵
  3.1进港航行与掉头靠泊操纵(图3)
  3.2进港航行
  如上图2、图3所示,邮轮由引航锚地至三亚凤凰岛的航路上航行,所经水域较与宽阔,水深适宜,没有较大的急流乱流影响到邮轮航行,并且有三亚湾、东西岛、鹿回头湾形成了环抱,地理环境避风条件非常良好,港口设备和助航设施完善,邮轮可昼夜进出港。由于邮轮受风面积较大,如果NE风达到5-6级时最好直接左航靠泊,免掉头。   邮轮到引航锚地引航员登轮时速度约6-7kn、令航首向对准三亚灯塔,航向取045?,航行约3海里之后,令船首向对准三亚港导标线,航向取071.5?,因为三亚港前段航道至三亚凤凰岛2#泊位掉头区长1400m,航道宽172m,低标高为﹣10m,该前段航道与三亚凤凰岛港一起共用航道,取071.5?航向航行约1200m之后进三亚凤凰岛3#泊位掉头区准备掉头操纵。
  3.3邮轮顶推力(侧推器)与风流压力的比较
  为了实现对邮轮运动的有效控制,邮轮侧推器所产生的推拉力应大于船舶在最不利横流和横风影响下所受到的合力。
  (1)最不利風压力为:
  Fa.max=?a×Ca×Va?×Ba/2(风航角?=90°)
  式中:Fa为风动压力;?a为空气密度,取1.229kg/m?;Ca为风动压力系数,取1.0;Va为相对风速,m/s;Ba为水线以上船体侧面投影面积。
  Ba=11921  Sq.m2(船舶资料提供),根据邮轮靠离泊作业规范与相关规定允许邮轮在6级风以下靠泊,为此Va相对风速取6级时,Va=13.8m/s。
  Fa.max=1.226×1.0×13.82×11921/2=1391654.N
  (2)最不利流压力Yw.max估算式为:
  Yw=?w×Cwy×Vw2×L×d/2
  式中,?w为水密度,取1025kg/m3;Yw为横向水动力;Cwy为水动力横向分力系数;Vw为船与水的相对运动速度;L为船舶两柱间卡;d为船舶吃水。
  经查相关经验图标取Cwy为1.0,根据当地最大流速取Vw=1.0m/s,L两柱间长为275m,吃水d为9m,Yw.max=1025×1.0×1.02×275×9/2=1282531N,因此,邮轮在最不利的横风及横流影响下所受的合力为:Fmax=Fa.max+ Yw.max =2674185N,而根据侧推器工作马力所产生的顶推力推算,4000hp的侧推器可以产生顶推力为529.2kn,该轮所有侧推器所产生的顶推力为4×529.2kn=2116800n,目前在实际掉头中还有一艘Z型4500hp拖船协助,相当于顶推力为600kn,也相当于拉力为560kn,为此推算出合计总顶推力529.2×4+600=2716.8kn,推算出合计总拉力529.2×4+560=2676.8kn;两者(总顶推力、总拉力)均大于Fmax,为此邮轮侧推器的配备与一艘Z型4500hp拖轮满足该轮的靠泊。同时还可令邮轮操满舵,令一车进,一车退,也可以加快邮轮的转向角速度加大力矩克服相应的风流压力影响。为此理论上,邮轮在正常的气象水文下完全可以克服相应的风流压力影响安全靠泊。
  3.4邮轮掉头靠泊操纵
  3.4.1掉头
  由于泊位3#码头前沿水域有限,也有小渔船、小游艇的干扰,控制好掉头时间及掉头时的初始进泊船位、余速是掉头靠泊操纵的关键。超大型邮轮受风面积大一般采用船首迎风掉头,冬季NE风时向左掉头,夏季SE风时可向右掉头。
  通常掉头初始位置一般应距码头左船横距为200m,当驾驶台3#泊位码头角相平时,此时船速为1.5-2Kn,当冬季NE/3级时,令左车进一,左车退一,同时操左满舵,令首侧推向左,尾侧推向右,密切观察邮轮的转向角速度,一般控制小25°/min,同时根据对船位的变化预判决定你将如何调整使用车、舵、侧推器,一般预测当邮轮向左旋转90°时,船首距码头的纵向距离至少为50m,此时余速约为0kn,转向角速度仍然保持小于25°/min继续向左旋转,当邮轮向左旋转180°时,船首向与码头岸线平行,此时邮轮与码头3#号泊位的横距约50m,控制好邮轮的横向速度(小于1kn为佳),同时也调整好船位进行进泊操纵;密切关注邮轮前后船速,随时用车进行微调,同时也要用前后侧推器让邮轮保持与码头线平行。
  3.4.2靠泊
  根据经验公式估算,通常在风力小于5级,流速小0.5kn时,大型邮轮靠泊所需的侧推、拖轮合功率为船舶总吨的10%GT,这样“海洋航行者”号轮靠泊所需的侧推功率为1.4万马力,而其自身实际配备了4×4110hp=16440hp,还是有一定的富余量。邮轮码头前沿的水域有限,小型游艇、小渔船航行干扰严重,所以也要控制好入泊速度与邮轮的纵向速度;在靠泊的最后阶段,如遇有强拢风的影响时最好令拖轮带上缆同时做好拖的准备,由于邮轮侧推器顶推至待拉状态响应时间较短,操作起侧推器比较灵活,我们必须充分发挥其动率,使邮轮确保一定的横向移动速度靠向码头,同时要留有一定的时空让侧推器做功使邮轮平行靠泊速度小于0.1kn(约8cm/s),最后邮轮靠拢上码头后,让侧推器向内舷顶推,尽量让邮轮船体与码头平行且船舶前后均无旋转惯性。
  4航行操纵注意事项
  (1)三亚港小型游艇与小渔船进出三亚航船道频繁,邮轮必须保持一定的安全距离通过,尤其是掉头操纵时要控制好船舶转向角速度。
  (2)当吹拢风风力达到5级及5级以上时,有必要左舷船尾带上拖缆做好起拖拉的准备,主要是应急时起拖用。
  (3)邮轮侧推器动率较大,带缆艇靠近邮轮接大船缆绳时应与引船员做好沟通,引航员根据实际情况选择合适的时机,就是尽量避免当侧推器在向外舷排水时带缆艇靠近邮轮。
  (4)超大型邮轮受风面积非常大,应密切关注天气的变化,尤其是台风天气,应做各种应急预防工作,一般应是避台而不是防台、抗台。
  (5)三亚港与三亚凤凰岛码头的航道为共用进港航道,三亚凤凰岛的2#、3#泊位的掉头区也与该航道交汇重叠,需要我们驾引人员谨慎驾驶,加强沟通联系过往船舶,确保足够的安全距离。
  5结语
  随着海南自贸港建设的向前推进,三亚邮轮母港建设也取得一定的成效,我们应把握此千载难逢的机会,以打造海南引航新品牌和展现海上国门第一形象为已任,与港航业人士一道同舟共济,为海南三亚国际邮轮母港建设将全面履行引航服务效率更高、质量更好、安全更有保障的目标迈进。
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