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摘要：吊拖大型锚泊船时，吊拖作业中的两船船位始终保持在风流合力线上，被拖锚泊船在风流合力、锚泊力、拖船拖力的联合作用下保持稳定。转流时，两船随风流变化的影响下围绕被拖船船首的锚泊点做近视圆周运动，利用同心圆角速度相等的原理操纵船舶，从而保证锚泊船舶的安全。
关键词：船位 风流合力线 风流合力 锚泊力 拖船拖力
0 引言
2014年7月31日，大型集装箱船“日邮忠爱”轮主机故障失去动力，在洋山深水港应急抛锚待救。在台风“娜基莉”的影响下，天气海况十分恶劣，“日邮忠爱”轮极易发生走锚，造成船舶碰撞或搁浅事故，将会给洋山深水港带来不可估量的损失。险情就是命令，目前国内最先进的全天候远洋专业救助船“东海救101”轮接到应急抢险救助指令后，迅速抵达洋山深水港，根据现场具体情况，果断采取吊拖作业的应急抢险救助措施，防止大型集装箱船“日邮忠爱”轮发生走锚事故，保证了洋山深水港的安全。
笔者作为一名资深船长，有着几十年的海上拖航经验，多次参与该类型的应急抢险救助任务。经过多年的总结与分析，掌握了锚泊船在风、流影响下特殊的运动规律，总结拖船操纵方法，为拖船驾驶员提供吊拖作业的理论指导，提高吊拖大型锚泊船作业的安全系数，供业内人士参考指正。
1 吊拖作业的基本原理
1.1 吊拖大型锚泊船的风险
吊拖大型锚泊船的一般做法是操纵拖船，控制其船位和被拖船处在同一风流合力线上，拖船对被拖船施加一定的拖力从而避免被拖船因锚泊力不够发生走锚的危险。转流时，流速缓慢、流向变化快，光凭锚泊力已足够保证大型船舶的锚泊安全，拖船驾驶人员只需操纵船舶跟随被拖船，使其船位保持在被拖船的艏艉线上即可（如下图所示）。但在多数实际操纵过程中，被拖船艏向随流向转变发生明显变化后，拖船才会发现并采取必要的跟随措施，此时两船的相对位置已发生变化（拖船船位处于“位置1”而被拖船已位移至“位置2”），拖船在受风流的影响下压向被拖船的一侧，此时用车、舵、侧推转向使拖船整体船位往上流方向横移是非常困难的，可能会导致拖船压向被拖船造成碰撞危险。
1.2 吊拖大型锚泊船的操纵原理
正常情况下，吊拖作业中的两船船位始终保持在风流合力线上，被拖锚泊船在风流合力、锚泊力、拖船拖力的联合作用下保持稳定，保证锚泊安全。
转流时，两船随风流变化的影响下围绕被拖船船首的锚泊点做近视圆周运动，利用同心圆角速度相等的原理操纵船舶。（如下图所示）
V1：被拖船圆周运动线速度，V2：拖船圆周运动线速度，：被拖船圆周运动角速度，：拖船圆周运动角速度， ：被拖船圆周运动半径，：拖船圆周运动半径。
被拖船如图示位置处：
拖船如图示位置处：
式中同心圆角速度相等：
即可估算：在被拖船转头角速度变化下，拖船需要达到相对应的线速度V2，才能保证其处于被拖船的艏艉线上，两船船位相对稳定状态。此为吊拖大型锚泊船作业理论依据。
1.3 吊拖大型锚泊船的操纵方法
吊拖大型锚泊船的操纵方法为：拖船施加一定的拖力，保证被拖锚泊船在锚泊力不足情况下的锚泊安全。转流过程中，两船以被拖船船首锚泊点为圆心做圆周运动，保持两船船位动态稳定，保证被拖锚泊船不发生走锚的危险。实际的操作过程中，被拖船的转头角速度ω可以读取其AIS信息中ROT（转头角速度）的数值;利用公式“V=R×ω”估算拖船所需的移动速度V（R：拖船到被拖船船首锚泊点的距离）;拖船使用车、舵、侧推使其移动速度V达到该参考值，与被拖船保持相同的角速度ω，拖船和被拖船始终处在同一位置线上，两船船位处于相对稳定状态。
2 案例分析
2.1 基本情况介绍
2014年7月31日，大型集装箱船“日邮忠爱”轮，船长294米，船宽32米，主机故障失去动力，在洋山深水港应急抛锚待救。受台风“娜基莉”的外围影响，现场海况：西北风7～8级，浪高2～3米，情况十分的危急。受洋山港海事局交管中心的委托，东海救助局全天候远洋专业救助船“东海救101”轮迅速赶赴现场执行应急抢险救助任务。“东海救101”轮到达洋山深水港后，船长根据现场具体情况，果断采取吊拖“日邮忠爱”轮的应急抢险措施，连续120小时不间断作业，防止大型集装箱船“日邮忠爱”轮发生走锚事故，确保了洋山深水港的安全。
2.2 图解吊拖作业的操纵方法
为了安全有效地完成吊拖大型锚泊船“日邮忠爱”轮的任务，“东海救101”轮船长通过作图的方式分析两船在受风流影响下的运动趋势。
情形1：外界风流合力方向以及两船相对位置如图“情形1”所示。分析可知，如果风流合力>难船最大的锚抓力，则被拖船对拖船的拉力F1为二者的差值，如果风流合力<难船的锚抓力，则F1为0。吊拖作业过程中，根据风流强弱的变化，拖船合理调整拖力大小抵消被拖船对其的拉力F1，保证被拖船的锚泊安全。
情形2：转流时，随着风流方向发生变化，被拖船开始转向，而拖船采取转向措施的时机往往会滞后于被拖船转向时间，受风流合力的影响，两船的相对位置如图“情形2”所示，由此可知在f2与f4形成的合力矩作用下，拖船船首向将会向左偏转，因此拖船整体船位有压向左下方的趋势。
情形3：被拖锚泊船受风流的影响下继续向右转向，两船的相对位置如图“情形3”所示，此时仅凭拖船自身动力采取向右转向措施所产生的转船力矩可能不足以克服f2与f4产生的力矩和，将会导致拖船继续被压向左下方的危险，造成倒拖的局面，极易产生碰撞危险。
情形4：为了避免图“情形3”所造成的危险局面，拖轮采取快速释放主拖缆，消除f2的转船力矩，或者增加辅助拖轮，添加向右的转船力矩，克服f4的影响。在风大流急的情况下甚至需要以上两种措施同时使用才能将拖船的船首有向右移动的趋势，从而保证拖轮船首右转至如图“情形4”所示的相对位置，进而将拖船船位横移到被拖船前方的艏艉线上，如图“情形1”所示;最后适当调整缆绳长度，使其合理受力，确保被拖船的锚泊安全。
2.3 吊拖“日邮忠爱”轮过程中发生的险情
8月2日上午，转流过程中“东海救101”轮没有很好的控制好艏向，与“日邮忠爱”轮的转头角速度明显不一致，“东海救101”轮的转向向右横移速度过慢，导致拖船整体船位快速压向左舷，两船处于图“情形2”的状态，仅仅依靠拖船自身动力已无法避免危险局面，情况十分的危急。关键时刻“东海救101”轮船长沉着冷静，立即指令在旁守护的5000HP港作拖轮顶推“东海救101”轮左舷，将整体船位横移至“日邮忠爱”轮的艏艉线上，避免了碰撞事故险情的发生。
2.4 总结经验，圆满完成吊拖大型锚泊船的任务
“东海救101”轮在吊拖大型锚泊船“日邮忠爱”轮过程中，吸取发生险情的教训，不断总结分析，严格按照预定的操纵方案，根据当地潮汐以及风流的变化，对转向趋势进行预判，控制船位，使“东海救101”轮与难船“日邮忠爱”轮始终保持在图“情形1”所示的相对位置，避免了危险局面的再次发生，顺利完成大型集装箱“日邮忠爱”轮的应急抢险救助任务。
3 结束语
随着国家对海洋安全意识的重视，资金的投入、科技的发展、设备的完善、人员素质的提升;我国远洋专业救助船与时俱进，无论是救援装备还是救援方式都更加地科学化、安全化、专业化。面对处于无动力状态下的大型锚泊船的应急抢险任务中，我们不断探索与研究，采取以吊拖作业为主的救援手段，取得了很好的实际效果。同时，伴随着海洋资源的开发，海上钻井、勘探、生产平台的数量不断增多;平台吊拖就位、平台拖航、平台守护等任务不断增加;拖船所扮演的角色也越来越重要。希望本文所述的吊拖大型锚泊船的操纵方法能够广泛应用于类似任务中去，从而增添一道牢固的海上安全防线。
关键词：船位 风流合力线 风流合力 锚泊力 拖船拖力
0 引言
2014年7月31日，大型集装箱船“日邮忠爱”轮主机故障失去动力，在洋山深水港应急抛锚待救。在台风“娜基莉”的影响下，天气海况十分恶劣，“日邮忠爱”轮极易发生走锚，造成船舶碰撞或搁浅事故，将会给洋山深水港带来不可估量的损失。险情就是命令，目前国内最先进的全天候远洋专业救助船“东海救101”轮接到应急抢险救助指令后，迅速抵达洋山深水港，根据现场具体情况，果断采取吊拖作业的应急抢险救助措施，防止大型集装箱船“日邮忠爱”轮发生走锚事故，保证了洋山深水港的安全。
笔者作为一名资深船长，有着几十年的海上拖航经验，多次参与该类型的应急抢险救助任务。经过多年的总结与分析，掌握了锚泊船在风、流影响下特殊的运动规律，总结拖船操纵方法，为拖船驾驶员提供吊拖作业的理论指导，提高吊拖大型锚泊船作业的安全系数，供业内人士参考指正。
1 吊拖作业的基本原理
1.1 吊拖大型锚泊船的风险
吊拖大型锚泊船的一般做法是操纵拖船，控制其船位和被拖船处在同一风流合力线上，拖船对被拖船施加一定的拖力从而避免被拖船因锚泊力不够发生走锚的危险。转流时，流速缓慢、流向变化快，光凭锚泊力已足够保证大型船舶的锚泊安全，拖船驾驶人员只需操纵船舶跟随被拖船，使其船位保持在被拖船的艏艉线上即可（如下图所示）。但在多数实际操纵过程中，被拖船艏向随流向转变发生明显变化后，拖船才会发现并采取必要的跟随措施，此时两船的相对位置已发生变化（拖船船位处于“位置1”而被拖船已位移至“位置2”），拖船在受风流的影响下压向被拖船的一侧，此时用车、舵、侧推转向使拖船整体船位往上流方向横移是非常困难的，可能会导致拖船压向被拖船造成碰撞危险。
1.2 吊拖大型锚泊船的操纵原理
正常情况下，吊拖作业中的两船船位始终保持在风流合力线上，被拖锚泊船在风流合力、锚泊力、拖船拖力的联合作用下保持稳定，保证锚泊安全。
转流时，两船随风流变化的影响下围绕被拖船船首的锚泊点做近视圆周运动，利用同心圆角速度相等的原理操纵船舶。（如下图所示）
V1：被拖船圆周运动线速度，V2：拖船圆周运动线速度，：被拖船圆周运动角速度，：拖船圆周运动角速度， ：被拖船圆周运动半径，：拖船圆周运动半径。
被拖船如图示位置处：
拖船如图示位置处：
式中同心圆角速度相等：
即可估算：在被拖船转头角速度变化下，拖船需要达到相对应的线速度V2，才能保证其处于被拖船的艏艉线上，两船船位相对稳定状态。此为吊拖大型锚泊船作业理论依据。
1.3 吊拖大型锚泊船的操纵方法
吊拖大型锚泊船的操纵方法为：拖船施加一定的拖力，保证被拖锚泊船在锚泊力不足情况下的锚泊安全。转流过程中，两船以被拖船船首锚泊点为圆心做圆周运动，保持两船船位动态稳定，保证被拖锚泊船不发生走锚的危险。实际的操作过程中，被拖船的转头角速度ω可以读取其AIS信息中ROT（转头角速度）的数值;利用公式“V=R×ω”估算拖船所需的移动速度V（R：拖船到被拖船船首锚泊点的距离）;拖船使用车、舵、侧推使其移动速度V达到该参考值，与被拖船保持相同的角速度ω，拖船和被拖船始终处在同一位置线上，两船船位处于相对稳定状态。
2 案例分析
2.1 基本情况介绍
2014年7月31日，大型集装箱船“日邮忠爱”轮，船长294米，船宽32米，主机故障失去动力，在洋山深水港应急抛锚待救。受台风“娜基莉”的外围影响，现场海况：西北风7～8级，浪高2～3米，情况十分的危急。受洋山港海事局交管中心的委托，东海救助局全天候远洋专业救助船“东海救101”轮迅速赶赴现场执行应急抢险救助任务。“东海救101”轮到达洋山深水港后，船长根据现场具体情况，果断采取吊拖“日邮忠爱”轮的应急抢险措施，连续120小时不间断作业，防止大型集装箱船“日邮忠爱”轮发生走锚事故，确保了洋山深水港的安全。
2.2 图解吊拖作业的操纵方法
为了安全有效地完成吊拖大型锚泊船“日邮忠爱”轮的任务，“东海救101”轮船长通过作图的方式分析两船在受风流影响下的运动趋势。
情形1：外界风流合力方向以及两船相对位置如图“情形1”所示。分析可知，如果风流合力>难船最大的锚抓力，则被拖船对拖船的拉力F1为二者的差值，如果风流合力<难船的锚抓力，则F1为0。吊拖作业过程中，根据风流强弱的变化，拖船合理调整拖力大小抵消被拖船对其的拉力F1，保证被拖船的锚泊安全。
情形2：转流时，随着风流方向发生变化，被拖船开始转向，而拖船采取转向措施的时机往往会滞后于被拖船转向时间，受风流合力的影响，两船的相对位置如图“情形2”所示，由此可知在f2与f4形成的合力矩作用下，拖船船首向将会向左偏转，因此拖船整体船位有压向左下方的趋势。
情形3：被拖锚泊船受风流的影响下继续向右转向，两船的相对位置如图“情形3”所示，此时仅凭拖船自身动力采取向右转向措施所产生的转船力矩可能不足以克服f2与f4产生的力矩和，将会导致拖船继续被压向左下方的危险，造成倒拖的局面，极易产生碰撞危险。
情形4：为了避免图“情形3”所造成的危险局面，拖轮采取快速释放主拖缆，消除f2的转船力矩，或者增加辅助拖轮，添加向右的转船力矩，克服f4的影响。在风大流急的情况下甚至需要以上两种措施同时使用才能将拖船的船首有向右移动的趋势，从而保证拖轮船首右转至如图“情形4”所示的相对位置，进而将拖船船位横移到被拖船前方的艏艉线上，如图“情形1”所示;最后适当调整缆绳长度，使其合理受力，确保被拖船的锚泊安全。
2.3 吊拖“日邮忠爱”轮过程中发生的险情
8月2日上午，转流过程中“东海救101”轮没有很好的控制好艏向，与“日邮忠爱”轮的转头角速度明显不一致，“东海救101”轮的转向向右横移速度过慢，导致拖船整体船位快速压向左舷，两船处于图“情形2”的状态，仅仅依靠拖船自身动力已无法避免危险局面，情况十分的危急。关键时刻“东海救101”轮船长沉着冷静，立即指令在旁守护的5000HP港作拖轮顶推“东海救101”轮左舷，将整体船位横移至“日邮忠爱”轮的艏艉线上，避免了碰撞事故险情的发生。
2.4 总结经验，圆满完成吊拖大型锚泊船的任务
“东海救101”轮在吊拖大型锚泊船“日邮忠爱”轮过程中，吸取发生险情的教训，不断总结分析，严格按照预定的操纵方案，根据当地潮汐以及风流的变化，对转向趋势进行预判，控制船位，使“东海救101”轮与难船“日邮忠爱”轮始终保持在图“情形1”所示的相对位置，避免了危险局面的再次发生，顺利完成大型集装箱“日邮忠爱”轮的应急抢险救助任务。
3 结束语
随着国家对海洋安全意识的重视，资金的投入、科技的发展、设备的完善、人员素质的提升;我国远洋专业救助船与时俱进，无论是救援装备还是救援方式都更加地科学化、安全化、专业化。面对处于无动力状态下的大型锚泊船的应急抢险任务中，我们不断探索与研究，采取以吊拖作业为主的救援手段，取得了很好的实际效果。同时，伴随着海洋资源的开发，海上钻井、勘探、生产平台的数量不断增多;平台吊拖就位、平台拖航、平台守护等任务不断增加;拖船所扮演的角色也越来越重要。希望本文所述的吊拖大型锚泊船的操纵方法能够广泛应用于类似任务中去，从而增添一道牢固的海上安全防线。