装备吊舱式电力推进器邮船标准操纵用语

蔡 斌, 蔡飞飞

(上海港引航站, 上海 200082)

装备吊舱式电力推进器邮船标准操纵用语

蔡 斌, 蔡飞飞

(上海港引航站, 上海 200082)

通过分析实际操纵吊舱式电力推进器过程中遇到的一些问题，提出相应的建议。为保障装备吊舱式电力推进器邮船的安全，必须制定规范的操纵用语，只有如此才能以此为基础构建有效的驾驶台团队合作，形成良性的互动和监督机制，为装备吊舱式电力推进器的邮船提供安全保障。

水路运输； 邮船； 操纵； 吊舱式电力推进器； 安全

Abstract: A series of new issues happening during piloting cruise ships with podded electric propulsion are analyzed and how to ensure the safety of the cruise ship piloting is investigated and, then, suggests that the pilots should be familiar with the characteristics of podded electric propulsion and master its manipulation skills. It concludes with the proposal that a set of standardized maneuvering terminology should be defined, which will be the foundation of effective collaboration of the bridge team. The mechanism of mutual supervision can also better develop with the command standardization so that the arriving/departing cruise ship will enjoy higher safety.

Keywords: waterway transportation; cruise ship； ship handling； podded electric propulsion； safety

据统计，近30 a来全球邮船经济发展迅速，邮船数量以年均8.6%的速度增长。[1]以上海港为例，近几年的邮船到港数量以年均近50%的速度增长，一些邮船航行安全问题，特别是装备吊舱式电力推进器(以下简称“吊舱推进器”，见图1)邮船的航行安全问题日益凸显。为最大程度地确保邮船安全航行，驾驶员和引航员需及时、全面地掌握吊舱式电力推进器的使用技巧，充分发挥团队优势以有效利用驾驶台资源进行良好的交流与合作。

1 吊舱推进器的发展概况

1989年，芬兰克瓦纳·马萨船厂和ABB公司为满足芬兰海事局对破冰船任意方向航行的需求，提出吊舱推进器的概念，将推进器设计成可在水平任意方向上推进。1990年，航道维护船“SEILI”轮经过改装，成为世界上第一艘安装吊舱推进器的船舶。此后，吊舱推进器被广泛应用于邮船、军舰、科考船和破冰船等多种类型船舶中。[2]近些年，新建的邮船中约有80%采用双吊舱或多吊舱的推进方式(多吊舱型一般由2台吊舱推进器提供矢量推力)，这里以双吊舱推进器为例进行阐述。

图1 吊舱式电力推进器

2 吊舱推进器的优点

与常规推进器相比，吊舱推进器因结构特殊而具有以下优点：

1) 车舵一体，设计自由度和灵活性强。

2) 没有主机和长艉轴，节省舱室空间。

3) 可独立制造，方便安装。

4) 可进行矢量推进，性能优势明显。

5) 螺旋桨位于转轴前，采用拖拉式推进，可有效改善空泡性能，降低水动力噪声，减少振动。[3]

6) 降低废气排放，具有更佳的燃油经济性，在节能环保方面有明显的优势。[4]

3 采用吊舱推进器邮轮的性能与操纵

3.1旋回性

安装吊舱推进器的船舶通过改变推进器的推力方向获取转船力矩，相较于传统的通过舵力获得转船力矩的船舶，其力矩更大、旋回性更好。以邮船的姐妹船“FANTASY”轮和“ELATION”轮为例，前者采用传统的双车双舵系统，后者安装有2台吊舱推进器装置，全速旋回时，后者的旋回初径只有前者的70%左右[5]，可见配备吊舱推进器船舶的旋回性更好。3.2停船性能

以“QUANTUM OF THE SEAS”轮和“COSTA ATLANTICA”轮为例，其紧急停船数据见表1。

表1 “QUANTUM OF THE SEAS”和“COSTA

据统计，万吨级船舶的倒车冲程为6～8倍船长，5万吨级船舶的倒车冲程为8～10倍船长[6]，可见配备吊舱推进器的船舶具有更好的停船性能。

3.3最大横向有效推力的获取

双吊舱推进器通常安装在艉部，对称分布于艏艉线两侧，船体结构对吊舱推进器的有效推力有显著的影响(见图2)。

图2 双吊舱推进器的矢量推力分布

图2中:当一台吊舱推进器排出流的方向指向船舶中心线或另一台吊舱推进器时，排出流受阻排出不畅，导致推进器的有效推力大幅度下降；此外，有效推力还会因2台吊舱推进器吸入流与排出流相互影响而产生变化。试验结果表明，当2台吊舱推进器相互错开时，采用图3中的角度全速推进可获得向左的最大横向有效推力。若要获得向右的最大有效横向推力，则左右吊舱推进器的推进角度与图3中的角度相反。

图3 横向最大推进(向左)

3.4紧急停船的操纵

以“QUANTUM OF THE SEAS”轮紧急停船操纵为例。首先将操纵方式由“巡航”切换为“操纵”，此时吊舱推进器的输出功率将由20 500 kW自动被限制为10 000 kW；接着将2台吊舱推进器向外舷转至45°，等待船速下降(见图4)；当船速<15 kn后，继续将2台吊舱推进器向外舷旋转至指向艉部，并保持螺旋桨为最大转速，直至停船(见图5)。

图4 2台推进器分别向外舷转45°

图5 2台推进器分别向外旋转至指向艉部

由以上分析可知，吊舱推进器因在设计和性能方面具有一定优势而获得许多新建大型邮船的青睐，但在实际的船舶操纵中还应充分意识并兼顾到吊舱推进器特殊的操纵方式。

4 装备吊舱推进器的邮船在实际操纵中遇到的问题及分析

装备吊舱推进器的邮轮虽然具有较好的操纵性，并配备有先进的助航设备，但在操纵实践中仍会遇到紧迫局面(甚至是事故)，对邮船的安全航行有潜在的威胁。

案例1：某豪华邮船在船厂完成坞修后，计划驶往上海吴淞口国际邮船码头。该邮船装备有2台吊舱推进器和3台1 900 kW的艏侧推器。尽管出坞操纵与靠离泊操纵区别很大，但船长仍决定自行操纵邮船倒航出坞。邮船所处的干船坞与航道主流向垂直，邮船出坞时右舷受流。考虑到拖船顶靠会污损邮船的白色涂装，船长并未采纳拖船协助顶推的建议。当艏部即将出坞时，操纵吊舱推进器和艏侧推器仍无法克服潮流的影响，最终导致邮船左舷前部与他船碰撞，带来巨大经济损失。

案例2：“CV”号豪华邮船靠泊上海吴淞口国际邮船码头，在进口处船舶众多，邮船穿越航道困难，船长因担心延误靠泊而盲目选择错误时机冒险调头，导致船舶调头过程中距离码头过近，并在调头后被潮流压到下游泊位。

由上述2个案例可知，邮船的靠离泊等关键操纵多是由船长独自完成的，因此船长对环境的认知、对船舶境况的判断和采取的措施与船舶及船上人员的安全息息相关，该方式在当前显然是不合适的。事实上，邮船的驾驶台团队分工明确、细致，驾驶台资源管理有序、科学，但在关键操纵中无法发挥出应有的效能，究其原因，主要在于缺乏标准的操纵用语。

1) 缺乏标准的操纵用语使得驾驶台通信不畅。船长无法通过规范的用语将当前的操纵意图传递给驾驶台团队其他成员，驾驶台团队其他成员的操纵建议也无法传递给船长，使得整个驾驶台关于操纵的内外部直接通信处于中断状态，船长与驾驶台团队其他成员间的有效沟通失去了载体，船舶操纵成了船长的个人行为。

2) 缺乏标准的操纵用语致使情境意识丧失。情境意识是识别出事故链并在事故发生之前将其切断的能力[7]，而单凭个人力量是无法保持高水平情景意识的。值班驾驶员无法从船长的口述中获取操纵意图，无法筛选出船长所需的信息并给予其必要的信息支撑，导致船长的情境意识丧失或对情境意识产生错误的认知，形成失误链，带来安全隐患。

3) 缺乏标准的操纵用语导致人为失误被放大。邮船船长的工作量及工作压力大，为保证操纵时的动作准确、有效，降低人为因素对安全的威胁，驾驶台团队的监督作用非常关键。案例1中正是因为缺乏标准的操纵用语而使船长未能得到驾驶台团队有效的监督和及时的提醒，导致人为失误被迅速放大。

4) 缺乏标准的操纵用语引起驾驶台决策失误。决策的过程也是判断选择的过程，在执行操纵计划的过程中，借助引航员熟知港口情况的优势，船长能对局面进行正确评估，做出合理的决策。[8]然而在案例2中，由于缺乏标准的操纵用语，引航员无法在评估局面之后将做出的决策提供给船长参考，直接导致驾驶台决策出现失误。

5) 缺乏标准的操纵用语造成应变策略失效。对于船舶操纵过程中发生的意外情况，采取有效的应变措施是避免遇到紧迫危险(甚至是事故)的唯一手段。措施是否有效首先基于能否对局面作出正确的判断，船长能清晰地表述操纵意图和已采取的操纵动作是准确判断局面的前提。此外，措施是否有效还在于措施能否被及时传递。没有标准的操纵用语就没有判断局面的根基，更无法使应变策略及时、有效。

5 吊舱推进器对邮船操纵的新要求

建立规范的操纵指令体系，使相关人员能从操纵者对动作的口述中领会其意图，并进行有效的监督和复核；同时，将保障邮船安全的人员由具体操纵者(通常是船长)扩大为整个驾驶台团队(包括引航员和驾驶员等)。该措施既可改变操纵者单独操纵的模式，又能在引航员与其他船员之间建立良好的沟通和协调机制，通过对操纵者动作的合理性进行有效的评估，并在必要时提出建议、疑问和警告，使安全效益最大化。[9]

基于船长和引航员使用吊舱推进器的经验，参考英国引航协会编写的PilotingVesselsFittedwithAzimuthingControlDevices[10]和美国CMR出版社出版的ShiphandlingfortheMariner[11]，拟推荐的标准口令见表2。

表2 拟推荐的吊舱推进器口令

6 结束语

吊舱推进器作为新型推进系统之一，因功能优异而被邮船广泛选用。对采用吊舱推进器的船舶制订标准的操纵用语，能改变缺乏团队合作的单人操作模式，建立起驾驶台团队人员密切合作、发挥团队作用的机制，进而及时发现安全隐患、解决相关问题，共同为涉及生命和财产安全的邮船提供更有力的安全保障。

[1] 新华网.中国正迅速成为全球邮轮经济新热点.[EB/OL].(2014-10-15)[2015-10-12].http://news.xinhuanet.com/fortune/2014-10/15/c_1112837795.htm.

[2] 高宜朋，曾凡明，张晓锋.吊舱推进器在舰船推进系统中的发展现状及关键技术分析[J].中国舰船研究，2011,6(1):90-96.

[3] 孙瑜.舱体下方带有鳍的吊舱推进器水动力性能研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2013.

[4] 马骋．吊舱推进技术[M]．上海：上海交通大学出版社，2007:7-8．

[5] ABB.Azipod.Propulsion[EB/OL].[2015-11-20].http://www04.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/0/589ea2a5cd61753ec12570c9002ab1d1/%24file/Azipod New.pdf.

[6] 孙琦.船舶操纵[M].大连:大连海事大学出版社，2015：36-41.

[7] 王凤武，张卓.驾驶台资源管理[M].大连:大连海事大学出版社,2015:82-83.

[8] 陆悦铭，薛一东，闫伟.船长与引航员的信息交流[J].上海海事大学学报，2008，29(3)：25-31.

[9] 方泉根.船舶驾驶台资源管理[M].北京:人民交通出版社，2006:92-93.

[10] UK. Maritime Pilot’s Association.Piloting Vessels Fitted With Azimuthing Control Devices (ACD’s)[EB/OL].[2015-11-27].http:www.impahq.org/admin/resources/article1367420271.pdf.

[11] MACWLREVEY D H, MACELREVEY D E. Shiphandling for the Mariner[M]. Ithaca:Cornell Maritime Press,2013:52-70.

StandardizedConningCommandsforCruiseShipwithPoddedElectricPropulsion

CAIBin,CAIFeifei

(Shanghai Maritime Pilots’ Association, Shanghai 200082, China)

U674.11;U664.14

A

2016-12-25

蔡 斌(1976—)，男，福建莆田人，高级引航员，硕士，从事引航操纵与管理研究。E-mail: caibin@sh-pilots.com.cn

1000-4653(2017)01-0102-04