Full Speed is Fool Speed

导读

2020年04月06日,一条13900TEU大型集装箱船MV MILANO BRIDGE,船长366.94;船宽51.2米,如此庞然大物,在韩国釜山引航员的操控下,一个高速漂移,随之神龙摆尾,瞬间撞击并直接造成3个单个价值均超千万的MultipleShore Gantries的不同程度的损毁,其中85号Shore Gantry如同被定点爆破般彻底坍塌倒地,然后顺带擦碰了靠泊在前的另外一条集装箱船MV SEASPAN GANGES。

14:37:车:Dead Slow Ahead,舵:STBD 20,速度:9.3kts,大约与码头垂距0.6nm

14:39:车:Stop;舵:STBD 20;速度:7.6kts,大约与码头垂距0.36nm

14:42:车:Full Ahead;舵:Hard STBD;速度:5.2kts,大约与码头靠泊船垂距200M

14:44:车:Full Ahead;舵:Hard STBD;速度:5.2kts大约与码头靠泊船垂距70M

14:47:车:频繁操作;舵:频繁操作;速度:6.0kts,大约与码头靠泊船垂距30M

14:49:车:Navigation Full Ahead;撞击门吊

14:50:车:Emergency Full Astern

14:52:车:Emergency Full Astern 撞击他船船尾

从开始转向到事故发生整个行进轨迹大约1.2nm,用时12分钟,平均速度:6.0kts;涨潮平均流速0.5kn;吹拢风平均风速10kts,最大风速达到14-18kts。是什么原因导致发生如此严重事故?表面看来,超速!事实上,超速是造成事故的直接原因,但值得探讨的又远不止超速这么简单。

转向时与码头垂距大约0.6nm,但完成转向后应与码头和靠泊船保持一定安全靠泊间距,如此超大型船舶应保持至少2.5倍船宽(吹拢风下则应保持更多安全余量),因此实际可用安全垂距应不大于0.5nm。速度9.3kts,舵角20º,大型集装箱通常Cb约为0.7,属于K小T小,且DT/L处于6左右,旋回性能差而追随性较好,舵效自然也相对较好,通常20º舵角能产生250左右旋回速率,但此船当时状态处于螺旋桨及舵叶皆仅淹没60%,舵效必将会有一定损失,因此可以认定20º舵角下ROT亦为20º甚至不足。风速14kts(船长后来反映最大时达到16-18kts),转向前初始航向010º,完成转向后计划航向090º,那么我们且先从理论的角度来看看在此条件下是否能够顺利转过此弯。

9.3kts速度及200舵角(ROT200)下的所需的旋回半径:

V / ROT = 9.3/20 = 0.47nm

0.47nm的旋回半径下的WOP:

WOP = r x (1-Cosα) + AC x Sinα= 0.471-0.173+0.2 x 0.985 = 0.586nm

0.5节流速下转向期间漂移距离:

Dd= nx Dx 80% = 0.5 x 0.2 x 0.8 = 0.08nm

14kts风速下的转向期间漂移速度:

Vy = 0.038 x Ba/Lwd½· Vx 0.2 =0.038 x 1.81/2 x 14 x 0.2 = 0.14nm

实际WOP0.586+0.08+0.14 = 0.806nm

由此可见,在当时的环境条件下,0.5nm的距离不足以使该船在9.3kts以20º舵角旋回下安全完成转向。该轮在转向过程中有减速的动作,实际上,在旋回过程中进行减速或停车,由于排出流的减缓将会导致舵速降低从而减小转船力矩,使得船舶旋回圈增大;但在减速过程中,船舶舵叶的有效攻角又会因降速而增大,因而形成稍大的旋回速率,综合效应可以理解为旋回中减速或停车会导致旋回圈有所增大。再次通过以上计算可以得出结论:只有将速度降低到4kts及以下才能够完成转向。也就是说,从安全的角度出发,在抵达转向点时就应提前将船速降至4kts左右。

两台拖轮的具体功率大小不清楚,但不管怎样,一条接近400米的空载状态下的大型集装箱船,如此大的受风面积且在吹拢风及风力达到14-18kts的情况下仅安排两台拖轮协助靠泊略显配置不足。按照所需拖力估算所需HP=DWT x 7%拖力至少也应在12000匹以上。由于该船配置艏侧推器,因此安排两台大功率拖轮基本能够满足要求,然而为什么在船舶关键时刻拖轮和侧推器都没有起到应有的作用?究其原因,也是因超速而造成的后果。

船舶在前进时,沿船体前后方向有伴流存在,伴流的大小与厚度自船首至船尾逐渐扩大,船首最小、船尾最大,离船体越近,伴流越大,速度越快,伴流越大。高速的时候,伴流相当于环绕并依附在船体四周的保护层,在船舶高速前进的状态下,侧推器产生的排出流一旦离开船体部分,即会被附在船体周围强大的伴流直接横向切断并消融,因而无法产生有效的横向推力。通常船速达到4节以上时侧推器效率开始急剧下降,当船速达到6节时将会失去实际效用。从开始到发生碰撞,该轮船速始终不低于5节,因此在关键时刻需要侧推力来抑制船舶的不断向码头横向漂移的时候,首侧推器并不能配合拖轮起到应有的抑制横移作用是发生碰撞的次要原因。

实船试验:在船首稍后部位顶推或吊拖时,船速为5Kn时可获得3º/min的转船速度,转船角速度随着船速的提高而降低,在船速增加到5.6Kn时,不但转船角速度降为0,而且开始产生相反的角速度。船头吊拖原理基本相同。

随着船速的提高,无论是顶推或者吊拖,拖轮都无法持续保持和船体处于垂直态势而发挥有效横向作用力,船速的不断提高导致水动力中心点不断前移,处于船头吊拖的拖轮的有效功率不但因拖力作用点和水动力作用点不断接近而变小,而且也会因拖缆角度随着船速的提高而不断增大而同样减小。因此,其转船效应理所当然会随着船速的提高而不断下降,当船速达到一定值时,船头拖船就会失去预计的转船效果。而处于船尾吊拖的拖轮,虽然由于水动力作用点前移增加力矩而产生更为有效的拖力,然而由于船速的高速向前,拖轮同样无法形成有效的拖带角度,因此也无法提供最佳横向拖力来抑制船舶因风力和船舶旋回惯性加速度作用下向码头方向产生的横向移动合力。

将事件详细剖析后得出结论:和大多数的事故案例一样,这是一起完全可以避免的事故。实际多起事故分析结果也发现:绝大多数发生碰撞事故的根本原因是因为驾驶台团队不能有效团队合作而致使整个驾驶台始终处在一个糟糕的状态。

船舶在进港前,一定要做出周密可行的航次计划,航次计划为什么要始终强调Berth to Berth?它远远不仅是要求你划一条连接到码头的航线那么简单。需要你详细查阅各种当地的水文资料和潮汐情况,根据船舶的当前实际载荷状态和切实环境,以及船舶实际中可能存在的局限性等等进行全面的考量– Appraisal;然后绘制详尽而周全的航线 – Planning;并能够被有效执行的安全的航行计划 – Execution;最后在执行中进行不间断的监控– Monitoring;而且还应在被船长批准执行之前对航行计划进行有效的风险评估-RiskAssessment;最后在实施之前组织所有驾驶台团队人员进行简报- Briefing。因此在抵达之前的最后一个关键转向点上,应有必不可少的转向旋回的具体计划:设置合理的WOP;预计使用转向速度及舵角或ROT,UKC余量,可能出现的风险和必要的应急预案- Contingency Plan等。

很多驾驶员甚至包括船长意识里认为航行计划的编制更多的是为了应付检查,船舶实际需要的不过是一条绘制在安全水域内的可供航行的航线即可,因此在设置这些关键参数也多是敷衍了事,很多时候设定的参数并不符合实际也不具备可行的操作性。一个有效的航行计划,必须经过严格的APEM过程,一个没有被认真评估及预演和严格执行的计划航线将给船舶带来巨大的潜在隐患和风险。一旦在某个节点上出现合适或巧合的条件,风险也就变成了实际的危险,最终造成难以挽回的惨痛事故。

如以上事故,为何没有在抵达转向点时降速到4kts?为何没有考虑到由于车舵皆只有60%浸没而考虑提前采取机动转向?为何没能在转向初始时使用满舵角以快速达到预期的ROT?船长在危险降临之前为何没能提前预判和及时预警并加以阻止?没有有效计划或没有执行有效计划!驾驶台团体也分离成多个独自的个体。引航员是凭着经验操船的武勇者,船长可能成了一个过于依赖引航员的旁观者,而当值驾驶员,也许只是一个听从指令的车令执行者。

船长显然是失职的。诚然,我们船长在抵达任何一个港口都是外来者,常常处于弱势。当在面对不同性格不同文化和不同素养的引航员的时候也难免会带来种种不同的心理上的压力和情绪上的变化。但不管怎样,有一点永远不会变:只要你一天不卸任,船舶最终安全责任就不能移交给任何人。同时也要认识到,多数引航员在操作上永远会追求快速,因为他的责任和我们船长不同,引航员的任务就是期待快速顺利完成引航,然后回家和妻儿共聚。而我们船长则 – 安全航行前路漫漫!因此,无论引航员是怎样的风格和个性,一定要在引航员接手操纵之前坚持和对方进行详尽而细致的信息交换和必要沟通,强调本船当前的局限性和船长的引航要求,以及要求引航员简报并共同商讨其操纵靠泊计划的可行性。然后在实际中对既定的计划进行密切监控,一旦发现实际偏离预定计划,必须及时询问并礼貌地要求解释理由。同时在驾驶台应培养良好的团队沟通氛围,利用好所有的驾驶台资源,使得驾驶台团队全体成员都能很好也主动地融入并参与到团队合作中,船长的团队管理原则决定了驾驶台的团队管理风格,船长认真的态度也会潜移默化和影响到团队里的每一个人的的态度,包括新加入的引航员。船舶操纵不是游戏,没有重新再来的可能。因此危险必须能被及时发现并掐死于萌芽状态,一旦允许它发展形成并恶化到中后期态势,到那时可能你能做到的最大努力也就是最大程度地降低损失,但无论如何事故已将不可避免地发生,无人能够在危险的最后一刻力挽狂澜。

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