
第四章 避碰的时间差意识
直航船舶,当发现应让路船舶,显然未依本规则采取适当措施时,亦可单独采取措施,运转本船以避免碰撞。
二、不论任何原因,应保持航向及航速之船舶,发现本船巳逼近至仅赖让路船之单独措施,不能避免碰撞时,应采取最有助於避免碰撞之措施。
这里指的是,经常提及的
直航船最后阶段的行动,应该采取最佳避碰的操作,在MCA(MARITIME and COASTGUARD AGENCY)英国海事局推荐的适当距离是3海里,大连海事大学研究的建议是2海里。这些建议距离,并不具有法律约束力。这距离指的是两条船之间的相对距离,同样的距离,在不同的相遇情况之下,会有不同的到可能碰撞区距离DTC。
l 对追越船来讲(OVERTAKING),如果两条船的船速,只有2到3节的差距,那2 到3海里的距离,就会需要半到一个小时的时间,才会可能的。
l 对开的船只来说(END-ON),如果两条船有三十节的相对速度,那这两三海里的距离,只能有6到4分钟的时间,就会到达可能的碰撞区。
在前面追越的情况里,本船的避碰行动,如果在可能的碰撞时间前半个钟头采行,似乎是太早了一些。但是对於后面对开的情况来讲,在碰撞前6到10分钟,才要采取行动,又显然是太晚。所以我们应该了解,这里他们所推荐的两到三海里的距离,作为最后必须采取行动的距离,指的应该是交叉相遇的情况,是相对距离。
避碰的相对与绝对距离
这个距离指的是两条船的距离,与到碰撞距离DTC不同,DTC代表的是,本船会前进到可能碰撞点POC(POINT of COLLISION)的距离。DTC距离就是本船,能够用以操纵最佳的避碰行动,增加与他船的最近距离。相较起来,相对距离DISTANCE or RANGE就比较无关紧要。MCA与大连海大建议的三海里或2海里,当然不会错,上一章的图表,画的是4海里,好像也没甚么问题? 航运界的莫衷一是,都是因为参数用错,用到相对距离来讨论避碰。大家没有从根本的定义上,碰撞点在哪里?,来定义到碰撞区的距离,正确的参数应该是,本船会前进到可能碰撞区的距离。我们可以称它为,避碰绝对距离。
这也是为什么,后面我们的讨论都是以DTC或者是TCPA到最近距离点的时间为主。
请见上图,避碰的绝对距离与两条船之间的相对距离,是不一样的。然而经由上一章,我们所讨论的船只回转特性里面,我们可以了解到,我们需要的最少的DTC碰撞距离,是本船的7倍船长。这七倍船长,可以用来作为,产生有效的正横距离(从原航向线上,7倍船长的前进距离,在实际使用的舵角下,有效产生一倍船长的正横距离)。
从初始航向线上,避碰绝对距离DTC越大,能用来避碰的时间就越多。
对於两条迎艏正遇的船舶(本船橘红色,来船黑色),最小的避碰绝对距离DTC,在我们采取避碰行动前,应是7倍的船长。(DTC for END-ON)
对於横越船的情形,最小的DTC避碰绝对距离,在我们采取避碰行动前,应是7倍的船长。(DTC for CROSSING)
对於追越船的案例,最小的DTC避碰绝对距离,在我们采取避碰行动前,应是7倍的船长。(DTC for OVERTAKING)
显而易见,避碰绝对距离DTC,是采取避让措施的很好指示。相对的到碰撞时间TTC,也应该被默记在心 (TTC= DTC/SPEED)。
雷达初始的设计是为军用的。所以海军用来计算,接近中的目标的最小相会距离(CLOSET POINT OF APPROACH),看它是否对船上的生命有威胁,当时自动测绘雷达ARPA还没问世。CPA在军事航海上是重要的安全忧虑,它给军官提供了目标的意图和预计接近的范围。只要CPA不是0,军事船舶应该是安全的。与CPA相比,TCPA也是计算出采取避让目标行动,还有多少剩余时间的粗略方法。作为一个谨慎的军官,他必须经由必要的训练,来告诉他,对於不同的TCPA,他可以采用不同的武器来防卫(海麻雀防空飞弹系统,可有效拦截长程超音速反舰飞弹、公羊反飞弹系统应付饱和攻击的短程反舰飞弹系统,以及专门近距离拦截攻舰飞弹的方阵近迫武器系统,应付以超音速迂回掠海飞行的目标,也能操作追踪水面与慢速空中目标),来采取适当的行动,以避免人员与自身船舶的损害。作为商业航海人,我们的威胁来自与目标船的碰撞,对避免碰撞有用的方法是,改变自身的船速,航向或两者。用舵改变航向是利用空间差的概念,下面我们要讨论的是用俥,用舵或两者,来制造时间差的概念。
避免碰撞的时间差观念
备便主机要一小时前通知机舱人员,是根深蒂固在每位当值船副脑海中。使用主机来避免碰撞,总是最后采取的策略,以避免主机快速减速时,热应力造成主机的损坏。对於要用舵来有效避碰,航海员需要7倍船长的前进距离,船只才会来得及反应。这7倍船长的距离,会有一段航行的时间,来作用在舵板与船身上。需要多少的时间?可通过计算1.DTC碰撞绝对距离除以自身的船速=TTC到碰撞时间,或者2.两船的相对距离除以相对的速度,两种方法来取得。无论用哪种方法,这个时间就是TCPA到最近距离点CPA的时间。我们商船需要的是,本船至可能碰撞区域的距离DTC,并没有显示在ARPA的计算资料区。因为DTC这碰撞绝对距离考虑的是,是否有足够的水域?去采取避让行动。这对我们航海人员的重要性,就像海军军官要了解,不同的距离下,需要不同的防空飞弹与反舰飞弹一样,下一代的ARPA厂商,应该改进他们的资料显示,才能配合我的需要。任何的改变,都需要了解自己的需求,这就是本书在做的。
我们需要知道最小的DTC到碰撞区距离,可以去操纵自身的船舶,以远离危险。通过我们对於回转半径的学习,如果我们不想用很大的舵角操船,7倍的船长是最小的要求,以远离危险。实际上,尽早采取行动,可以避免他船,因为压力太大,而采取效果相反的仓促行动,致使本船人员或者货物处於危险之中,这是主动防卫。但是有时,我们受到COLREG国际碰碰章程的约束,不能做出任何行动,尤其是在本船附近,还有一些其他的船只时,直航与避让的义务相冲突。
到碰撞区距离DTC(或避碰绝对距离) 除以自身的船速 就是TTC到碰撞区时间 (或TCPA到最近距离点的时间),通常我们得到的TCPA是从两船的相对距离除以相对的速度。既然避碰绝对距离DTC不能从ARPA资料中直接得到,我们也可以利用ARPA上的TCPA(Time To Closest Point of Approach)时间来换算DTC,作操船安全的考虑因素。
例如:上图黄色船与紫色船具有碰撞危机,将同时达碰撞点。
本船长是285米,如果用7倍的船长,作为避碰绝对距离DTC,7倍的船长是1955米。如果本船速度为20节,1955米的距离,到碰撞区时间TTC,需要航行3.17分钟。这3.17分钟便是我们避碰时,操舵的最后时间期限。本船若是在TTC3.17分钟前,没有采取操舵避碰的行动,这时就很可能会,发生非常逼近的情况。7倍的船长是多少距离?这个距离需要几分钟才会到?是依船长与船速不同而变的变数。但对服务於同一条船,每天当班的当值船副而言,本船长度与巡航速度,到7倍船长距离碰撞区的时间TTC,是预先知道的常数。是一个在他上新船时,就要能计算出来并默记在心的常数。这是操舵的最后时间期限,也是我们的处境感识的一部分,消除任何无名的恐惧与不确定性。万一,某天船长被船副的呼救,叫到驾驶台支援,却发现某目标到碰撞区时间TTC,已经少於2分半钟时(能见度不好,只能使用ARPA避碰,对用海麻雀防空飞弹或方阵快炮防御),用舵,用俥或是左右满舵停船法(后续),才能不慌不惧,立即有一个操作空间,还有多少的概念。
如果本船能够减速一半来避碰,从20节减到10节的船速,便需要6.34 (=3.17 x 2) 分钟,才能行进同样7倍船长的距离,因此到达可能碰撞区的时间,会增加为原始船速的双倍。
如果他船保持原航向和速度,将会以原来的3.17分钟TTC,到达可能碰撞区。
本船到达可能碰撞区的时间,将延后为6.34分,比目标船慢3.17分钟,目标船已经清爽可能碰撞区。这就是避免碰撞的时间差意识。
有一个简单的事实,十次车祸九次快,海上也是一般,大船撞小船,快船撞慢船。
人心隔肚皮,避免碰撞,改变自己(航向航速),比改变他人快。
减速不单是在回转空间不足时,要使用,
在任何时候,只要船长船副感觉到,碰撞的压力太大时,都应该立刻减速。
船速减半,碰撞危机,就减半,到碰撞区时间,就加倍。危机少一半,安全时间多一倍,对船长船副来说,负的少一半,正的多一倍,等於是个人的操作安全系数,整整提高四倍,能不慎哉。
开船不是开车,紧急时,减速只能减一半。
如同下图,本轮船速15.0节,进入口袋战术,前后左右包抄,无路可走,保持原航速,红色碰撞点有一条船同时到达,DTC碰撞点为1.25海里(第5道0.25海里的固定距离圈),TTC碰撞时间为5分钟,怎么办?慌了吗?
这时如果本轮减速为7.5节,原来的DTC碰撞点距离1.25海里,本轮要10分钟(1.25/7.5*60=10)才会到达可能碰撞区POC,他船维持航向航速(10节),於5分钟后,通过碰撞点POC,本船比目标船慢了5.0分钟,才到达碰撞点POC,不构成碰撞危机。
紧急时侯,哪有时间去做计算,我们只要把本轮的速度向量长度减半,就可得到绿色的半速点位置,所有目标船的速度向量不变,就可以迅速的估计出,船速减半后,所有船只的相对位置。当然,ARPA也可以做试运算TRIAL MANEUVERING,但是需要熟练的操作程序与相当的时间,事实是任何时候,很多人只能有5 ± 2组的工作记忆。ARPA的试运转功能,都不是老头子能熟练操作的,船长需要专注於现场的状况,请看一下,前后左右都有船啊,而且两海里内,超过5条船。对新手来说,还要能在强大压力下,头脑不会变笨,才有可能正确操作。那就做一下BRM吧!熟练的操作,就变成要有一个船副,专责於ARPA上的操作(因为专责,所以不知道实际上的风险与压力,换句话说,另外一个菜鸟来做),如此便会增加船上的人力负担与沟通上的困难。船长可不愿意,把自己的退休金或年终奖金,交到一个菜鸟手中。还有一个办法:
我们可以用手指头,沿著航速向量比划一下,便可以得到需要的资讯,熟练以后,看一看ARPA显示幕,就可以知道需要减速多少?
首先红色圆圈是碰撞点POC,绿色圆圈是安全航速点(此例为航速减半的半速点)。
现在我们进一步说明;承上例,本轮到可能碰撞区时间TTC为5(=1.25/15.0*60)分钟。
如果我们希望本船在减速后,与目标船保持0.25海里的安全距离。
- 1. 减速后,本船速度向量的落点,在左图船首向量的上的绿色线段内,由半速点到1.0海里处,绿色线段的终点距离红色碰撞点POC,最少也有0.25海里(固定距离圈的一圈)。ARPA上面,并没有这个绿色线段的显示,但是这并不表示,身为航行员,我们没有这个需求,同样的,就算ARPA有这个功能,也是要有熟练的操作,找到正确的页面。
- 2. 这时候,我们要自己来做估计,用左手拇指放在红色碰撞点POC上,另一只指头放在本船,左手拇指沿著船艏辉线上往回推,取出安全距离0.25海里,安全距离保留好了,此时左手拇指的位置,就是预定的安全船位,保留两指的跨度,与本船至红色碰撞点POC的长度相比,按照比例原则,可以估计本轮需要的船速是多少?
- 3. 有没有可能航速的落点,落在图示船首向量上的白色线段内,也就是减到原来船速的一半以上,例如航速15节船的3分之一,减到5节的船速,当然有可能,前提是有充分的时间去减车。多少是充分的时间?
- 4. 上一章,26万吨大型油轮与高速5500TEU货柜船,实船操纵试验结果显示,高速5500TEU货柜船要7分05秒,26万吨大型油轮要17分27秒,才能把船速减为零,实际停在水面上。承上例,本轮如果为26万吨大型油轮,到可能碰撞区时间TTC为5(=1.25/15.0*60)分钟,与船速为零需要17分半钟,明显无法在这5分钟内,把本船的船速,减到原来船速的一半以上。
- 5. 充分的时间是多少? 应该是各位船长船副的职责吧,各位要去自行估计。
这一个简单的事实,船不是汽车,紧急时,减速只能减一半。船速并没有如我们想像的,能这么快回应,当主机俥钟一摇,真正的船速是慢慢减少,而且减速期间,会受到许多因素影响,例如海浪的大小与方向;风力与风向;船的大小与结构;原本船速;吃水;俯仰差;船壳的干净与否……。减速能减多少,是无法预测的,且有很大的副作用(在俥叶转数减少时,会失去舵效),这将减少我们,操舵远离我们原航向的能力,等於是自废武功,非到万不得已,压力山大,不会立刻减车。
TTC到碰撞时间为5分钟,本船现在是十五节的速度,这是初速,假设当值船副船长立即摇俥钟停车,5分钟后,船速渐渐减为零,这是终速,假设过程是平均的,在这5分钟里平均速度,就是7.5节。当然这不是事实,刚摇俥钟时,可能减更快,5分钟以后,船还会有剩余速度(货柜船要7分05秒,才会实际停在水面上,油轮要更长时间),减速只能减一半,是我们能做的最好假设。如此看来时间不够时(少於紧急停车需要的时间),船首向量的上的白色线段,少於原航速一半的减速,是不切实际的。如果绿色点代表本船速度向量的一半,紧急时,最好的假设是;安全航速点是落在绿色线段上。
如果由绿色线段的长度0.3海里,来估计安全的区间。红色点是碰撞点,平均航速15节,绿色点是安全航速点,航速平均7节,如果要保持碰撞距离DTC 0.25海里,航速平均12节是最后的底限,12= (初速15+ 终速S)/2,终速S= 9节,本轮5分钟后,船速要减到9节才会来得及。
另外绿色线段的长度0.3海里,也代表安全的区间是1.2分钟(0.3海里/15节*60分=1.2分钟),1.2分钟内要立即停车,否则到碰撞距离DTC,便不足0.25海里。TTC到碰撞时间为5分钟,减去1.2分钟的安全区间,为3.8分钟。到碰撞时间前3.8分钟,一定要停车。
这里会进入无尽回圈: 如果继续探讨保持到碰撞区0.5海里的安全区间,(DTC > 0.5 nm),到碰撞时间前 ?分钟,一定要停车。对於空间差意识,我们有IMO的操舵标准规定,满舵要在4.5倍船长,完成90度的回转,虽然IMO没有管到,回转时的漂流角,船艏向虽然转了90度,船体还是有向前推进,所以我们可以讨论到,到碰撞距离DTC7倍船长的适当性。IMO对的停车的时间,没有标准规定,我们对空间差意识,便没有办法,提出容易记忆的标签(tag),以帮助学习。自己的性命自己顾,这里已经提出问题,解答还在各位船长船副的身上。
(资料来源:开阔水域的船舶避碰措施,作者:蔡奇呈、张建仁、陈志立)
所有相遇情况都适用的TCPA
在过去,船长必须把他要求的预防措施与注意事项,写在当值命令簿与夜令簿上STANDING OREDER /NIGHT ORDER BOOK,并要求当值船副签名,现在英旗船上,这仍然是新船长上船后,要做的一个基本动作。不论来船的相对方位,在什么距离时?当值船副应该采取适当的行动,给直航船让路。因为不同的相遇情形如上表,很难对於每个情况,制定一个适当的标准,以规范本船应该采取行动的时间(如同本章开始时,指出的迎艏正遇,交叉相遇与追越等情况)。现在使用DTC碰撞绝对距离或Time to Collision (TTC)到碰撞区时间,所有的相遇情况,船长都可以给出更精确的要求,来说明他希望当值船副,要做怎样操船,来避免碰撞。将DTC碰撞绝对距离作为准则:利用本船的运转空间多少,来衡量危险的程度(或是安全的余裕)。船长可以写下他要求的DTC碰撞绝对距离是多少?当值船副应该采取行动,远离其他船舶,而不必管是什么样的相遇情况。如果各位不健忘,应该记得值更纪录簿与夜令簿上,经常写的是”Give passing vessel wide berth”或“Keep minimum CPA one mile”。以后,船长可以规定”Every OOW should give way at least TTC 8 Min away”或是” Keep DTC at 3 NM away.”
最小的DTC 或TCPA
DTC 到可能碰撞区的距离的资料,不能从雷达或者ARPA资料区直接得到。不健忘的话,应该还记得上一章,判断可能碰撞的区域Possible Area of Collision;是本船的船首向(HEADING MARK),与他船真航向的交点,就是碰撞点。再由碰撞点在雷达距离圈的位置,来判断到可能碰撞区的距离DTC。
当值船副也可以用ARPA资料区的TCPA去换算,我们需要的最小碰撞距离是多少。TCPA=DTC/本船船速,TCPA的资讯总可以从ARPA萤幕上读到,最小的TCPA(前进7倍船长的时间)应当铭记於心。这点很重要,最小的TCPA可以作为一个指标,指出何时?仅依靠操舵来避让,会不足够。如果TCPA少於最小TCPA,避让行动应该与减速相互运用。
用舵?用俥?甚么车?甚么舵?
操舵是用来改变本船轨迹,以避开可能碰撞区域。操舵回转受到两种限制,
一是本轮的回转半径够不够?如果DTC碰撞绝对距离少於7倍的船长,仅依靠用舵来避让,会受到本轮回转半径的限制,无法产生足够的正横距离,可能导致另一个两船相互逼近的情形。此时,使用主机停俥ENGINE STOP,也不一定有效,因为距离太近,时间太短,此时应该判断他船与本船的相对位置,与可能碰撞的区域,采取与他船平行的航线,争取时间,以避免碰撞。见上一章,完美的回转。
二是周边的水域够不够?如果无法在狭宰水道内,大角度的转向以避碰,主机转速应当减到,仅能维持舵效的程度,以使用最大的速度减小量,得到最大的时间差。
减速的实际功用,受到本轮的初始速度影响,
一. 如果初始速度很快,DTC碰撞绝对距离很短(TCPA没有足够的时间来减少速度),船舶应当用左右满舵停船法来减速,迫使速度降下来。像上例,本轮初速是15.0节,主机只能做停俥的动作,螺旋桨顺桨,无法倒转车叶。倒转车叶,车叶转数要降到30转左右(DEAD SLOW AHEAD),压缩空气才能进入汽缸作动,可能要5分钟以后,船速才会归零。
二. 如果初始船速很慢(5节以下),车叶转数在30转左右,车令应当用“CRASH ASTERN”,压缩空气可以立刻进入汽缸作动,产生反转,来得到更多的时间差。此时,左右满舵停船法的舵效太小,时间拖的太长。
Z字型减速法 = 左右满舵停船法
现在我们来介绍一下,左右满舵停船法又称Z型减速法。
IMO的Z字形试验是做两次,一次用舵角10度转船艏向两舷各10度,一次是用舵角20度转船艏向两舷各20度。上图所示,起始是使用右舵10度,当船艏向改变到右边10度时,便使用反向左舵10度。当船艏向来到左边10度以后,立即转到右舵10度,以回到原航向。这是在测试船只的操舵性能,跟回转过度的趋势。
Z字型减速的操船测试
当新船长上一条新船工作时,建议应该是做Z字型减速的操船测试,这是操船的知识,我们需要收集,船舶Z字型减速回转特性的资料,当使用的时机来临时,船长将会得到许多的帮助。用於避免碰撞搁浅,都是使用这些减速资料的时机。
每当有机会,提前半小时抵达引水站,且周围没有其他船只来往困扰的时候,船长应当找个适当的海面,把速度降低到在港的全速HARBOR FULL AHEAD,并稳定在新航线上,以便测试。所有的位置应被精确的定位,使用GPS可以得到很好的帮助,因为在新的机型上,只要按一个单独的按钮,便会有记忆过去船位的功能。DGPS的位置误差,更可以在15米之内。前面说的是十年前的事,现在只要回放电子海图资料处理系统的显示器ECDIS(playback),一切的资料都一清二楚,现在其实已经进入,人人可以做领港的时代,好像有了飞行模拟电玩,人人都可以开飞机的时代。
使用舵角的大小与能否控制回转速率是不相干的
当航向与航速都稳定了以后,船长就可以开始测试,现在应当停车,用满舵使船舶回转。用满舵听起来是荒唐的,有经验的船长,可能牢记于心的是,船舶在回转的时候,在某些阶段,回转速率太高的话,回转可能会失去控制。例如用某个舵令(如5度右舵)来启动船舶回转的时候,如果回正舵(MIDSHIP)以后,回转率没有降低,就需要将近双倍的舵角(如左舵10度),去阻止回转。即使我们立即用双倍的反舵,来稳住船艏向,船首向有时仍会,超出先前设定的艏向一些角度(OVERSHOOT)。控制船艏向的重点是,船只的回转速率,要始终都在船长的监督之下,并不是船长用多大的舵角去启动回转。这是我们操船的技术盲点之ㄧ。
使用的舵角大小与船只的回转速率,与操船者的技术息息相关的。回转速率是由每分钟转5度,每分钟转10度,每分钟转15度,慢慢增加的。舵角越大则回转速率增加越快。即使用的舵角小,只要时间够久,或者是外面风向水流的相互影响,船只的回转速率,也有可能到达失控的地步。使用舵角的大小与能否控制回转速率是不相干的,这是操船者必须具备的技术能力之ㄧ,也是我们需要培养的能力之ㄧ。
Z字型减速不是普通的操船转向,目的是能尽快,使船舶的速度减下来。用满舵的舵板去挡水减速,当然效果有限,但是因为船体回转,利用船身侧面积与船只的前进方向的不同,产生的阻力来煞俥减速,却是个不错的方法。回转动力产生的漂流角,使整个船体侧面在水中的动作,像一个巨大的舵板在挡水。如上图船身的方向是红线,船只的前进方向是蓝线,当然两者的夹角越大,减速效果越好,前提是船只不可失去控制,也就是回转速率,始终都在我们可以控制的范围。
我们潜意识知道要控制船只回转,只是不知道量化的指标。
有了这个观念以后,我门就可以看看以下的操船。第一步是停车打满舵。
(与船厂试车的Z字形试验不同,Z字形试验用90%全速进俥),使用满舵是,在主机停车的情况下运用的。没有主机的排出流,舵效通常会减弱。没有主机俥叶的排出流,船舶在其后的回转阶段,终将会失去控制。主机停俥后,在何阶段?船舶会因为船速的降低,船体对舵角不会再有反应,应在新船下水海试的时候决定。Z字型减速操作需要实行多次,以取得船舶在不同转向角度下,回转性能的必要的了解。
在第一次做Z字型减速操船,只要从初始的航向,做右舷5度的转向。用右满舵来启动最初的转向,当本轮船艏向到达右舷5度时,下令左满舵。压舵时也应当用反向的满舵来压。如上图,在船只停止转动之前,艏向可能将多出预定航向10或20度(OVERSHOOTING),到达右舷的15到20度,保持使用反向满舵,以制止船只继续回转,使船艏向朝向初始航向相反的左舷5度回转,当相反的左舷5度船艏向,已经到达时,应运用反向右满舵来压回,使船舶停止旋转。重复这个Z字型减速回转,直到船舶艏向失去控制。在没有主机排出流的情况下(主机无转速,即使有转速,也是顺著船速产生的顺转,无排出流),使船舶稳定在我们需要的航向上,我们上面提到,控制船艏向的重点是,控制回转速率不能太大。在这项操作时,船长应该观察,
l 本轮船艏向到达右舷5度时,回转速率是多少?
l 本轮船艏向到达相反的左舷5度时,回转速率又是多少?
回转速率不能太大?多少的回转速率会失控。一般河道的设计是每分钟10度,在外海巡航速度,应该是每分钟15-20度,一般船副在操舵时,最基本的概念是,使用5度舵角回转,便需要使用反向10度舵角,稳定船身在新航向上,使用10度舵角回转,便需要使用反向20度舵角稳舵,稳定船身在新航向上,使用15度舵角回转,便需要使用反向满舵角,稳定船身在新航向上,若使用20度舵角转向,便会有心理障碍,直觉的不对劲,由此可知,我们潜意识是知道要控制船只回转,只是不知道量化的指标;回转速率是多少而已。
使用短而强的进俥,以制止右转过度
如果用反向满舵不能制止,船舶做的第一个5度回转(回转速率无法降低),你便可知道,你手上得到的是一条舵效不稳定的新船。这种船,如果没有主机推进时的排出流,用舵回转,经常会失控。大多数的船,不会发生这种状况。当然原因也可能是,船速太低或风力流水太强。船长必须自行判断,主要的原因是甚么?如果天气不好,测试出来的结果,不应该拿来参考。如上图本船在第一个右满舵后,船艏向不停的向右转去,右舷又有船只在下锚。这种舵效不稳定船只的操作,我们便不得不使用主机短进俥的排出流(Kick Ahead踢进),来停止船只的回转与失控,本轮必须使用短而强的进俥BURST ENGINE AHEAD,去产生排出流与需要的舵效,以制止回转过度。这是回转惯性强的船只,操船者必须有的操船知识。
慢速操船的处境感识
当本船已经用过两三次满舵,做Z字型减速操船,本船速度彻底降下来,想要停止回转的时候,满舵的舵效也减小了。如果不用主机踢进来停止回转(Kick Ahead),我们将失去对船只的控制。
在第一时间,船长应试著去了解:
- 1. 在舵效不稳定前,本船可做到几次左右摇摆?以减速。
- 2. 在舵效不稳定的时候,本船的残余速度?
- 3. 在舵效不稳定的时候,本船已经前进几个船身?
- 4. 在舵效不稳定的时候,本船与原来的可能碰撞区距离DTC是多少?
- 5. 在最后用主机(Kick Ahead)来停止回转的时候,船身能否稳定在原航向上。
这些不是领港专用的知识,这是慢速操船的处境感识,这是本船,你是船长。
减速接近领航站时
不必这么麻烦嘞,另一种更快的方法是首先停车,给舵工下达右满舵的舵令,当回转启动后,船头过了转折点(记得吗?),指定航向为原航向加5度。当舵工稳定在右边5度的新航向时,我保证他已经用过左满舵,去稳住船艏向(而且心里还在骂,船长神经病,可见中国人的航海传统,还没有习惯这种操作),下达左满舵的舵令,并指定航向到原航向减5度。如此反复以上动作数次,直到没有舵效,以此取得上述4种资料。这在繁忙水域,需要精确控制船舶航向的时候,作用更有效率。但是这种快捷的操作方式,与舵工的操舵习惯和经验,都有很大关系。当本船以高速接近领港站时,通过停车和Z型减速操船,来使船舶速度,减到可以接领航的速度,是非常有效的。这是Z型减速操船的第二种作用。
Z型减速操船
在第二次做Z字型减速操船,从初始的航向,做左右10度摇摆的转向。取得的效果如何?在本船的前进距离内,速度可以减到多少?经过几次左右满舵回转,会失去舵效?本船与原来的可能碰撞区距离DTC是多少?
如果本船的舵效很好,可以考虑用15°的船艏向,来测试Z型操船性能资料。第三次做Z字型减速操船,从初始的航向,做左右15度摇摆的转向。取得的效果如何?
l 经过这些操作后,船长会注意到舵效的另外一个重要特徵。当船舶没有舵效时,船依然还有一些剩余速度。剩余速度的大小,取决於舵效的好坏。以笔者的经验,双螺旋桨单舵船的剩余航速为5节,这是非常高的剩余速度,表示该轮设计有问题。船长应该通过Z型减速运动来决定本船的剩余速度,一般在2到1节的速度。
l Z型减速操船的另一个重要特徵是,船不会回到初始航迹上去,如果我们只是回到原航向的另外5度,船舶会行驶在原航线的首次满舵侧(见上图)。这可以叫做Z型减速操船的横向位移。当人员落水时,采用Williamson Turn 回转时,船是使用满舵,使船尾甩开人员落水的一舷。当航向变化达到60°时,船要施反向满舵,以使船艏向著初始航向的反方向旋转,只有这样才可以使船回到原来航线上。相反航向为与原航向差180°的航向,在她要回到原航向之前,船首向必须变化为180+60=240°的航向。这里我们只是用Williamson Turn来说明,航向变化60°以后,船首向必须反向转240°,才能回到原航线。仅仅使用同样的转向角度左右转向,是无法回到原航线上的。
第一个满舵,使船永远保持,偏离在原来航迹线的单侧
在Z型减速操船运动中,船舶使用反舵,来达到航向的另一侧,这两个船艏向的差距,以用左右5度摇摆操船来讲,只有10度。如上图,在左舷5度时,虽然用右满舵稳住steady,船艏向继续向左转,因为反向满舵的舵效,尚未建立,那是因为转向过度(OVERSHOOTING)。当本船的左转回转速率为零时,船艏向可能已经偏离原航向30度了,见上图,船只前进至3倍船长处,船才开始右转。此时继续使用右满舵,船要再前进一倍船长(4倍船长处),才会回到原来的船艏向。随著船速减少,舵效随著速度的降低而减弱,横向移位也相应的减小,这种效应将会使船永远保持,偏离在原来航迹线的单侧。准确的说,是第一个满舵的一侧,这个效应,必须牢记在心,因为考虑到后续的操作,可能会有危险的一侧,我们就不应该使用,那一侧的满舵。例如危险侧可能有抛锚船只,浅滩或者是渔船密布的区域。这也是处境感识的概念之ㄧ,后续的船位调整,因为失速,将会变的不可能。
使用Z字型减速操作,可以争取时间,延迟到达
经由以上的研讨,我们知道,在6到7倍船长的前进距离里,船只可以实际上在水面上停止。但是要使用左右满舵停船法,或者是称为Z字型减速操船,这些研讨也让我们了解到,如果我们的碰撞绝对距离DTC或者是TCPA到碰撞区时间,已经少於七倍船长的前进距离,想要避碰似乎是不可能,因为船只还是一样会前进6到7倍船长。但是左右满舵回转法,在回转的同时,不但可以降低我们的船速,也同样会为我们,多争取一些时间差距,去避免碰撞。虽然船只最后还是会到达可能的碰撞区域POC,但是到达的时间已经是落后了,与原来的到达时间不同,碰撞也许可以避免。
向右向左转的船艏度数不必一致
在实际的运用上,到底我们应该偏离原航向左右多少的度数?取决於可避让海