海上拖航拖带力计算
浮式结构物拖航阻力计算方法探讨

浮式结构物拖航阻力计算方法探讨曾骥;尹艳;王超【摘要】In order to provide proper towing equipment and select suitable tug , the towing resistance of a floating process and supply base must be predicted accurately .So a new towing resistance calculation method is presented .The specification No-bel Denton on sea states is used to calculate the towing resistance , and the results are compared with that of empirical formula of CCS regulations .It is showed that the result of empirical formula is relatively smaller;the wind resistance calculation must con-sider transit speed and height coefficient;the influence of wave resistance cannot be ignored and the frictional resistance and re -sidual resistance can not replace the current resistance simply .%针对某远海大型浮式结构物拖船及拖带设备的选择以及拖航阻力预报问题,提出一种浮式结构物拖航阻力计算方法,根据规范Noble Denton规定的海况条件进行计算,并与船级社CCS 提出的经验公式计算结果进行对比,分析表明,经验公式计算结果偏小;风阻力计算必须考虑航速和受风构件的高度系数;波浪阻力对被拖物的影响是不可忽略的;流阻力不能简单采用摩擦阻力和剩余阻力之和进行替代.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2016(045)001【总页数】6页(P168-173)【关键词】浮式结构物;拖航阻力;NobleDenton【作者】曾骥;尹艳;王超【作者单位】上海海事大学,上海201306;上海外高桥造船有限公司,上海200137;上海外高桥造船有限公司,上海200137【正文语种】中文【中图分类】U661.31远海大型浮式结构物采用多点系泊的方式作业于南海海域,其不具备自航能力,需要拖船拖曳至指定海域,因此拖航阻力计算对于拖航方案的确定和拖船的选型具有重要的指导作用。
船舶进港回旋和靠泊所需拖轮总拖力计算方法研究

力的计算方法进行了系统对比、分析和总结,对采用不同规范得到的拖轮总拖力结果进行对比分析,得出最具应用
价值的拖轮配置方法。
关键词:船舶操纵;拖轮总拖力;风力;水流力;波浪力
中图分类号:U675
文献标识码:A
文章编号:1006-7973(2019)06-0013-03
一、引言 拖轮主要用于辅助其他船只或浮动建筑物航行与靠、系 泊。在国内外的港口船舶作业中,大多数货运船舶需要在拖 轮的协助下进行安全、高效的靠、离泊以及进、出港作业。 因此拖轮在港口作业中扮演着安全卫士以及船舶辅助动力的 角色,是港口营运不可或缺的组成部分。港作拖轮的配置设
由于实际可用的总拖轮力 TC(包含所有的船艏助推器) 与克服自然条件所需有效总拖力 BP 之间的区别,推荐增加一 个安全系数 SO:
SO ≥ TC ≥1.1~1.25 BP
计对水域平面设计有着重要的影响。 笔者根据对国内外规范和国际标准进行研究后,针对船
舶进港回旋和靠泊所需拖轮总拖力计算方法进行了系统研, 供参港口工程项目的广大技术人员参考。
[ ] BP= Sf × ( ) CG× Fwind + Fcurrent + F wave
式中:Bp 为服务作业船舶所需的总拖力; Sf 为因气候条件而考虑的安全系数,一般取 1.2~1.5; CG 阵风系数;
Fwind 为作业船舶所受到的风力; Fcurrent 为作业船舶所受到的水流力; Fwave 为作业船舶所受到的波浪力; TC 为实际使用的拖轮的总拖力; So 为作业安全系数,取 1.1~1.25。
1.英国规范中作用在船舶上的环境荷载计算方法 BS 6349-1-2:2016 《General – Code of Practice for Assessment of Actions》[5]中对于作用在船舶上的风力 和水流力给出了计算方法。 (1)英国规范中作用在船舶上的风力计算方法 风的总作用力可以分解成两个作用在船头及船艉的横向 分力和一个作用在船舶中心的纵向分力。船头或者船艉的横 向分力 FTiW(单位:kN)可通过下式计算:
无动力船舶拖带方案及应急处置要点分析

无动力船舶拖带方案及应急处置要点分析◎ 陈健辉 广州港引航站摘 要:无动力船舶港内操纵安全问题是船舶操纵中的重点问题,为了研究无动力船舶在港内操纵安全问题,本文以华西900轮港内拖带为例,分析计算了船舶拖带的阻力,制定了拖航方案,分析了船舶安全保障措施,制定了船舶应急处置要点,本文的研究对无动力船舶在港内操纵具有一定的应用价值。
关键词:无动力船舶;拖带;通航安全;应急处置无动力船舶海上拖带操纵较为常见,驳船、工程船、钻井平台船舶或设施均存在需要海上拖带的情况[1]。
在进行无动力船舶拖带引航时,需要充分考虑外界因素的影响、拖轮的配置以及拖带过程中可能出现的紧急情况。
在确定拖轮的配置时,主拖轮拖力要满足要求,本文以拖带无动力船舶华西900轮为例,介绍无动力船舶拖带的相关问题。
1.拖航过程中自然因素对船舶安全的影响1.1风的影响拖航船舶为小船,船速较低,抵御风的能力较弱,在风的影响下,易向下风风向漂移,严重时造成碰撞、搁浅或设备损坏等事故。
同时大风时涌浪较大,给华西900带缆带来一定的困难,因此,为保证拖航作业安全,要严格限制作业过程中的风力条件,此类作业一般控制作业风速在5级以下。
1.2海流的影响海上被拖船拖带过程中,易受到潮流的影响。
潮流对拖航系统的影响为使拖航系统偏离计划航线,可能造成来往船舶对会遇局面的错误判断而采取不当行动,存在碰撞风险;同时也增大了船舶保持位置和航迹向的难度[2]。
1.3波浪的影响海上拖航区域一般为开敞水域,对波浪的遮蔽条件有限。
由于拖航船舶的排水量较小,更容易受到海浪的影响。
海浪较大时,不但影响拖航作业安全,严重时还将危及拖运船舶的安全。
因此,应对拖航作业期间的浪高进行限制,此类作业一般限制波高在1米以下。
1.4能见度不良和夜间的影响在能见度不良情况下拖航时,船舶瞭望、判断碰撞危险和采取避让行动的条件受到极大限制,使船舶操纵人员对距离和方位的判断有相当大的误差,不但给拖带本身造成很大困难,而且还使碰撞的可能性大大增加。
船舶海上拖航缆绳张力计算方法

船舶海上拖航缆绳张力计算方法
刘艳敏;邢福;周佳
【期刊名称】《中国水运(下半月)》
【年(卷),期】2018(018)004
【摘要】拖带航行是船舶与海洋结构物海上航渡的主要方式之一.以3,000t级多功能渔船海上拖航为工程背景,说明船舶海上拖航缆绳稳态张力与极限张力计算方法.计算分析内容及相应结论为拖船与被拖船拖带结构/装置、拖带用缆绳等的设计提供合理参考依据,对确保海上拖带航行的安全性、可靠性具有一定意义.
【总页数】4页(P7-9,12)
【作者】刘艳敏;邢福;周佳
【作者单位】深海载人装备国家重点实验室,江苏无锡 214082;中国船舶科学研究中心,江苏无锡 214082;深海载人装备国家重点实验室,江苏无锡 214082;中国船舶科学研究中心,江苏无锡 214082;深海载人装备国家重点实验室,江苏无锡214082;中国船舶科学研究中心,江苏无锡 214082
【正文语种】中文
【中图分类】U662
【相关文献】
1.风流作用下码头系泊船舶缆绳张力及运动量研究
2.缆绳张力测试方法在船舶拖带中的应用
3.缆绳初张力对系泊船舶的影响
4.拖航偏荡角与缆绳临界张力关系分析
5.恒张力状态下海上拖航过程数值仿真
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浮筒的海上拖带计算

图4长拖
图5并拖 3.2浮筒、拖船以及拖缆的技术参数
(一)200吨浮筒
最大长度为12.12米,最大直径为5.8米,空载时吃水1.75米。
(--)拖船
2600马力近海拖轮,拖船总长60.22米,系柱拖力为18.4吨。
(三)拖缆
拖船与第一个浮筒之间用直径为80mm的尼龙缆连接,尼龙缆每米重量为3.9千克,尼龙缆破断拉 力为80吨,浮筒与浮筒之间用直径为38ram的钢缆连接,钢缆破断拉力56750千克。每米重量4.64千 克。拖缆与浮筒之间用5米长的龙须缆连接。 3.3计算程序框图 为了计算拖带所需的拖缆,特编制了计算程序进行计算,程序框图如下:
3.4浮筒拖带计算 取拖船航速为3,4,5,6,7,8,9节时进行计算,计算结果如表1所示。
132
第四届中国国际救捞论坛论文集 表1浮筒拖带计算结果 航速(kn)
3 0.96 110 100 7.42 3.09 4 1.70 110 100 4.15 1.74 5 2.65 1lO 100 2.65 1.11 6 3.82 110 100 1.35 0.77 7 5.20 110 100 1.03 O.57 8 6.80 110 100 0.82 0.42 9 8.61 110 100 0.43 0.34
浮筒的海上拖带计算
作者: 作者单位: 李树成, 张昆山, 黄祥科 李树成,张昆山(海军作战支援舰第一支队防救技术室), 黄祥科(海军潜艇学院防救系)
本文链接:/Conference_6525625.aspx 授权使用:襄樊航宇救生装备公司(hyjszbgs),授权号:7aaa00c5-4f8d-4506-86ff-9e9a00f219d4 下载时间:2011年3月2日
拖带方法及拖带计算
海上拖航法定检验技术规则1999

中华人民共和国船舶检验局船舶与海上设施法定检验规则海上拖航法定检验技术规则1999中华人民共和国船舶检验局船规字[1999]018号文公布自1999年9月1日起施行北京国际航行海船法定检验技术规则非国际航行海船法定检验技术规则内河船舶法定检验技术规则起重设备法定检验技术规则海上拖航法定检验技术规则集装箱法定检验技术规则潜水系统与潜水器法定检验技术规则海上移动平台法定检验技术规则海上浮式装置法定检验技术规则船舶与海上设施法定检验规则海上固定设施法定检验技术规则目录总则…………………………………………………………………………………………第l篇检验与发证第l章一般规定…………………………………………………………………………… l 通则…………………………………………………………………………………2 检验依据………………………………………………………………………………3 法定证书………………………………………………………………………………第2章签发适拖证书的检验………………………………………………………………1 通则……………………………………………………………………………………2 检验………………………………………………………………………………………第2篇拖航作业第1章一般规定…………………………………………………………………………… l 适用范围………………………………………………………………………………2 定义……………………………………………………………………………………3 海上拖航的条件………………………………………………………………………4 文件与资料……………………………………………………………………………5 气象预报………………………………………………………………………………6 拖航作业的管理………………………………………………………………………第2章被拖船舶……………………………………………………………………………1 通则……………………………………………………………………………………2 船体结构强度…………………………………………………………………………3 完整稳性、破舱稳性与浮态…………………………………………………………4 防止进水的安全措施…………………………………………………………………5 舱底排水设施…………………………………………………………………………6 锚泊设备………………………………………………………………………………7 舵与螺旋桨……………………………………………………………………………8 号灯、号型与声响信号装置……………………………………………………………9 登船设施………………………………………………………………………………10 留有船员的被拖船的附加要求………………………………………………………11 货物与设备的绑扎和固定……………………………………………………………12 防火与灭火设施………………………………………………………………………13 拖曳装置的拖力点……………………………………………………………………14 防污染措施……………………………………………………………………………15 其他……………………………………………………………………………………第3章被拖移动平台与其他海上设施…………………………………………………… l 通则……………………………………………………………………………………2 完整稳性、浮态与航速………………………………………………………………3 液舱自由液面与开口关闭……………………………………………………………610 10 101011 11 1114 14 14 1414151617 17 17 171718 18 181819 19 191920 202021 21 21 211 通则……………………………………………………………………………………2 通信设备………………………………………………………………………………3 人员输送设备…………………………………………………………………………4 其他……………………………………………………………………………………第5章拖曳设备…………………………………………………………………………… l 通则……………………………………………………………………………………2 拖缆机…………………………………………………………………………………3 主拖缆与其他拖曳设备………………………………………………………………22 22 22 22 24 24 24 24中华人民共和国船舶检验局船舶与海上设施法定检验规则海上拖航法定检验技术规则1999总则总则1 法令1.1 根据中华人民共和国国务院令(第109号)发布的《中华人民共和国船舶和海上设施检验条例》第三条规定,中华人民共和国船舶检验局(以下简称本局或ZC)是依照该条例规定的检验管理的主管机关。
长海县沉箱拖运方案.doc

长海县沉箱拖运方案大连海顺潜水服务有限公司2011年12月15日沉箱拖运方案一、工程概况大连港长海县广鹿岛码头工程,杂货码头7万吨级泊位沉箱共约9个。
沉箱在大窑湾大连港湾工程有限公司沉箱预制场预制。
经过海上远距离拖运,到达长海县广鹿岛港区。
从预制场到现场的拖航距离约32海里。
该工程约9个沉箱,尺寸见下表。
沉箱技术参数如下:二、沉箱拖运航行路线:拖轮拖带沉箱从大窑湾沉箱预制场出发,总航程约为32海里。
平均航速2.5海里/小时,预计每次拖航时间在13-14小时左右。
属于远距离拖运。
三、沉箱浮游稳定的计算3.1各型号沉箱浮游稳定计算及压水 1) A1沉箱各舱格压水高度如下图所示:400460046751995020020046754600200400100040046004001700010002002004600460沉箱浮游稳定特征值不需压水4004600455014950200200460040040046004001500020020046004600沉箱浮游稳定特征值不需压水, 2个2003925200385040046004700200002002004700460020040010004003850400179502002003925沉箱浮游稳定特征值0.550.550.55 0.55 0.30 0.300.300.30 0.25 0.25 0.250.254004600460016000200460020040010004003850400179502002003925200392520038501000沉箱浮游稳定特征值0.30 0.380.38 0.68 0.68 0.30 0.300.304004600460016000200460020040010004003850400179502002003925200392520038501000沉箱浮游稳定特征值0.30 0.30 0.300.30 0.300.30四、拖轮的选择4.1拖力计算沉箱:平均拖航速度为2.5节水流阻力:F水=Aγw(V2/2g)K=15.15×10.9×10.25×[1.286*1.286÷(2×9.8)] × 1=142.8KN(14.28 t)风阻力:F风=CaA V2(V取10.3米/秒)=0.1×A×10.32*10.32=0.1×6.98×15.15×10.32*10.32=1113KN(1.11t)拖航时的阻力:ΣF=F水+F风=15.39 t4.2 拖轮选型本工程沉箱拖航施工,因航程远,航时较长,受海况、气候等影响较大,因此在选择拖轮时,宜选用大马力拖轮。
拖航指南

(1) 被拖物资料,包括类型 、名称、船舶编号或呼号 、船籍港、
拖航吃水 , 拖航状态完整稳性资料( 在 特 殊 情 况 下 可 要 求
分舱和破舱稳性资料 )、锚与系泊设备说明书。
如果被拖物是废钢船则至少应提交船舶类型 、船名、船籍
港 、 主 尺 度、 拖 航 吃 水 资 料 ,同 时 应 注 意 拖 航 稳 性 。
第 5 章 拖曳设备………………………………………………(24) 第 1 节 通则……………………………………………………(24) 第 2 节 拖缆机…………………………………………………(24) 第 3 节 主拖缆与其他拖曳设备………………………………(25)
1
第 3 章 被拖移动平台及其他海上设施………………………(16) 第 1 节 通则……………………………………………………(16) 第 2 节 完整稳性、浮态与航速………………………………(16) 第 3 节 液舱自由液面与开口关闭……………………………(19) 第 4 节 绑扎与固定……………………………………………(19)
第 2 章 被拖船舶 ………………………………………………(8) 第 1 节 通则………………………………………………(8) 第 2 节 船体结构强度……………………………………(8) 第 3 节 完 整 稳 性、破舱稳性与浮态……………………(9) 第 4 节 防止进水的安全措施……………………………(10) 第 5 节 舱底排水设施……………………………………(11) 第 6 节 锚泊设备…………………………………………(12) 第 7 节 舵与螺旋桨………………………………………(12) 第 8 节 号灯、号型与声响信号装置……………………(13) 第 9 节 登船设施…………………………………………(13) 第 10 节 有留守船员被拖船舶的附加要求………………(13) 第 ll 节 货物与设备的绑扎和固定 ………………………(14) 第 12 节 防火与灭火设施…………………………………(14) 第 13 节 拖曳装置的拖力点 ………………………………(15) 第 14 节 防污染措施………………………………………(15) 第 15 节 其他………………………………………………(15)
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海上拖航拖带力计算摘要大型海洋工程设施与无动力船舶在海洋上的拖航需求已日益增多。
但是海上拖航作业环境复杂多样,风和浪等多种不确定因素造成的阻力会影响到拖航作业所需要的拖带力,这影响到了海上拖航的安全性,本文主要研究在不同环境下船舶所受到的阻力影响,其中包括空气阻力和水阻力以及拖带时缆绳所受的拉力,以根据与此相关的经验公式计算船舶拖航时的各种阻力,从而规范配备相应得拖轮以符合拖航作业的需求,但由于目前对拖航阻力的计算方法各有不同,本文首先介绍《海上拖航指南2011》当中的经验公式并且进行相应的阻力分析,再综合比较其他计算方法的利弊。
本文通过Excel软件实现拖航阻力的计算,以此来分析不同因素下以及不同计算方法所造成的拖航阻力的变化,并通过相关实例进行验证计算方法。
关键词:远洋拖航;阻力分析;拖缆拉力;分类计算海上拖航拖带力计算1引言1.1课题研究的背景和意义伴随着贸易的提升以及海运经济的发展,人们对资源的需求从陆地上的矿产资源转移了资源更加丰富的大海,这也促使了海洋资源设施的不断发展,而大型的海上工程往往都大型化、专业化、造价高,拖航作业需要大面积的水域,出于节约成本的考虑,大部分海洋不具有自航性,因此很需要有拖航来进行辅助作业,但是由于拖航作业执行的环境条件存在很多的不确定性,例如风、浪、通航环境等条件,多种因素的影响会导致拖带作业时发生碰撞、搁浅、偏航和断缆等意外。
因此作业工程存在一定的风险。
因此对拖航作业当中涉及到的拖航阻力需要进行较为精准的计算,从而选择合适的拖轮以满足被拖船的拖带需求,保证拖航作业有序安全地进行。
但是由于拖航阻力的计算方法比较繁杂,在多种情况下的计算方式各不相同,目前大多数拖航作业都是的阻力估计只能依靠大概的数值,为了拖航的安全性,从而选择拖带力比较大的拖轮设备。
本课题研究在拖航作业过程中,在不同因素下拖船以及被拖船所受到的各种阻力以及缆绳所能起到的拉力,并探究不同阻力环境下所能达到的速度范围,为了保障海上的拖航安全,从不同的情况下探究拖航拖带力的计算公式,合理安排拖带方式、拖轮配备方案等,从而能够顺利得进行,拖轮拖带力的计算有助于模拟拖航作业环境,为有关科研人员提供阻力计算的参考,有助于更精确的拖航仿真系统的建立,从而预判可能出现的风险,在风险面前及时采取应对设施,保障拖航作业的实施,以及拖船与被拖物的财产安全。
1.1国内外研究现状在国内,杨西阳在对海上的大型海洋结构的阻力分析上运用了多种计算方法。
李昌伟对在狭窄区域拖航环境中风和流的作用力进行了更准确的计算。
严似松、黄根佘在静水中以及风浪中的拖航运动建立了数学模型,并将悬链线模型应用到了拖缆阻力的计算上。
沈浦根船长对拖航的阻力计算还考虑到了被拖物表面微生物和艏部形状不同对拖航阻力的影响,并且在《拖航指南》与《towing》对比空气阻力的估算上认为,比较合理的方式是风速V以现场迎风风速加上拖航速度展开估算。
刘艳敏、周佳等对缆绳张力的计算方法做了一定的研究。
李伟峰,史国友从风、流、波浪对平台的作用力角度出发探究了拖航阻力估算的方法。
日本学者Yukawau研讨了拖带过程中的缆绳张力随两船间距变动的状况,以及分析拖航的航向角对拖航时运动的影响。
Wulder 等人运用实时的仿真研究了港内大船操纵运动中拖船与被拖船的相互作用力与三种不同类型的拖航助操工况的关系。
1.2 研究内容和框架本文的第一部分主要为绪论部分,介绍了该课题研究背景和研究意义。
第二章依据海上拖航指南以及相关文献,介绍了海上拖航的概念,以及种类,流程。
第三章主要介绍了拖航作业中所涉及到的相关计算,而且运用不同的经验公式进行阻力的估算。
第四章主要是对于实际情况下对拖航作业相关计算的验证,并用Excel软件进行简易的计算。
第五章是总结和展望。
2理论基础2.1海上拖航的概念海上拖航是一种特殊的船舶运动,是指具有大功率发动机的拖轮通过缆绳等连接设备将被拖物拖至制定目的地的特殊海上作业。
2.2拖航系统的组成拖航系统的结构包括拖轮、被拖船和拖缆结构。
按照拖轮数量、作业形式和被拖结构数量的不同,拖航的组成也会有一定的差异。
按拖航区域分,有内河拖船、沿海拖轮、远洋拖轮,其中后两者又可以合称为海洋拖轮;本文主要探究海上拖航,即海洋拖轮。
依靠使用目的来分类,可以进一步区分救助遇难船只的救助打捞拖轮,和协助船舶及海洋结构物进出港操作的在港拖轮以及用来拖带作业平台和其它海上设施的一般作业拖轮。
被拖结构一般定义为因意外失去动力的海上船舶或者等待建造需要在海上进行位移的海上工程设施。
除了传统意义上的船舶以外,还有海上浮式生产储油装置FPSO(Floating Production Storage Offloading)、钻井平台、水下探测器、海洋科学浮标、深潜器等海上工程设施。
考虑到经济因素和使用条件,绝大多数海上工程设施一般不具备自航能力,通常会在沿海建造完成之后由拖轮拖带到指定的作业地点。
拖缆结构一般会包括主拖缆、龙须缆、卸扣、拖缆桩及三角板等等。
而且缆绳是拖航作业不可缺少的重要工具,缆绳的拉力负荷是决定拖航作业是否能安全进行的重要因素。
海上拖航作业过程中所选用的拖缆一般为钢丝缆。
若是航程时间过长,一般还会有备用拖缆,且尽可能地与主拖缆分别卷在各自地卷筒上,方便及时更换拖缆。
2.3拖航阻力及其分类船舶航行时,船舶或工程设施会受到来自风与水流的阻力,而在拖航过程中可能还会受到拖缆的相互作用力。
风阻力对船舶的影响主要与受风面积有关,受风面积越大,阻力越大,风速越快,阻力越大。
而水阻力的成因一般可以归纳为下面以下:兴波阻力:无论被拖结构是船舶还是海洋平台,在水中航行时都会地激起不同程度的波浪,从而使船体的压力分布发生改变,进而产生了船舶及结构首尾的流体流动压力差,如果从能量的角度也可以这样去理解兴波阻力,在拖航过程中,拖轮或者是被拖船都由内部动力或外部拉力牵引着前进,但动力的本质是能量,兴波的过程可以形象地理解为将船前进的能量转化为海水当中的能量,促使波浪的形成消耗了船舶前进的能量,并且构成了拖航阻力的一部分。
摩擦阻力:水等流体在实际生活中具有一定的粘性作用,完全无粘性的流体是不理想的,这种粘性作用会使得船舶及海洋结构物在航行中在结构表面形成“粘性层”,这种情况的形成会带动与水接触的结构向前运动。
即边界层的形成带动水层向前运动的局面,这种作用也就形成了前进中的结构物与水层之间的切向力,因此而形成的摩擦力会阻碍船体的运动,因此我们可以称之为粘性摩擦阻力或直接简称为摩擦阻力。
另外,因在海上航行的结构物不相同,因此也会出现很多附体结构以及不同的线型,这种情况的改变会产生水压力的改变从而造成漩涡的形成,而这也是因为水的粘性。
2.4船舶拖航的流程在拖航作业开始之前,首先需要撰写拖航报告,通过查阅相关的海事法规对拖航作业的内容建立相应的操作规范,以保证合理且正确的完成拖航作业的准备工作。
因为海上的气象条件千变万化,大风大浪极容易影响船舶的稳性,因此还需要观察相应的拖航天气状况与海况,以防风力过大而造成船舶的严重偏荡。
相关人员还应做好拖轮和被拖结构的检查工作,检查拖轮性能、配备应有的拖带属具及备用属具、足够的给养和油水并做好人员的出航教育和心理工作。
以及核实日常交通状况,并据此能够制订拖航船队出港时间计划。
在拖航作业中应随时注意海况航区、水深变化以及拖航船队的情况,注意拖带长度的变化以及被拖结构的偏荡情况以及拖带缆绳属具的磨损情况等。
当拖航操作即将结束,船舶进港时,应仿照船队出港的操作,及时了解所进港口的水文情况,适时适当地转换编队形式,低速安全地将被拖结构拖航进港,对于不需要进港的海上拖带,应将被拖物或船只妥善安放卸载。
拖航后:被拖结构进港停船,拖航操作完成后,应尽早与相关部门取得联系,完成交接任务。
同时,如有必要,应做好被拖结构的装卸与安放工作、做好缆绳与拖带属具的收集和整理等工作。
3拖航拖带力计算本章主要是通过相关公式研究拖带力与相关速度的关系3.1阻力计算公式对于拖航来说,海上拖航的各种风险情况的分析离不开船舶阻力的计算,只有在准确估算被拖船以及拖船、拖缆等拖航组成部分的各项航行阻力的前提下,才能正确合理地选定拖轮,制定拖航计划。
但是影响拖航阻力的因素种类多样,例如被拖物的形状结构、拖航环境等都构成影响因素。
因此为了较为准确地计算出拖航阻力,一般会通过水池实验或者风洞模拟实验,但是这些方法都统一存在费用高和耗时长等问题,因此实际工程一般采用经验公式进行推算。
如中国船级社《海上拖航指南》当中的计算公式,但是此经验公式依然存在着缺点,只能够大概估算阻力,离实际还有些偏差,因为该公式只考虑了摩擦阻力、剩余阻力以及空气阻力,而忽视了波浪作用下所引起的阻力。
下面将根据不同的拖航阻力计算公式进行分析对比。
传统经验公式按照《海上拖航指南2011》中的阻力估算公式,实际工程中往往采用该经验公式进行计算,海上拖航的阻力R T 为][1.15B f T R R R +=(KN )(1)-31.831f 101.67⨯=V A R (KN)(2)V B V A R 0.151.7420.147+=δ(KN)(3)其中R f 为摩擦阻力;R B 为剩余阻力;V 为拖航速度;δ为方型系数;A 1为水下湿表面积(m2);A 2为浸水部分船中横剖面积(m2); 对于一般正常船舶,其水下湿表面积公式为:)7.1(1B d L A δ+=2m(4)运输驳船、首尾有线形变化的箱型,其公式为:)81.10.92L(B 1d A +=2m(5)对于首尾无线形变化的箱型船及水上结构,其公式为:)2(1d B L A +=2m(6)其中:L 为船长;B 为船宽;d 为拖带吃水;δ为方形系数而对于有些上层建筑受风面积大的船舶或者是自升式平台等海洋平台上部受风面积大的结构,应该特别计算其风阻力影响,其拖航阻力应按下式计算。
a fR .70R R R B ++=∑)( KN(7)其中Ra 表示风力,且∑-⋅⋅⋅⋅=32a 100.5i s A C v R ρKN(8)ρ为空气密度,kg/m 3,按1.22kg/m 3计算,v 为风速,m/s ,取20.6m/s ;C s 为受风面积所对应的形状系数,相关取值如表3-1所示;A i 为受风面积,m 2,按顶风计算;表3-1 形状系数s C 值形状sC 球形0.4圆柱形0.5大的平面(船体、甲板室、平滑的甲板下面积)1.0成群的甲板室或类似结构物1.1钻井架1.25钢丝绳1.2甲板下暴露的梁和和桁1.3小部件1.4孤立结构形状(起重机、梁等)1.5在《Towing 》中的空气阻力的估算方法还有)(10)(611.032kN CH A C V V R i s w a -⨯⨯⨯+⨯=∑(9)该公式考虑的因素除了结构水线以上受风部分的面积 A i (顶风)、受风面积的形状系数 Cs ,以及海区顶风的真风速 V W 、拖航的速度 V 外,还把受风面积的几何中心高度系数 CH 考虑在内了,由于风作用力会与上层建筑几何中心的高度成正比,因此越上层的建筑的风阻力也会越大,受风面积的高度系数CH 如表3-2所示表3-2 高度系数CH沈浦根拖航阻力公式沈浦根先生具有多年的拖航实践经验,且在拖航指南公式的基础上所总结出的阻力估算公式是其中非常具有代表性的,尤其在计算实际拖带的拖航系统中显得更加准确。