CN113602425A - 一种适用于无动力船的多状态拖动设备及其拖动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于无动力船的多状态拖动设备及其拖动方法，包括：设置在无动力船外周侧面的拖动机构，拖动机构包括：对称设置在无动力船两侧的若干组甲板驳，在甲板驳内设置第一卷收器、第二卷收器和第三卷收器，第一卷收器通过包头揽连接无动力船前端，第二卷收器通过倒揽连接无动力船前部位置，第三卷收器通过拖揽连接无动力船尾部，无动力船尾端设置辅助转向设备；在甲板驳后端连接主拖轮，主拖轮与甲板驳尾端之间通过八字揽连接，主拖轮尾部设置尾揽，尾揽连接无动力船尾端。通过卷收器控制各个揽绳的放缆率，改变甲板驳与无动力船的连接紧密度，调整无动力船的实际重量，以减弱因共振产生的垂荡效应，增强无动力船体拖动时的稳定性。

Description

一种适用于无动力船的多状态拖动设备及其拖动方法
技术领域
本发明涉及航运以及无动力船拖动、运输技术领域，尤其涉及一种适用于无动力船的多状态拖动设备及其拖动方法。
背景技术
新造船舶无上层建筑，需要利用拖轮带缆拖带新造船舶至长江下游码头进行对船舶上层建筑进行组装等作业，因此，也被称为无动力船舶。无动力船舶在长江水域拖带过程中存在一定的风险，无动力船舶在拖带过程中主要受长江自然环境、航行水域条件及水域交通条件等因素的影响较大。无动力船舶，由于船体尺度、排水量大、易受风、流等因素的影响，船位调整和控制困难，由于船体干舷相对于拖轮而言比较高，拖轮系缆困难，并影响到拖轮动力的发挥。驾引人员的站位不易选择，对拖带船体前后方全貌观察、指挥产生较大的影响，了望较难。被拖的无动力船体尚未配置专业的发电、通讯、照明、信号等设施，需要进行临时配置。如若主拖轮因某些原因突然停车时，由于被拖船体的惯性较大，会产生横拖、倒拖、甚至碰撞前面拖轮的危险。
在无动力船的运输过程中，长江江苏段水域桥梁众多，对桥下通行的拖带船队而言，已然成为拖带船队航行的障碍物，桥梁水域的水流条件复杂，受不利水流的影响较大，使得桥梁水域附近的航道条件恶化，进而对拖带船队的航行安全构成一定的威胁。
另一方面，被拖带船舶为大型无动力船体，船体尺度、排水量大、易受风、流等因素的影响，船位调整和控制困难。被拖的无动力船体尚未配置专业的发电、通讯、照明、信号等设施，需要进行临时配置。由于调平状态时艏艉吃水差较小，会使得拖带作业中船艏偏荡较大，拖轮受力不均匀，很容易降低拖带速度，且拖带方向不易把控，容易引发海上事故。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种适用于无动力船的多状态拖动设备及其拖动方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种适用于无动力船的多状态拖动设备，包括：设置在无动力船外周侧面的拖动机构，所述拖动机构包括：对称设置在所述无动力船两侧的若干组甲板驳，在甲板驳内设置第一卷收器、第二卷收器和第三卷收器，所述第一卷收器通过包头揽连接所述无动力船前端，所述第二卷收器通过倒揽连接所述无动力船前部位置，所述第三卷收器通过拖揽连接所述无动力船尾部位置，且所述无动力船尾端设置辅助转向设备。
在所述甲板驳后端连接主拖轮，所述主拖轮与所述甲板驳尾端之间通过八字揽连接，所述主拖轮尾部设置尾揽，所述尾揽连接所述无动力船尾端。
本发明一个较佳实施例中，在所述无动动力船两侧对称设置一组甲板驳，所述甲板驳通过包头揽和倒揽的方式连接所述无动力船。
本发明一个较佳实施例中，在所述无动动力船两侧对称设置两组甲板驳，每个所述甲板驳均通过包头揽和倒揽的方式连接所述无动力船。
本发明一个较佳实施例中，在所述无动力船一侧设置应急拖轮，所述应急拖轮用于路线探测以及辅助调整。
本发明一个较佳实施例中，在所述无动力船前端设置半潜船，所述半潜船整体低于所述无动力船。
本发明采用的另一种技术方案为：一种适用于无动力船的多状态拖动设备的拖动方法，包括以下步骤：
步骤S1：将若干组甲板驳通过缆绳连接在无动力船的两侧，通过主拖轮对甲板驳尾端施加推力，驱动甲板驳带动无动力船前进。
步骤S2：利用半潜船微调带动船头上升下降，以微调船头和船艉吃水差，改变风动力和水动力的作用点，增大偏荡阻尼，实现偏荡的抑制。
步骤S3：分别改变包头揽、倒揽以及拖揽的放缆率，从而改变改变甲板驳与无动力船的连接紧密度，以改变无动力船的实际重量，以减弱因共振产生的垂荡效应，增强无动力船体拖动时的稳定性。
本发明一个较佳实施例中，所述无动力船的实际重量的计算公式为：M实＝M船+(M甲1+M甲2)XA％，式中，M实为无动力船的实际重量，M船为无动力船的净重量，M甲为甲板驳的重量，A％为放缆率。
本发明一个较佳实施例中，所述放缆率计算公式为：A％＝L1/(L1+L2)，式中，L1为缆绳释放长度，L2缆绳卷收长度，(L1+L2)为缆绳总长度。
本发明一个较佳实施例中，在所述步骤S3中，当无动力船左侧甲板驳上的所述包头揽和所述倒揽的放缆率增大，且所述拖揽的放缆率减小；无动力船右侧甲板驳上的所述包头揽和所述倒揽的放缆率减小，且所述拖揽的放缆率增大时，无动力船向左侧方向调整；当无动力船左侧甲板驳上的所述包头揽和所述倒揽的放缆率减小，且所述拖揽的放缆率增大；无动力船右侧甲板驳上的所述包头揽和所述倒揽的放缆率增大，且所述拖揽的放缆率减小时，无动力船向右侧方向调整。
本发明一个较佳实施例中，所述步骤S3中：通过分别改变包头揽、倒揽以及拖揽的放缆率，以改变甲板驳与无动力船之间的前贴合程度和后贴合程度。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)本发明通过卷收器控制各个揽绳的放缆率，改变甲板驳与无动力船的连接紧密度，调整无动力船的实际重量，以减弱因共振产生的垂荡效应，增强无动力船体拖动时的稳定性，另一方面，通过改变放缆率，能够迅速调整无动力船的航行方向，使无动力船能够根据航道的宽窄和方向，迅速调整，使各个主拖轮之间协同作用效果更好。
(2)本发明通过改变放缆率，改变甲板驳与无动力船的贴合程度，进一步增强稳定性，同时，将前贴合程度和后贴合程度按照甲板驳受到浮力的大小进行调整，前贴合和后贴合根据无动力船受力情况进行调整，从而改变无动力船拖动时的整体宽度，以抑制无动力船的横摇，进一步增强无动力船体拖动时的稳定性。
(3)本发明利用半潜船带动船头上升下降，以改变船头和船艉吃水差，使风动力的作用点后移，水动力的作用点前移，使偏荡的阻尼增大，实现偏荡的抑制，同时，通过控制船头上升下降，调整无动力船受到的阻力，灵活调整无动力船的行进状态，另一方面，利用半潜船微调船体吃水深度，以确保无动力船能够顺利通过桥梁。
(4)本发明通过在无动动力船两侧对称设置的甲板驳，能够使无动力船均匀受到主拖轮的推动力，利用甲板驳进行绑扎和传递拖轮的动力，另一方面，通过应急拖轮全程备用伴航和应急，进一步防止船体偏航或协助纠正船队航向。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选实施例的平面示意图。
具体地，100-无动力船，110-主拖轮，120-甲板驳，130-应急拖轮，140-包头揽，150-倒揽，160-拖揽，170-八字揽，180-尾揽，200-航道边界。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种适用于无动力船的多状态拖动设备，包括：设置在无动力船100外周侧面的拖动机构，拖动机构包括：对称设置在无动力船100两侧的若干组甲板驳120，在甲板驳120内设置第一卷收器、第二卷收器和第三卷收器，第一卷收器通过包头揽140连接无动力船100前端，第二卷收器通过倒揽150连接无动力船100前部位置，第三卷收器通过拖揽160连接无动力船100尾部位置，且无动力船100尾端设置辅助转向设备。
在甲板驳120后端连接主拖轮110，主拖轮110与甲板驳120尾端之间通过八字揽170连接，主拖轮110尾部设置尾揽180，尾揽180连接无动力船100尾端。
本发明一个较佳实施例中，无动力船100的实际重量的计算公式为：M实＝M船+(M甲1+M甲2)XA％，式中，M实为无动力船100的实际重量，M船为无动力船100的净重量，M甲为甲板驳120的重量，A％为放缆率，放缆率计算公式为：A％＝L1/(L1+L2)，式中，L1为缆绳释放长度，L2缆绳卷收长度，(L1+L2)为缆绳总长度；通过卷收器控制各个揽绳的放缆率，改变甲板驳120与无动力船100的连接紧密度，调整无动力船100的实际重量，以减弱因共振产生的垂荡效应，增强无动力船100体拖动时的稳定性，另一方面，通过改变放缆率，能够迅速调整无动力船100的航行方向，使无动力船100能够根据航道的宽窄和方向，迅速调整，使各个主拖轮110之间协同作用效果更好。
本发明一个较佳实施例中，步骤S3中：通过分别改变包头揽140、倒揽150以及拖揽160的放缆率，以改变甲板驳120与无动力船100之间的前贴合程度和后贴合程度，通过改变放缆率，改变甲板驳120与无动力船100的贴合程度，进一步增强稳定性，同时，将前贴合程度和后贴合程度按照甲板驳120受到浮力的大小进行调整，前贴合和后贴合根据无动力船100受力情况进行调整，从而改变无动力船100拖动时的整体宽度，以抑制无动力船100的横摇，进一步增强无动力船100体拖动时的稳定性。
本发明一个较佳实施例中，在无动力船100前端设置半潜船，半潜船整体低于无动力船100；利用半潜船带动船头上升下降，以改变船头和船艉吃水差，使风动力的作用点后移，水动力的作用点前移，使偏荡的阻尼增大，实现偏荡的抑制，同时，通过控制船头上升下降，调整无动力船100受到的阻力，灵活调整无动力船100的行进状态，另一方面，利用半潜船微调船体吃水深度，以确保无动力船100能够顺利通过桥梁。
本发明一个较佳实施例中，在无动动力船两侧对称设置一组甲板驳120，甲板驳120通过包头揽140和倒揽150的方式连接无动力船100，通过在无动动力船两侧对称设置的甲板驳120，能够使无动力船100均匀受到主拖轮110的推动力，利用甲板驳120进行绑扎和传递拖轮的动力，另一方面，在无动力船100一侧设置应急拖轮130，通过应急拖轮130全程备用伴航和应急，进一步防止船体偏航或协助纠正船队航向。
本发明的第二个较佳实施例中，根据无动力船100船体的大小，当无动力船100船体较长时，可以在无动动力船两侧对称设置两组甲板驳120，每个甲板驳120均通过包头揽140和倒揽150的方式连接无动力船100，且无动力船100前部甲板驳120分别通过两个主拖轮110进行拖带，以确保无动力船100能够均匀受力，防止局部受力过大而受损。
本发明使用时，将若干组甲板驳120通过缆绳连接在无动力船100的两侧，通过主拖轮110对甲板驳120尾端施加推力，驱动甲板驳120带动无动力船100前进。利用半潜船微调带动船头上升下降，以微调船头和船艉吃水差，改变风动力和水动力的作用点，增大偏荡阻尼，实现偏荡的抑制。分别改变包头揽140、倒揽150以及拖揽160的放缆率，从而改变改变甲板驳120与无动力船100的连接紧密度，以改变无动力船100的实际重量，以减弱因共振产生的垂荡效应，增强无动力船100体拖动时的稳定性。
需要说明的是，当无动力船100左侧甲板驳120上的包头揽140和倒揽150的放缆率增大，且拖揽160的放缆率减小；无动力船100右侧甲板驳120上的包头揽140和倒揽150的放缆率减小，且拖揽160的放缆率增大时，无动力船100向左侧方向调整；当无动力船100左侧甲板驳120上的包头揽140和倒揽150的放缆率减小，且拖揽160的放缆率增大；无动力船100右侧甲板驳120上的包头揽140和倒揽150的放缆率增大，且拖揽160的放缆率减小时，无动力船100向右侧方向调整。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种适用于无动力船的多状态拖动设备，包括：设置在无动力船外周侧面的拖动机构，其特征在于，
所述拖动机构包括：对称设置在所述无动力船两侧的若干组甲板驳，在甲板驳内设置第一卷收器、第二卷收器和第三卷收器，所述第一卷收器通过包头揽连接所述无动力船前端，所述第二卷收器通过倒揽连接所述无动力船前部位置，所述第三卷收器通过拖揽连接所述无动力船尾部位置，且所述无动力船尾端设置辅助转向设备；
在所述甲板驳后端连接主拖轮，所述主拖轮与所述甲板驳尾端之间通过八字揽连接，所述主拖轮尾部设置尾揽，所述尾揽连接所述无动力船尾端。
2.根据权利要求1所述的一种适用于无动力船的多状态拖动设备，其特征在于：在所述无动动力船两侧对称设置一组甲板驳，所述甲板驳通过包头揽和倒揽的方式连接所述无动力船。
3.根据权利要求1所述的一种适用于无动力船的多状态拖动设备，其特征在于：在所述无动动力船两侧对称设置两组甲板驳，每个所述甲板驳均通过包头揽和倒揽的方式连接所述无动力船。
4.根据权利要求1所述的一种适用于无动力船的多状态拖动设备，其特征在于：在所述无动力船一侧设置应急拖轮，所述应急拖轮用于路线探测以及辅助调整。
5.根据权利要求1所述的一种适用于无动力船的多状态拖动设备，其特征在于：在所述无动力船前端设置半潜船，所述半潜船整体低于所述无动力船。
6.根据权利要求1所述的一种适用于无动力船的多状态拖动设备的拖动方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：将若干组甲板驳通过缆绳连接在无动力船的两侧，通过主拖轮对甲板驳尾端施加推力，驱动甲板驳带动无动力船前进；
步骤S2：利用半潜船微调带动船头上升下降，以微调船头和船艉吃水差，改变风动力和水动力的作用点，增大偏荡阻尼，实现偏荡的抑制；
步骤S3：分别改变包头揽、倒揽以及拖揽的放缆率，从而改变改变甲板驳与无动力船的连接紧密度，以改变无动力船的实际重量，以减弱因共振产生的垂荡效应，增强无动力船体拖动时的稳定性。
7.根据权利要求6所述的一种适用于无动力船的多状态拖动设备的拖动方法，其特征在于：所述无动力船的实际重量的计算公式为：M实＝M船+(M甲1+M甲2)XA％，式中，M实为无动力船的实际重量，M船为无动力船的净重量，M甲为甲板驳的重量，A％为放缆率。
8.根据权利要求7所述的一种适用于无动力船的多状态拖动设备，其特征在于：所述放缆率计算公式为：A％＝L1/(L1+L2)，式中，L1为缆绳释放长度，L2缆绳卷收长度，(L1+L2)为缆绳总长度。
9.根据权利要求6所述的一种适用于无动力船的多状态拖动设备的拖动方法，其特征在于：所述步骤S3中，
-当无动力船左侧甲板驳上的所述包头揽和所述倒揽的放缆率增大，且所述拖揽的放缆率减小；无动力船右侧甲板驳上的所述包头揽和所述倒揽的放缆率减小，且所述拖揽的放缆率增大时，无动力船向左侧方向调整；
-当无动力船左侧甲板驳上的所述包头揽和所述倒揽的放缆率减小，且所述拖揽的放缆率增大；无动力船右侧甲板驳上的所述包头揽和所述倒揽的放缆率增大，且所述拖揽的放缆率减小时，无动力船向右侧方向调整。
10.根据权利要求6所述的一种适用于无动力船的多状态拖动设备的拖动方法，其特征在于：所述步骤S3中：通过分别改变包头揽、倒揽以及拖揽的放缆率，以改变甲板驳与无动力船之间的前贴合程度和后贴合程度。
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