作者劉曉豐，肖仲明等

摘要：舵設(shè)備是重要的船舶航行安全設(shè)備。根據(jù)SOLAS公約的規(guī)定，輔助操舵裝置能在主操舵裝置失效時迅速投入工作，故有人稱其為應(yīng)急舵；在操舵裝置控制系統(tǒng)中有隨動操舵、自動操舵和手柄操舵三種操舵模式，有人稱手柄操舵為應(yīng)急舵；還有人稱應(yīng)急操舵程序為應(yīng)急舵。針對駕引人員對應(yīng)急舵的不同理解，根據(jù)SOLAS公約的相關(guān)要求和實船的配置，詳細解讀輔助操舵裝置、手柄操舵和應(yīng)急操舵。駕引人員正確理解應(yīng)急舵，避免混淆概念，可以更有效地保證船舶航行安全。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急舵；手柄操舵 ；輔助操舵裝置；應(yīng)急操舵

       一、引言

      舵設(shè)備是船舶保持和改變航向及旋回運動的設(shè)備，是重要的船舶航行安全設(shè)備之一^[1]。以育鵬輪為例，一旦舵設(shè)備出現(xiàn)故障，按照船舶安全管理體系文件的應(yīng)急計劃，應(yīng)進行應(yīng)急操舵，并使用應(yīng)急舵。但該輪體系文件的應(yīng)急計劃中只有一句“使用應(yīng)急舵”，沒有說明如何啟用，駕駛員只能憑借自己的專業(yè)知識來操作。SOLAS公約和國內(nèi)《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》都未涉及應(yīng)急舵這一概念，只提及輔助操舵裝置和應(yīng)急操舵。正是因為相關(guān)專業(yè)教材和文獻均未對應(yīng)急舵進行詳細準(zhǔn)確的闡述，故駕引人員對其有幾種不同的理解：有人認為本船設(shè)有主操舵裝置和輔助操舵裝置，其中輔助操舵裝置就是應(yīng)急舵；有人認為自動操舵儀的手柄操舵是應(yīng)急舵的一種；有人認為船舶的應(yīng)急操舵就是應(yīng)急舵。^[2-6]本文結(jié)合SOLAS公約對舵設(shè)備的相關(guān)要求和實船的舵設(shè)備組成，較為詳細地對船舶應(yīng)急舵進行解讀。

       二、舵設(shè)備組成

      舵設(shè)備由舵裝置、操舵裝置、操舵裝置控制系統(tǒng)及其他附屬裝置組成。其中，操舵裝置由使舵葉轉(zhuǎn)動的動力設(shè)備和轉(zhuǎn)舵機構(gòu)組成，其作用是把舵機的動力傳到舵柄，由舵柄驅(qū)動舵桿進而使舵裝置（舵葉）轉(zhuǎn)動，操舵裝置位于船舶舵機室。嚴(yán)格意義上，舵機是指舵轉(zhuǎn)動的動力設(shè)備，如電動液壓舵機是指電動機及其驅(qū)動的液壓泵和輔助設(shè)備，但在航海實踐中操舵裝置簡稱為舵機^[3]。操舵裝置控制系統(tǒng)是指將舵令由駕駛室傳到操舵裝置動力設(shè)備的設(shè)備。以當(dāng)今海船廣泛采用的設(shè)備類型為研究對象，其中操舵裝置是電動液壓的，操舵裝置控制系統(tǒng)是電力控制的。

       三、SOLAS公約相關(guān)要求

      本文以干貨船為研究對象，故對液貨船的操舵裝置和操舵裝置控制系統(tǒng)方面的SOLAS公約相關(guān)內(nèi)容未涉及。操舵裝置和操舵裝置控制系統(tǒng)的配置要求在SOLAS公約中的第2-1章《構(gòu)造-結(jié)構(gòu)、分艙與穩(wěn)性、機電設(shè)備》有詳細的規(guī)定。

       ( 一 ) 對操舵裝置的相關(guān)要求

      第3條2款 主操舵裝置是指在正常情況下為操縱船舶而使舵產(chǎn)生動作所必需的機械、轉(zhuǎn)舵機構(gòu)、操舵裝置動力設(shè)備和其附屬設(shè)備以及向舵桿施加轉(zhuǎn)矩的裝置。

      第3條4款  輔助操舵裝置是指在主操舵裝置失效時操縱船舶所必需的設(shè)備，其不屬于主操舵裝置的任何部分，但可共用其中的舵柄、舵扇和舵桿或作同樣用途的部件。

      第29條1款 每艘船舶應(yīng)設(shè)有一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置。該主操舵裝置和輔助操舵裝置的布置應(yīng)滿足其中一套發(fā)生故障時不致引起另一套失效。

      第29條3款  主操舵裝置和舵桿應(yīng)：

       .2 能在船舶處于最深航海吃水并以最大營運航速前進時將舵自一舷35度轉(zhuǎn)至另一舷35度以及于相同條件下在不超過28秒內(nèi)將舵自任一舷35度轉(zhuǎn)至另一舷30度；

       .3 為滿足上款的要求，當(dāng)舵柄處的舵桿直徑 ( 不包括冰區(qū)加強 ) 大于120毫米時，該操舵裝置應(yīng)為動力操作。

      第29條4款  輔助操舵裝置應(yīng)：

      .1 具有足夠強度和足以在可航行的速度下操縱船舶，并能在緊急情況下迅速投入工作；

      .2 能在船舶處于最深航海吃水并以最大營運前進航速的一半或7節(jié) ( 取大者 ) 前進時，在不超過60秒內(nèi)將舵自一舷15度轉(zhuǎn)至另一舷15度；

      .3 動力操縱，以必要時滿足本條4.2的要求，以及滿足任何情況下主管機關(guān)對舵柄處的舵桿直徑大于230毫米 ( 不包括冰區(qū)加強 ) 的要求。

      第29條6.1款  如主操舵裝置具有2臺或2臺以上相同的動力設(shè)備，則在下列條件下可不設(shè)置輔助操舵裝置：

      .1 對于客船，當(dāng)任一臺動力設(shè)備不工作時，主操舵裝置仍能按本條3.2進行操舵；

      .2 對于貨船，當(dāng)所有動力設(shè)備都工作時，主操舵裝置能按本條3.2進行操舵；

      .3 主操舵裝置應(yīng)布置成當(dāng)其管系或一臺動力設(shè)備發(fā)生單項故障時，此缺陷能被隔離，使操舵能力能夠保持或迅速恢復(fù)。

       ( 二 ) 對操舵裝置控制系統(tǒng)的相關(guān)要求

      第29條7款  應(yīng)按下列要求布置操舵裝置的控制系統(tǒng)：

      .1 對于主操舵裝置，應(yīng)在駕駛室和舵機室兩處都設(shè)有控制器。

      .2 當(dāng)主操舵裝置具有2臺或2臺以上相同的動力設(shè)備時，應(yīng)設(shè)置兩套獨立的控制系統(tǒng)，且每套系統(tǒng)均應(yīng)能在駕駛室控制。但這并不要求設(shè)雙套操舵手輪或手柄。

      .3 能從駕駛室操作的主、輔助操舵裝置的控制系統(tǒng)應(yīng)符合下列要求：在舵機室應(yīng)設(shè)有能將駕駛室操縱的任何控制系統(tǒng)從正在運轉(zhuǎn)的操舵裝置上斷開的設(shè)施；此控制系統(tǒng)應(yīng)能在駕駛室某一位置被投入工作。

       ( 三 ) 對舵設(shè)備的動力供應(yīng)的相關(guān)要求

      第29條14款 如果要求舵柄處舵桿直徑超過230毫米 ( 不包括冰區(qū)加強 )，應(yīng)設(shè)有一個由應(yīng)急電源或舵機室內(nèi)的一個獨立動力源在45秒內(nèi)自動供電的替代動力源。

      第30條2款  由一臺或幾臺動力設(shè)備組成的每一電動或電動液壓操舵裝置至少應(yīng)由兩個自主配電板直接供電的專用電路供電；但是，其中之一可以由應(yīng)急配電板供電。

       四、應(yīng)急舵的解讀

      從在線漢語辭海中查到“應(yīng)急”的釋義是“應(yīng)付急需；應(yīng)付緊急情況”，從字面上理解應(yīng)急舵是指一個或一套應(yīng)對緊急情況投入使用的硬件設(shè)備，但是指舵設(shè)備的舵裝置、操舵裝置、操舵裝置控制系統(tǒng)中的哪一個呢？結(jié)合公約內(nèi)容和實船舵設(shè)備配置發(fā)現(xiàn)，無論從字面上還是內(nèi)涵上，應(yīng)急舵都應(yīng)是指應(yīng)急操舵裝置，其是船舶主操舵裝置的替代裝置，下面進行詳細解讀。

       ( 一 ) 若船舶設(shè)輔助操舵裝置，則其就是應(yīng)急舵

       ( 1 ) 若船舶設(shè)有一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置，結(jié)合公約第2-1章3條4款、29條1款和4款，則輔助操舵裝置就是應(yīng)急操舵裝置^[7]，簡稱為應(yīng)急舵。操舵裝置按常見的動力類型可分為電動操舵裝置和電動液壓操舵裝置。其中電動操舵裝置的工作原理是電動機驅(qū)動蝸桿帶動舵扇，舵扇帶動舵柄轉(zhuǎn)動，最后由舵柄轉(zhuǎn)動舵桿；而電動液壓操舵裝置的工作原理是電動機使液壓泵工作產(chǎn)生動力，由液壓油的動力驅(qū)動相應(yīng)的轉(zhuǎn)舵機構(gòu) ( 動葉或柱塞 ) 工作，由轉(zhuǎn)舵機構(gòu)帶動舵柄轉(zhuǎn)動，最后由舵柄轉(zhuǎn)動舵桿。輔助操舵裝置的定義中提到“可共用其中的舵柄、舵扇和舵桿或作同樣用途的部件”，其中電動液壓操舵裝置中的動葉或柱塞和電動操舵裝置中的舵扇是同樣用途的部件，也就是說輔助操舵裝置和主操舵裝置可以共用轉(zhuǎn)舵機構(gòu)。由第2-1章29條3款和4款可知，主操舵裝置和輔助操舵裝置的區(qū)別主要是在動力設(shè)備的性能要求上。具體來說，船舶設(shè)一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置時，兩套操舵裝置共用一套轉(zhuǎn)舵機構(gòu)和各自一臺動力設(shè)備，只是輔助操舵裝置對應(yīng)的動力設(shè)備的性能比主操舵裝置的動力設(shè)備要求要低；如果舵柄處舵桿直徑不大于230毫米，輔助操舵裝置對應(yīng)的動力設(shè)備還可以是人力的。

       ( 2 ) 一般海船上只設(shè)一套主操舵裝置并配有兩臺或兩臺以上相同的動力設(shè)備，而不設(shè)輔助操舵裝置，也就是第2-1章29條6.1款代替29條1款。這樣的主操舵裝置不僅有利于提高船舶操縱性能，而且便于設(shè)備的維護保養(yǎng)。圖1為大連海事大學(xué)教學(xué)實習(xí)船育鵬輪的羅爾斯-羅伊斯轉(zhuǎn)葉式液壓舵機。結(jié)合該輪的中國船級社入級證書  ( 表1為育鵬輪中國船級社入級證書的操舵裝置部分 ) 可知，育鵬輪設(shè)一套主操舵裝置及兩臺相同的操舵裝置動力設(shè)備 ( 圖1中的動力單元就是液壓泵 )，而未設(shè)輔助操舵裝置。這兩臺操舵裝置動力設(shè)備可以同時工作，也可單獨工作，如其中一臺動力設(shè)備失效，可以將有故障的設(shè)備隔離，讓另一臺操舵裝置動力設(shè)備投入使用，從而保證操舵正常。

圖1 育鵬輪轉(zhuǎn)葉式液壓舵機

表1 育鵬輪中國船級社入級證書的操舵裝置部分

      當(dāng)船舶主操舵裝置設(shè)兩臺相同的動力設(shè)備而未設(shè)輔助操舵裝置，這種情況下兩臺動力設(shè)備即兩個液壓泵并無主次之分。這兩臺動力設(shè)備與主配電板相連，并且其中一臺還與應(yīng)急配電板相連。航海實踐上，大洋航行時，船舶只啟動電動液壓舵機的一個液壓泵，并定期交替使用兩個液壓泵；船舶進出港航行時，將電動液壓舵機的兩個液壓泵同時開啟，使兩個液壓泵互為備用。在平時，主操舵裝置的兩臺動力設(shè)備是交替或同時使用，故即使其中一臺動力設(shè)備連接應(yīng)急配電板，稱之為應(yīng)急舵也是不妥的?？傊鞑俣嫜b置設(shè)有兩臺或兩臺以上相同動力設(shè)備時，動力設(shè)備互為備用，也就沒有應(yīng)急舵之稱；發(fā)生緊急情況時，應(yīng)采取應(yīng)急操舵程序。至于應(yīng)急操舵則是另一個概念，后面詳細闡述。

       ( 二 ) 自動操舵儀中的手柄操舵不是應(yīng)急舵,只是一種操舵方式

      前面已經(jīng)說明，目前海船主要設(shè)一套主操舵裝置配兩臺或兩臺以上相同的動力設(shè)備。根據(jù)第2-1章29條7.2款，應(yīng)設(shè)兩套能從駕駛臺控制的操舵裝置控制系統(tǒng)。一般來說，每艘船舶會配備一臺自動操舵儀。圖2為YOKOGAWA PT900自動操舵儀的系統(tǒng)框圖，從中可以看出一臺自動操舵儀設(shè)兩套從駕駛室到舵機室的操舵裝置控制系統(tǒng)，每套控制系統(tǒng)都設(shè)有三種不同的操舵方式，即隨動操舵、自動操舵和手柄操舵。下面分別介紹這三種操舵方式的工作原理：

圖2 YOKOGAW A PT900自動操舵儀系統(tǒng)框圖

       ( 1 ) 隨動操舵 ( FU )，俗稱人工操舵，由舵工根據(jù)舵令操舵，轉(zhuǎn)動舵輪，舵葉隨之轉(zhuǎn)動，當(dāng)舵葉轉(zhuǎn)至所操舵角時停止。圖3^[4]為隨動操舵原理示意圖。

圖3 隨動操舵原理示意圖

       ( 2 ) 自動操舵 ( AUTO )，根據(jù)陀螺羅經(jīng)送來的船舶實際航向與設(shè)定航向信號的偏差，自動糾正偏航，可以使船較準(zhǔn)確地長時間保持在設(shè)定的航向上。圖4為自動操舵原理示意圖。

圖4 自動操舵原理示意圖

       ( 3 ) 手柄操舵 ( NFU )，也稱為直接操舵或非隨動操舵。其缺點是無舵角反饋，需要人工在舵角到達所要舵令的舵角時，及時松開手柄。圖5^[4]為手柄操舵原理示意圖。

圖5 手柄操舵原理示意圖

      從圖6可以看出，手柄操舵增加舵角反饋就是隨動操舵，隨動操舵再增加航向反饋就是自動操舵。一臺自動操舵儀設(shè)兩套操舵裝置控制系統(tǒng)，并且每套系統(tǒng)都設(shè)隨動操舵、自動操舵和手柄操舵三種操舵方式。航海實踐上，駕駛員會交替使用兩套控制系統(tǒng)。手柄操舵和隨動操舵不是獨立的兩套系統(tǒng)，只是兩種不同的操舵方式，故手柄操舵不是應(yīng)急舵的一種。兩套操舵裝置控制系統(tǒng)（NO.1&NO.2）是相同的系統(tǒng)，二者互為備用。當(dāng)隨動操舵失靈時，可以轉(zhuǎn)換手柄操舵，稱之為應(yīng)急操舵。

圖6 操舵裝置控制系統(tǒng)與操舵模式

      若船舶設(shè)一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置，且舵柄處舵桿直徑大于230毫米，根據(jù)第2-1章29條4.2款和7.2款，主、輔操舵裝置都應(yīng)可以從駕駛室控制。船舶平時使用主操舵裝置及其控制系統(tǒng)，只有緊急情況時輔助操舵裝置及其駕駛臺控制系統(tǒng)才投入使用。因輔助操舵裝置是應(yīng)急舵，所以其在駕駛臺的控制系統(tǒng)也可稱為應(yīng)急舵。

       ( 三 ) 應(yīng)急操舵是一個操舵程序，不是應(yīng)急舵

      SOLAS公約第5章26條4款規(guī)定，應(yīng)至少每三個月進行一次應(yīng)急操舵演習(xí)，以練習(xí)應(yīng)急操舵程序。應(yīng)急操舵程序應(yīng)包括在舵機室的直接控制、與駕駛室的通信程序以及 ( 如適用 ) 轉(zhuǎn)換動力供應(yīng)的操作。應(yīng)急操舵和應(yīng)急舵雖然只差了一個字，但在內(nèi)涵上是有區(qū)別的。應(yīng)急操舵多的一個字是強調(diào)一個動作或程序，而應(yīng)急舵是指緊急情況發(fā)生時替代的裝置。根據(jù)公約，應(yīng)急操舵應(yīng)至少包括三個方面，但為弄清應(yīng)急操舵與應(yīng)急舵的關(guān)系，本文只詳細闡述應(yīng)急操舵程序中關(guān)于在舵機室的直接控制這部分內(nèi)容。

       ( 1 ) 如果船舶設(shè)一套主操舵裝置配兩臺或兩臺以上相同的動力設(shè)備，并且一臺自動操舵儀設(shè)兩套操舵裝置控制系統(tǒng)，此時應(yīng)急操舵中在舵機室的直接控制是指操舵控制從駕駛室轉(zhuǎn)到舵機室，將圖7中的舵機控制箱的選擇開關(guān)由1轉(zhuǎn)到3，然后選擇舵機控制箱上的按鈕進行直接操舵；如果舵機控制箱按鈕失靈，可以控制主操舵裝置上的電磁閥 ( 圖8為液壓舵機的電磁閥 ) 來進行操舵，一臺操舵裝置動力設(shè)備對應(yīng)一個電磁閥。無論是自動舵操舵儀的隨動操舵、自動舵和手柄操舵，還是舵機室的直接操舵，其實都是控制操舵裝置上的電磁閥。所以說，對于未設(shè)輔助操舵裝置的船舶，應(yīng)急操舵只是一個應(yīng)急操舵程序，而不是應(yīng)急舵。

圖7 舵機控制箱的選擇開關(guān)

圖8 液壓舵機的電磁閥

       ( 2 ) 若船舶設(shè)輔助操舵裝置且舵柄處舵桿直徑大于230毫米，則應(yīng)急操舵程序中的舵機室直接控制應(yīng)包括主操舵裝置的舵機室直接控制和輔助操舵裝置的舵機室直接控制；另外，其程序還應(yīng)包括從駕駛臺對輔助操舵裝置的控制。若船舶設(shè)輔助操舵裝置且舵柄處舵桿直徑不大于230毫米，應(yīng)急操舵程序應(yīng)包括主操舵裝置的舵機室直接控制和輔助操舵裝置的舵機室直接控制。

       五、總結(jié)

      綜上所述，結(jié)合SOLAS公約相關(guān)規(guī)定和實船舵設(shè)備分析得出以下結(jié)論：

       ( 1 ) 若船舶設(shè)置一套主操舵裝置配兩臺或兩臺以上的動力設(shè)備時，船舶沒有應(yīng)急舵，發(fā)生緊急情況時按應(yīng)急操舵程序執(zhí)行；若船舶設(shè)置一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置，可將輔助操舵裝置稱為應(yīng)急舵。

       ( 2 ) 自動操舵儀上的手柄操舵是一種操舵方式，不是應(yīng)急舵，但可稱其為應(yīng)急操舵。

       ( 3 ) 應(yīng)急操舵不是應(yīng)急舵，是SOLAS公約關(guān)于正常操舵發(fā)生故障后而采取的一種應(yīng)急程序。

      基于以上結(jié)論，描述舵設(shè)備的應(yīng)急設(shè)備或應(yīng)急措施時，應(yīng)使用“應(yīng)急操舵”一詞或“輔助操舵裝置”一詞，避免使用“應(yīng)急舵”一詞，以免造成混淆。根據(jù)育鵬輪的實船設(shè)備，其安全管理體系文件應(yīng)急計劃中的“使用應(yīng)急舵”應(yīng)改為“執(zhí)行應(yīng)急操舵”。正確理解輔助操舵裝置、手柄操舵和應(yīng)急操舵的含義，駕引人員才能避免機械盲目地采取應(yīng)急行動，從而有的放矢地執(zhí)行應(yīng)急操舵程序，更為有效地保證船舶航行安全。