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【摘 要】船舶无论在航行在哪个航区,无法避免的会遇到大风浪。大风浪航行对船舶有着很大的安全威胁。在大风浪中,船舶容易产生横摇、纵摇和垂荡等不利于安全的运动,这些运动给船舶的安全航行带来巨大的风险,由大风浪天气而导致的船舶搁浅、沉没等事故时有发生。所以了解大风浪对船舶安全的影响,并掌握合理的应对措施显得格外重要。
【关键词】大风浪;特点规律;船舶操纵
1 大风浪的特点规律
1.1大洋中波浪的最大波高是平均波高的2倍,其出现的频率一般为波浪的1/10,而船员在海上根据目测的波高一般是平均波高的1.6倍左右,其出现的频率一般为1/3.波浪的高度随着风力的增强而增大,当风速大于7米/秒时,波峰开始破碎并出现白浪花,当风速增大至10米/秒以上时,大浪破碎并出现白沫状,当风速达到20米/秒(8级大风时),波浪会越来越大,海面呈现一片白色状,波长也逐渐变长,这种情况对于船舶安全航行存在很大的威胁。
2.大风浪对船舶安全的影响
针对大风浪对船舶安全航行的影响不同,本文将大风浪对船舶航行的危害分为以下几种:
2.1甲板上浪 在大风浪中船舶由于受到波浪力以及风力的共同作用导致在其中航行的船舶橫摇和纵摇严重,当船舶的倾斜角大于甲板浸水角时,船舶甲板便会上浪。上浪不仅会导致船舶自由液面增多,降低船舶稳性,而且会很大程度上恶化船员的工作和生活环境。
2.2产生砰击 船舶在风浪中运用时,会产生六个自由度的运动,其中的垂荡和纵摇运动过程中会导致船舶和水面产生剧烈撞击。在船舶首部这种撞击最为严重,尤其当船舶底端刚露出水面后马上碰到波谷,船舶会产生一个很大落差的垂荡,在这种情况下的抨击最为严重。严重的船舶与水的抨击会导致船舶的结构受损,严重时导致船舶进水、断裂等。
2.3螺旋桨飞车加剧 由于船舶大风浪中航行时垂荡和纵摇加剧,导致船舶螺旋桨会频繁露出水面,螺旋桨的沉深比会大幅度降低,从而导致螺旋桨周围流体阻力降低,转速增加并产生振动,即出现所谓的飞车现象。螺旋桨在飞车的情况下其主轴会产生剧烈振动,对螺旋桨损害极大,同时也会损害船舶主机,船舶的推进效率也大幅度降低。
2.4主机失速 大风浪中船舶阻力会大大增加,再加之螺旋桨的飞车效应,会导致船舶速度相比静水中的速度大幅度降低。功率一定的状态下,速度降低越严重,主机的负荷越大。为了保护船舶主机,船舶不得不降低主机转速,从而增加整体运输成本。
3.大风浪中的船舶操纵
3.1偏顶浪航行 在斜顶浪的航行方法中,船舶与浪向的夹角要根据情况而定。当进行避离台风的操作时一般将船舶与浪的方向呈20~30°角度,这个角度可以使得船舶逐渐驶离台风区域。但是当船舶在比较稳定的季风浪区域进行航行时,对于船况较差的船舶而言,该角度调到 40°甚至更大。另外在不危及船舶和货物安全的情况下,适当的增加船舶的横摇幅度可以减缓船舶的纵摇,从而降低船舶的拍底和螺旋桨飞车。
3.2横浪航行横浪航行容易发生严重横摇或横向谐摇,所以船舶一般不宜横浪航行,特别是中小型船舶更不适宜。但有资料介绍,对大型的船舶来说,如果它的静水自由横摇周期大于平均波浪周期,可选择横浪航行,其优点是波浪砰击和偏转都比较轻。应注意:横浪航行时,改变航速通常不能明显改变风浪对船舶的影响
3.3滞航 当风浪进一步增大,进入危险大风浪时,偏迎浪航行也会变得相当困难,这时则适宜降低航速,顶风滞航,使船舶滞留原海区,待恶劣天气过去之后再继续前进。应该说,只要船体强度好,主辅机性能良好,又提前做好了迎接大风浪的准备,采用这种方法是比较安全的。
3.4掉头 船舶在大风浪中掉头,目前采用的是经验方法。航海者有很多成功的经验,但也有沉痛的教训,成功与失败的重要原因是人们无法对波群周期做出定量预测。
3.5.1必须谨慎从事。掉头前要充分考虑本船的稳性,包括荷载移位的可能以及自由液面的影响等。特别是船舶空载时,要视情采取相应的措施,并有应对复杂情况的预案。
3.5.2仔细观察波浪规律,选择适当的时机掉头。利用波浪具有“三大八小”的规律,等待较平静的海面来到。海浪大小的变化是有规律的,一般情况下,连着三四个大浪之后,必接着七八个小浪,俗称“三大八小”要利用这种规律,使船舶在海面平静时掉头。当前面一组的最后一个大浪刚刚过时就应该立即开始掉头。要抓紧海面较为平静的一段时间,渡过横风和横浪的危险阶段,并争取在下一组第一个大浪到来之前掉头完毕。
3.5.3应尽可能缩短掉头过程的时间,在掉头过程中可适时用短暂的快车满舵,以增加舵效,即可缩短船身横向受浪的时间,又可安全顺利的要成掉头任务。
3.5.4从顶浪转向顺浪时,转向应在较平静的海面到来之前开始,以求较平静海面来临时正好转到横浪,此后可配合主机突进,用满舵、加速完成后半圈掉转。
3.5.5从顺浪转向顶浪比较危险,必先降速减低惯性冲力,等待时机,以求后半段掉转在较平静的海面进行。后半段旋转应尽可能迅速,否则大浪到来便难以转向顶浪,为此,可根据情况采用主机突进的措施,以增加舵效,加速掉头。
3.5.6若因在掉头中判断失误,造成在掉转过程中遇上大浪,而处于危急局面时,应注意两忌:1.切勿强行掉转。2.忌急速回舵,防止倾覆,甚至相反方向的满舵,这是十分危险的操作,正确的措施应及时减速并缓慢的回舵,恢复原航向,可选择与波浪的适当相位,等待时机,再次掉头。
4.结束语
船舶在大风浪中航行,随着风浪的增大会出现推进效率降低及船体剧烈摇晃等现象,为了船舶安全的在大风浪中航行,在进入大浪区前,一定要做好充足的准备工作,同时要根据实际情况选择合理的航行方法,确保船舶及人员的安全。
参考文献:
[1]杨润亮。浅析船舶在大风浪中的航行安全。中国水运,2018.02
[2]邱文钦。浅谈船舶在大风浪中的安全航行。中国水运。2008.08
[3]胡永华。预防船舶在大风浪中倾覆。中国远洋航务。2006.07
作者简介:
马波(1988年3月)男,江苏南京,汉族,大学专科,研究方向:航海技术或从事航海工作。
【关键词】大风浪;特点规律;船舶操纵
1 大风浪的特点规律
1.1大洋中波浪的最大波高是平均波高的2倍,其出现的频率一般为波浪的1/10,而船员在海上根据目测的波高一般是平均波高的1.6倍左右,其出现的频率一般为1/3.波浪的高度随着风力的增强而增大,当风速大于7米/秒时,波峰开始破碎并出现白浪花,当风速增大至10米/秒以上时,大浪破碎并出现白沫状,当风速达到20米/秒(8级大风时),波浪会越来越大,海面呈现一片白色状,波长也逐渐变长,这种情况对于船舶安全航行存在很大的威胁。
2.大风浪对船舶安全的影响
针对大风浪对船舶安全航行的影响不同,本文将大风浪对船舶航行的危害分为以下几种:
2.1甲板上浪 在大风浪中船舶由于受到波浪力以及风力的共同作用导致在其中航行的船舶橫摇和纵摇严重,当船舶的倾斜角大于甲板浸水角时,船舶甲板便会上浪。上浪不仅会导致船舶自由液面增多,降低船舶稳性,而且会很大程度上恶化船员的工作和生活环境。
2.2产生砰击 船舶在风浪中运用时,会产生六个自由度的运动,其中的垂荡和纵摇运动过程中会导致船舶和水面产生剧烈撞击。在船舶首部这种撞击最为严重,尤其当船舶底端刚露出水面后马上碰到波谷,船舶会产生一个很大落差的垂荡,在这种情况下的抨击最为严重。严重的船舶与水的抨击会导致船舶的结构受损,严重时导致船舶进水、断裂等。
2.3螺旋桨飞车加剧 由于船舶大风浪中航行时垂荡和纵摇加剧,导致船舶螺旋桨会频繁露出水面,螺旋桨的沉深比会大幅度降低,从而导致螺旋桨周围流体阻力降低,转速增加并产生振动,即出现所谓的飞车现象。螺旋桨在飞车的情况下其主轴会产生剧烈振动,对螺旋桨损害极大,同时也会损害船舶主机,船舶的推进效率也大幅度降低。
2.4主机失速 大风浪中船舶阻力会大大增加,再加之螺旋桨的飞车效应,会导致船舶速度相比静水中的速度大幅度降低。功率一定的状态下,速度降低越严重,主机的负荷越大。为了保护船舶主机,船舶不得不降低主机转速,从而增加整体运输成本。
3.大风浪中的船舶操纵
3.1偏顶浪航行 在斜顶浪的航行方法中,船舶与浪向的夹角要根据情况而定。当进行避离台风的操作时一般将船舶与浪的方向呈20~30°角度,这个角度可以使得船舶逐渐驶离台风区域。但是当船舶在比较稳定的季风浪区域进行航行时,对于船况较差的船舶而言,该角度调到 40°甚至更大。另外在不危及船舶和货物安全的情况下,适当的增加船舶的横摇幅度可以减缓船舶的纵摇,从而降低船舶的拍底和螺旋桨飞车。
3.2横浪航行横浪航行容易发生严重横摇或横向谐摇,所以船舶一般不宜横浪航行,特别是中小型船舶更不适宜。但有资料介绍,对大型的船舶来说,如果它的静水自由横摇周期大于平均波浪周期,可选择横浪航行,其优点是波浪砰击和偏转都比较轻。应注意:横浪航行时,改变航速通常不能明显改变风浪对船舶的影响
3.3滞航 当风浪进一步增大,进入危险大风浪时,偏迎浪航行也会变得相当困难,这时则适宜降低航速,顶风滞航,使船舶滞留原海区,待恶劣天气过去之后再继续前进。应该说,只要船体强度好,主辅机性能良好,又提前做好了迎接大风浪的准备,采用这种方法是比较安全的。
3.4掉头 船舶在大风浪中掉头,目前采用的是经验方法。航海者有很多成功的经验,但也有沉痛的教训,成功与失败的重要原因是人们无法对波群周期做出定量预测。
3.5.1必须谨慎从事。掉头前要充分考虑本船的稳性,包括荷载移位的可能以及自由液面的影响等。特别是船舶空载时,要视情采取相应的措施,并有应对复杂情况的预案。
3.5.2仔细观察波浪规律,选择适当的时机掉头。利用波浪具有“三大八小”的规律,等待较平静的海面来到。海浪大小的变化是有规律的,一般情况下,连着三四个大浪之后,必接着七八个小浪,俗称“三大八小”要利用这种规律,使船舶在海面平静时掉头。当前面一组的最后一个大浪刚刚过时就应该立即开始掉头。要抓紧海面较为平静的一段时间,渡过横风和横浪的危险阶段,并争取在下一组第一个大浪到来之前掉头完毕。
3.5.3应尽可能缩短掉头过程的时间,在掉头过程中可适时用短暂的快车满舵,以增加舵效,即可缩短船身横向受浪的时间,又可安全顺利的要成掉头任务。
3.5.4从顶浪转向顺浪时,转向应在较平静的海面到来之前开始,以求较平静海面来临时正好转到横浪,此后可配合主机突进,用满舵、加速完成后半圈掉转。
3.5.5从顺浪转向顶浪比较危险,必先降速减低惯性冲力,等待时机,以求后半段掉转在较平静的海面进行。后半段旋转应尽可能迅速,否则大浪到来便难以转向顶浪,为此,可根据情况采用主机突进的措施,以增加舵效,加速掉头。
3.5.6若因在掉头中判断失误,造成在掉转过程中遇上大浪,而处于危急局面时,应注意两忌:1.切勿强行掉转。2.忌急速回舵,防止倾覆,甚至相反方向的满舵,这是十分危险的操作,正确的措施应及时减速并缓慢的回舵,恢复原航向,可选择与波浪的适当相位,等待时机,再次掉头。
4.结束语
船舶在大风浪中航行,随着风浪的增大会出现推进效率降低及船体剧烈摇晃等现象,为了船舶安全的在大风浪中航行,在进入大浪区前,一定要做好充足的准备工作,同时要根据实际情况选择合理的航行方法,确保船舶及人员的安全。
参考文献:
[1]杨润亮。浅析船舶在大风浪中的航行安全。中国水运,2018.02
[2]邱文钦。浅谈船舶在大风浪中的安全航行。中国水运。2008.08
[3]胡永华。预防船舶在大风浪中倾覆。中国远洋航务。2006.07
作者简介:
马波(1988年3月)男,江苏南京,汉族,大学专科,研究方向:航海技术或从事航海工作。