倪文峰
摘 要:隨著航運業的迅速發展,海盜的活動也日益猖獗,如何避免海盜的劫船已經成為人們關注的問題,通過對商船消防
水炮的改進與有效利用,消防水炮也能成為防海盜系統的重要組成部分,更是將傳統的被動防御變為主動阻止海盜
登船的利器。通過目標采集,目標處理,發送警報,水炮噴射幾個步驟,主動阻止海盜上船,而非只是發送報警等
待救援的被動式防御,從而保護船上的人員、財產安全。
關鍵詞:索馬里海盜 消防水炮 沖擊力
近年來,海盜現象又死灰復燃,最為代表性的就是索馬里海盜。雖然有多個國家已經派遣艦隊到索馬里護航,但海盜劫船活動還是非常猖獗。近幾年,索馬里海域發生數百上千起海盜襲擊事件,給各國造成了巨大的經濟損失,同時也破壞了國際社會和平使用海洋的安寧。面對強悍的海盜,出動艦隊無疑是一種解決方法,但護航成本偏高,護航水域有限,這些都留給了海盜一定的機會,如何提高過往商船自身的防護力就變得非常重要,設想將商船上常用的消防水炮經過改進再配備于船上,這樣可以化被動為主動,利用水炮防御海盜,提高船舶自身的防護能力。
根據現代海盜的特點設計相應的防海盜水炮系統
現代海盜多以攜帶數艘高速小艇的大型遠洋船為母船,其攻擊范圍大大增加,而且其母船往往具有較強的偽裝性,外表和普通的貨船、漁船沒什么區別。根據這一特點,防海盜系統需要一個可靠的偵測和識別單元,以區分是正常航行的船舶還是具有偽裝的海盜船。
現代海盜的攻擊方式多為數艘高速小艇攻擊目標貨船。其利用梯子或繩鉤登上目標船,因此攻擊用的消防水炮必須要有足夠的水壓來擊退甚至擊翻小艇。并且水炮的噴射范圍能夠覆蓋船舷以阻止海盜登船。現代海盜除了少數白天實施強攻外,大部分都是選擇在夜晚偷襲,并且海盜攻擊時還會攜帶具有殺傷力的武器。因此水炮的夜視功能以及遠程遙控功能也須具備。
根據以上特點,防海盜水炮系統的大致特點也相應的成型了,其防海盜系統的主要設計原則為以下幾點:①能準確識別海盜。②能有效阻止海盜靠近或者登船,而非致命性。③系統須全天候有效,覆蓋全船。④系統操控方便,不會使操控者有受到襲擊的風險。
防海盜水炮系統的構成
防海盜水炮系統由偵測掃描(遠)、監測跟蹤(近)、報警、和防御這四塊組成。
偵測掃描(遠):包含雷達與AIS系統,船舶雷達可以掃描周邊船舶的位置,AIS自動識別系統則可以收集周邊船舶信息,也可選取跟蹤靠近的可疑船舶。對于靠的太近的目標船舶,可以向BNWAS橋樓值班報警系統發送報警信號提醒值班駕駛員。
監測跟蹤(近):包含視頻監控和夜視儀,視頻監控系統和夜視儀可以與防御用的水炮裝設在一起,可以通過在駕駛室或其他安全的控制站遙控監測,也可使之自動跟蹤監控。夜視儀也可用帶有夜視功能的視頻監控系統代替。
報警:包含BNWAS橋樓值班報警系統、SSAS船舶保安報警系統及LRIT船舶遠程識別和跟蹤系統,BNWAS橋樓值班報警系統觸發的報警能提醒當班駕駛員在航行時保持高度警惕。SSAS船舶保安報警系統是在船舶安全受到威脅時船員主動觸發向基站發送遇險報警,以尋求岸基支持和巡邏海軍艦船的及時馳援。LRIT船舶遠程識別和跟蹤系統則是定時自動向岸基發送船位及船舶的信息,在遇到危險是也能發送相應的救援信息以及為救援提供幫助的信息。
防御:包含消防泵、消防水炮和遠程遙控裝置,消防泵為船舶正常的消防泵、兼做消防用的通用泵及應急消防泵等相關泵組。要保證全天候及應急情況下的泵組工作正常及管系內常備壓力使得遇到緊急情況可以立即可用,若不常備管系初始壓力,也可加設增壓泵以縮短消防炮的響應時間并提高水炮的工作壓力。消防水炮為船舶正常用的消防水炮,在遇到甲板火災時可進行滅火,在遇到海盜時可進行防御,其數量和噴射范圍應能覆蓋船舷外側的全船區域。建議水炮的工作壓力為0.8~1.2Map。遠程遙控裝置則能保證在駕駛室或其他安全控制位置進行對水炮的噴射動作及噴射方向的遙控操作。遙控裝置的供電也應能在應急情況下安全可靠。
防海盜水炮系統的使用及防海盜的措施
船舶行駛在海盜經常出沒的危險海域時,船員須提高警惕,關注雷達屏幕,若在AIS系統中出現報警或由可疑船舶時,更應提高警惕,時時關注可疑船舶的動態。在危險海域夜間航行時更應加強值班,使BNWAS橋樓值班報警系統處于正常可用狀態。當有海盜高速小艇靠近試圖登船時,船員可在駕駛室或其他安全的控制站中通過遙控水炮瞄準靠近的海盜小艇和視頻監控其動向,并且通過SSAS系統及LRIT系統發送遇險報警,等待巡邏海軍救援。同時可通過廣播向全船通報,讓船員封堵好從甲板通往生活區的艙門,以及在消防泵間和其他為水炮提供支持的區域待命。當海盜小艇靠上船舷試圖登船時,則遙控相關位置的水炮對其進行噴射,水炮的壓力可以使得小艇無法靠上船舷,甚至能擊翻小艇。這樣便能成功阻止海盜登船,只要能防止海盜登船,就算被激怒的海盜對船進行射擊,船員們依然能夠躲在安全的區域等待救援,船舶被劫持的可能性也就微乎其微。
普通船舶消防水炮改裝成消防水炮的可行性
目前一般船舶通用的消防系統為主消防泵、備用消防泵或是兼做消防用的通用泵以及應急消防泵,按照SOLAS公約的要求,船舶任意消防水出口壓力不能低于0.27 Map的出水壓力,而一般船舶基本配備的消防泵的容量一般都能達到出口水壓0.4Map左右。
根據一般消防水炮的出水壓力與射程比對表:
按照以上表格可推算出水炮的流量為:120 ~ 150 m3/h。
按照動量定理可以得到水炮的沖擊力F=QΔv。
這就是連續沖擊力的一般性計算公式,其中Q代表流量,屬標量,單位是kg/s;Δv指速度的變化量,單位是m/s,要注意它的矢量性;F就是速度變化方向上的連續沖擊力。
如果水流撞到小艇壁上后,以原速的一半大小與艇壁成300角成圓錐面反彈回來,求水流的沖擊力。通過分解,沿艇壁的總動量仍為0,而水平方向的速度從一個方向的v變為反方向的v/4,變化量大小為1.25v,故產生的沖擊力F=1.25Qv。
以上是針對水平水炮射擊的沖擊力計算,若是對低于水炮位置的小艇,向下射擊,考慮到重力及向下的速度分量,此沖擊力要大于水平射擊時的力,因此對于上述公式要加一個修正的系數:F=1.25kQv。
根據以上計算,以非致命而擊退小艇和阻礙海盜登船為目的,設定一個水炮沖擊力的值。根據此值可以倒推出船上所要配備消防泵的容量和水炮的相關參數。一般船舶建議工作壓力0.8~1.2Map。
總結
海盜活動雖然猖獗,通過對船用消防水炮加以改進,使其變成防海盜水炮系統。船員平時做到加強防海盜培訓,制定不同區域的防海盜工作預案。 預防在先有備無患。在進入危險海域時,加強警備,尤其是夜班的全船甲板不間斷監視。一旦發現海盜船及時報警。 尋求岸基支持和巡邏海軍艦船的及時馳援。 一旦海盜靠近船,就要集中全船力量利用水炮化被動為主動,全力阻止海盜登船,堅決抵御海盜于船舷外。這樣,即使是再兇悍的海盜,也會望炮興嘆。(作者單位:中國船級社上海分社)