馬波 頡宇坤 陳昱璋
【摘?要】船舶無論在航行在哪個航區,無法避免的會遇到大風浪。大風浪航行對船舶有著很大的安全威脅。在大風浪中,船舶容易產生橫搖、縱搖和垂蕩等不利于安全的運動,這些運動給船舶的安全航行帶來巨大的風險,由大風浪天氣而導致的船舶擱淺、沉沒等事故時有發生。所以了解大風浪對船舶安全的影響,并掌握合理的應對措施顯得格外重要。
【關鍵詞】大風浪;特點規律;船舶操縱
1 大風浪的特點規律
1.1大洋中波浪的最大波高是平均波高的2倍,其出現的頻率一般為波浪的1/10,而船員在海上根據目測的波高一般是平均波高的1.6倍左右,其出現的頻率一般為1/3.波浪的高度隨著風力的增強而增大,當風速大于7米/秒時,波峰開始破碎并出現白浪花,當風速增大至10米/秒以上時,大浪破碎并出現白沫狀,當風速達到20米/秒(8級大風時),波浪會越來越大,海面呈現一片白色狀,波長也逐漸變長,這種情況對于船舶安全航行存在很大的威脅。
2.大風浪對船舶安全的影響
針對大風浪對船舶安全航行的影響不同,本文將大風浪對船舶航行的危害分為以下幾種:
2.1甲板上浪 在大風浪中船舶由于受到波浪力以及風力的共同作用導致在其中航行的船舶橫搖和縱搖嚴重,當船舶的傾斜角大于甲板浸水角時,船舶甲板便會上浪。上浪不僅會導致船舶自由液面增多,降低船舶穩性,而且會很大程度上惡化船員的工作和生活環境。
2.2產生砰擊 船舶在風浪中運用時,會產生六個自由度的運動,其中的垂蕩和縱搖運動過程中會導致船舶和水面產生劇烈撞擊。在船舶首部這種撞擊最為嚴重,尤其當船舶底端剛露出水面后馬上碰到波谷,船舶會產生一個很大落差的垂蕩,在這種情況下的抨擊最為嚴重。嚴重的船舶與水的抨擊會導致船舶的結構受損,嚴重時導致船舶進水、斷裂等。
2.3螺旋槳飛車加劇 由于船舶大風浪中航行時垂蕩和縱搖加劇,導致船舶螺旋槳會頻繁露出水面,螺旋槳的沉深比會大幅度降低,從而導致螺旋槳周圍流體阻力降低,轉速增加并產生振動,即出現所謂的飛車現象。螺旋槳在飛車的情況下其主軸會產生劇烈振動,對螺旋槳損害極大,同時也會損害船舶主機,船舶的推進效率也大幅度降低。
2.4主機失速 大風浪中船舶阻力會大大增加,再加之螺旋槳的飛車效應,會導致船舶速度相比靜水中的速度大幅度降低。功率一定的狀態下,速度降低越嚴重,主機的負荷越大。為了保護船舶主機,船舶不得不降低主機轉速,從而增加整體運輸成本。
3.大風浪中的船舶操縱
3.1偏頂浪航行 在斜頂浪的航行方法中,船舶與浪向的夾角要根據情況而定。當進行避離臺風的操作時一般將船舶與浪的方向呈20~30°角度,這個角度可以使得船舶逐漸駛離臺風區域。但是當船舶在比較穩定的季風浪區域進行航行時,對于船況較差的船舶而言,該角度調到 40°甚至更大。另外在不危及船舶和貨物安全的情況下,適當的增加船舶的橫搖幅度可以減緩船舶的縱搖,從而降低船舶的拍底和螺旋槳飛車。
3.2橫浪航行橫浪航行容易發生嚴重橫搖或橫向諧搖,所以船舶一般不宜橫浪航行,特別是中小型船舶更不適宜。但有資料介紹,對大型的船舶來說,如果它的靜水自由橫搖周期大于平均波浪周期,可選擇橫浪航行,其優點是波浪砰擊和偏轉都比較輕。應注意:橫浪航行時,改變航速通常不能明顯改變風浪對船舶的影響
3.3滯航 當風浪進一步增大,進入危險大風浪時,偏迎浪航行也會變得相當困難,這時則適宜降低航速,頂風滯航,使船舶滯留原海區,待惡劣天氣過去之后再繼續前進。應該說,只要船體強度好,主輔機性能良好,又提前做好了迎接大風浪的準備,采用這種方法是比較安全的。
3.4掉頭 船舶在大風浪中掉頭,目前采用的是經驗方法。航海者有很多成功的經驗,但也有沉痛的教訓,成功與失敗的重要原因是人們無法對波群周期做出定量預測。
3.5.1必須謹慎從事。掉頭前要充分考慮本船的穩性,包括荷載移位的可能以及自由液面的影響等。特別是船舶空載時,要視情采取相應的措施,并有應對復雜情況的預案。
3.5.2仔細觀察波浪規律,選擇適當的時機掉頭。利用波浪具有“三大八小”的規律,等待較平靜的海面來到。海浪大小的變化是有規律的,一般情況下,連著三四個大浪之后,必接著七八個小浪,俗稱“三大八小”要利用這種規律,使船舶在海面平靜時掉頭。當前面一組的最后一個大浪剛剛過時就應該立即開始掉頭。要抓緊海面較為平靜的一段時間,渡過橫風和橫浪的危險階段,并爭取在下一組第一個大浪到來之前掉頭完畢。
3.5.3應盡可能縮短掉頭過程的時間,在掉頭過程中可適時用短暫的快車滿舵,以增加舵效,即可縮短船身橫向受浪的時間,又可安全順利的要成掉頭任務。
3.5.4從頂浪轉向順浪時,轉向應在較平靜的海面到來之前開始,以求較平靜海面來臨時正好轉到橫浪,此后可配合主機突進,用滿舵、加速完成后半圈掉轉。
3.5.5從順浪轉向頂浪比較危險,必先降速減低慣性沖力,等待時機,以求后半段掉轉在較平靜的海面進行。后半段旋轉應盡可能迅速,否則大浪到來便難以轉向頂浪,為此,可根據情況采用主機突進的措施,以增加舵效,加速掉頭。
3.5.6若因在掉頭中判斷失誤,造成在掉轉過程中遇上大浪,而處于危急局面時,應注意兩忌:1.切勿強行掉轉。2.忌急速回舵,防止傾覆,甚至相反方向的滿舵,這是十分危險的操作,正確的措施應及時減速并緩慢的回舵,恢復原航向,可選擇與波浪的適當相位,等待時機,再次掉頭。
4.結束語
船舶在大風浪中航行,隨著風浪的增大會出現推進效率降低及船體劇烈搖晃等現象,為了船舶安全的在大風浪中航行,在進入大浪區前,一定要做好充足的準備工作,同時要根據實際情況選擇合理的航行方法,確保船舶及人員的安全。
參考文獻:
[1]楊潤亮。淺析船舶在大風浪中的航行安全。中國水運,2018.02
[2]邱文欽。淺談船舶在大風浪中的安全航行。中國水運。2008.08
[3]胡永華。預防船舶在大風浪中傾覆。中國遠洋航務。2006.07
作者簡介:
馬波(1988年3月)男,江蘇南京,漢族,大學專科,研究方向:航海技術或從事航海工作。