船舶在波浪中航行时的安全操纵
浅谈大风浪中船舶航行安全

毕 业 论 文二○一三年十月┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊内容摘要摘要:在众多海况中大风浪对船舶安全航行的影响可谓首当其冲,大风浪航行既是一个复杂的理论问题,同样也是一个严峻的实践问题。
对大风浪安全航行方法的探讨历来也是不绝于耳,本文就结合当前许多在大风浪中船舶安全航行的研究成果以及自身在船舶航行中的实践经验,提出了船舶在大风浪航行中应当做出的准备以及航行中安全操纵避让方法,以保障船舶在大风浪中能够安全航行,提高船舶的经济效益。
据此,本文分析了大风浪的等级划分以及在航行实践中一般对大风浪风级及浪高的定义,以及大风浪对船舶安全航行的不利的影响。
然后根据船舶在大风浪中实际受到的影响,提出在大风浪来临之前,应当从船员的心理上以及船舶的设备上做好抵御大风浪的准备。
最后,综合大风浪实际对船舶的不利影响以及船舶做出的相应准备,提出了适合船舶在大风浪中安全航行的几种航法以及相应避让措施,从而保证船舶在大风浪中能够安全航行。
并且结合了自己在船舶实习期间,船舶在经历大风浪中,本船所采取的的相应措施以及航行避让的方法,来验证了自己所提出的船舶航行避让方法。
本文的研究能够为船舶在大风浪中的安全航行提供科学依据,并可为公司岸基支持以及海事机构安全监督提供相应的决策参考。
关键词:大风浪,不利影响,船舶安全航行,航行方法Abstract: Big waves is the biggest effect of ship’s safe navigation in the numerous sea conditions. It is a complex theoretical problem, and is also a serious practical problem. Lots of method discussion has been heard. In this paper, combining with the current research results about ship’s safe navigation in the big waves and the practical experience in the navigation of the ship of myself, I put forward the ship sailing preparation on the big waves and the voyage manipulation avoidance method, in order to ensure ship’s safe navigation in the big waves and improve the economic benefits of ship.On this basis, this paper analyzes the hierarchy of stormy waves as well as general definition of a great wind scale wind and wave height in the navigation practice, and big waves for the adverse effects of the safe navigation of the ship. Then according to the actual effect in the big waves, I put forward psychological and the ship's equipment shall be ready to withstand rough seas before the big storm coming. In the end, according to the above all ,I put forward the suitable method of ship’s safe navigation in the big waves and collision avoidance corresponding measures, to ensure that ships can safe navigation in the big waves. During experiences of my internship, the corresponding measures and the method of collision avoidance taken by the ship sailing, to verify the proposed method of sailing ship collision avoidance.This article is able to provide a scientific basis for safe navigation of ship in rough seas, and provide the decision-making reference shore-based support of the company and maritime safety supervision.Keywords:Big waves ;Adverse effects ;Ship's safe navigation ;Navigation method目录1绪论 (1)1.1研究的背景和意义 (1)1.2 本文的主要工作 (1)2船舶在大风浪中航行的特点 (1)2.1风浪等级的划分 (1)2.1.1 风级 (1)2.1.2浪级 (1)2.2大风浪对船舶航行安全的不利影响 (2)3船舶在大风浪中的安全航行方法 (3)3.1大风浪来临前的心理及物质准备 (3)3.1.1心理准备 (3)3.1.2物质准备 (3)3.2大风浪中可采取的安全操船方法 (4)3.2.1“Z”字航法 (4)3.2.2 顶浪航行 (4)3.2.3 顺浪航行 (5)3.2.4 滞航 (5)3.2.5 漂滞 (5)3.3大风浪中船舶的合理避让 (5)4实例分析 (6)5结语 (7)【参考文献】 (7)浅谈大风浪中船舶航行安全1绪论1.1研究的背景和意义随着世界贸易经济的不断发展,航运业变得越来越重要。
船舶安全操作标准

船舶安全操作标准随着全球经济的发展和国际贸易的增加,航运业成为国际交流与合作的重要载体。
船舶安全操作是保障船舶安全运营的重要环节,涉及各个航行阶段的安全操作规范。
本文将从船舶准备、航行阶段、船舶维护、船舶其他事项四个方面,详细阐述船舶安全操作的标准。
1. 船舶准备船舶准备是航行安全的第一步,在此阶段,必须严格按照标准操作,并进行全面检查和测试。
首先,船舶的各项设备和装置应按照相关规范进行检修和测试,确保其正常运行;其次,对船舶货物和燃料进行质量检测和储存,防止发生不可预见的事故;最后,进行船员的培训和演练,提高其应急处理能力。
2. 航行阶段航行是船舶生命周期中最关键的阶段,船舶安全操作标准也在这一阶段起到非常重要的作用。
在航行中,船舶应按照航线规划,遵循国家的法律和法规,严格遵守船舶安全操作标准。
其中,船舶应该根据天气情况和海洋环境的变化,及时进行航速、航向和舵角的调整;船舶在遇到恶劣天气时,应注意采取适当的措施,如减速、靠港或改变航向;同时,船舶应根据相关标准进行通航管理,避免发生船舶碰撞或搁浅等事故。
3. 船舶维护船舶维护是保持船舶良好运行状态的关键环节,也是确保船舶安全操作的基础。
在船舶维护过程中,应按照相关标准,对船舶的机械设备、电气设备和船体结构进行定期检查和维护。
此外,应对船舶的供燃、供水、供气等系统进行检测和维修,确保其正常运行;同时,对船舶的消防设备和救生设备进行定期测试,保证其可用性;最后,根据相关标准对船舶进行清洁和防腐处理,延长其使用寿命。
4. 船舶其他事项除了准备、航行和维护外,还有一些其他事项也需要按照标准操作,以确保船舶的安全运行。
首先,船舶应按照国家和地区的法律法规,办理相关手续,如船舶登记、航行许可证等;其次,船舶应按照国际海事组织的规定,履行航行通信和报告的职责;最后,船舶应根据相关标准制定应急预案,以应对各种突发事件。
结论船舶安全操作标准是确保船舶安全运行的重要保障,在船舶准备、航行阶段、船舶维护和其他事项中都有其具体要求。
浅析海浪及其对舰船航行安全的影响

第19卷 第3期 中 国 水 运 Vol.19 No.3 2019年 3月 China Water Transport March 2019收稿日期:2018-10-25作者简介:刘沛尧,武警河北海警支队。
浅析海浪及其对舰船航行安全的影响刘沛尧(武警河北海警支队,河北 秦皇岛 066000)摘 要:由于受到天气因素的影响,使舰船航行安全受到威胁,虽然在舰船航行中多次使用抵抗海浪和导航定位技术,但是环境问题依旧是威胁舰船航行安全的主要原因,特别是在海浪环境下航行的舰船,极有可能发生灾难事故。
关键词:海浪;舰船航行;安全影响中图分类号:U675.1 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2019)03-0009-02引言海洋环境和舰船航行路线的关系极为紧密,在风浪环境下航行的舰船和海员他们的生命安全受到严重威胁,所以,加强海浪环境下的舰船航行安全是非常有必要的。
现阶段,海浪是舰船在航行过程中普遍存在的问题,怎样依照舰船运行特点,合理选用技术方法保护舰船航行安全,加强操作人员技术,机智应对海浪问题,避免海浪影响舰船航行安全,保护海员生命安全。
一、海浪环境下舰船航行现状我国科学技术水平不断创新,在舰船航行过程中各类创新型技术应用广泛,提高了舰船航行的安全性和侦察精准性,减少舰船事故。
然而海上天气变化无常,突发情况会随时出现。
怎样降低在海浪环境下舰船航行的安全影响,是目前舰船行业需要解决的重点问题。
据数据分析,在海浪环境下舰船航行极有可能引发撞击和搁浅事故,事故原因也极为复杂,总的来讲包括以下几点:(1)前期工作没有做好,对海上天气情况不够重视,选择的侦察手段不合适,不了解海上安全航速和安全操作方法,导致在面临突发状况时不能机智应对。
(2)不能快速精准的对撞击危险进行估测,规避行为和安全航行规范不符。
(3)天气预报监视发布服务网络不完善,天气预警不准,舰艇出海前没有和气象部门沟通好,以至于收到的天气预报信息不准。
在大风浪中防止货物移动及安全操纵船舶的对策和措施

在大风浪中防止货物移动及安全操纵船舶的对策和措施大风浪中航行的船舶易出现较剧烈的摇荡、颠簸、失速以及引起的船舶操纵方面的困难等情况。
因此,一般认为相对于从事远洋运输船舶来说,当风力8级或8级以上的海况时,即可称为大风浪的天气条件,应将自动舵改为手动舵,船长应进入驾驶台,亲自操纵船舶,根据当时船舶条件和外界天气情况,采取偏顶浪、偏顺浪、滞航、漂航、Z形航法中最为安全可靠的一种方法,保证船舶、货物、人员和环境的安全。
1、全体船员应做到克尽职责,使船舶始终保持适航。
海商法第四十七条规定“承运人在船舶开航前和开航当时,应当谨慎处理,使船舶处于适航状态,妥善配备船员、装备船舶和配备供应品,并使货舱、冷藏舱、冷气舱和其它载货处所适于并能安全收受、载运和保管货物。
"(1)按《最低安全配员证书》的要求配备足够、合格、健康、持证的船员,并且,这些船员应该是克尽职责,能胜任本船舶、本航次承运货物、本航次所航经海区等所需的业务素质、工作技能、身体条件方面的要求;(2)根据航线、货载、航区的要求配备足够的燃油、淡水、物品、备件、伙食、药品等,满足适航的要求;(3)离港前要保持船体结构处于适航状态,船舶机械设备处于正常状态;(4)离港前要保持足够的稳性,装载的货物绑扎牢固,防移动措施得当、有效,保持适当的吃水差和干舷高度。
2、真正做好对运输货物的系固绑扎和途中的检查。
海商法第四十八条规定“承运人应当妥善地、谨慎地装载、搬移、积载、运输、保管、照料和卸载所运货物。
"(1)我国海事局根据IMO A.714(17)决议“货物积载和系固安全操作规则"编制了我国的“货物系固手册"。
各船舶也制定有适合本船装运重大件货物的“货物系固手册"。
重大件货物的系固绑扎要符合《手册》标准的要求。
(2)对每次装运重大件货物,认真监装,系固绑扎的部位所用的材料受力的计算校核都要经得起推敲,航行途中风浪加大时,要加强检查,消除隐患。
大风浪中船舶顺浪斜顺浪航行的危险及对策

大风浪中船舶顺浪和斜顺浪航行的危险及对策赵月林 (大连海事大学航海学院,辽宁大连,116026)摘要:本文探讨了大风浪中顺浪航行的危险和产生这些危险的机理。
从稳性降低的角度考虑,当船长与波 长接近、波速与船速接近时顺浪航行危险最大;从尾淹和打横的角度,当波长超过两倍船长、波速与船速 接近时顺浪航行危险最大;从横摇的角度,顺浪或者斜顺浪航行较顶浪或者斜顶浪航行更容易发生横谐摇。
根据对这些危险的机理分析,并结合有关的理论研究成果和实际操船实践,提出了各种船舶顺浪和斜顺浪 航行的操纵措施。
关键词:顺浪和斜顺浪航行;稳性降低;尾淹和打横;横谐摇;船舶操纵前言所谓顺浪航行通常是指船尾正后方左右各 15°方向来浪航行的方法,而斜顺浪航行通 常是指正横后大于 45°到正后方 15°范围内来浪航行的方法。
顺浪或斜顺浪航行,可能是 基于航次计划的需要;也可能是基于大风浪操船的需要,例如,在避台操纵中,当船舶位于 台风路径的进路上或者可航半园时,往往需要通过偏尾受风的方式斜顺浪航行驶离台风中 心,又如,在顶浪航行或者滞航中仍然经不起波浪袭击的船舶,可以采用顺浪航行。
然而, 虽然顺浪航行具有降低波浪对船的相对速度从而大大缓解波浪对船舶的袭击,同时船舶在风 浪中可以保持较高的船速,有利于摆脱风浪区等优点,但是顺浪或斜顺浪航行中仍然存在船 舶稳性降低、出现尾淹和打横、横谐摇等危险。
本文试图从探讨产生这些危害的机理出发, 并结合有关理论研究和实际操船实践,针对不同的船舶,提出大风浪中船舶顺浪或斜顺浪航 行的适用条件和操纵注意事项。
一、船舶在波浪中的稳性变化1. 顺浪航行 顺浪航行,当船长与波长接近相等时,如图 1 所示,当波峰处于船中附近时,由于水线 面面积惯性矩减小等原因,导致复原力矩明显变小,船舶稳性降低;当波谷处于船中附近时, 水线面面积惯性矩将增加,复原力矩将增加,船舶稳性提高。
图 1 船中在波峰和波谷中时水线面面积惯性矩的变化事实上这种复原力矩变化导致船舶稳性的变化,无论船舶是在顶浪航行还是顺浪航行中 均存在,只是在顶浪航行中,船舶与波浪的相对速度大,持续时间短,这种船舶稳性的变化 对船舶安全的影响不大而已。
航空、航天科学技术:航空、航天科学技术基础学科

伍 生春 /上海海 事大学 ,上海 2 0 ) ( 0 15, 3 / 中国航海. o 6 1. 5 7 一2 o ,() 一7 ~7 针 对老 旧散 货船在营运 中安全 问题 ,阐 述 了加强老 旧散货船 的营运管理 ,做 好 安 全防范 ,采取正确 的管理措施是确 保 船 舶营运 安全 的前提 .重点探讨 了老 旧 散 货船 的营运缺 陷,分析 了缺 陷可 能产
t n [ ,中] 白字 明( i o 刊 / 大连 海事大 学, 大连 16 2 ) 0 6,戴冉 ,孙立 成,朱金 善, 1 /
现代 船 舶 的管 理 需要 先 进 的理 念和 方 法 ,而从事船舶管理 的人员参加驾驶 台 资源管理培训是解 决这一 问题 的有效 的 途径 .结合船长工作 实践和驾驶 台资源 管理 的各类文件 ,就 如何运用 “ 驾驶 台 资源管理 ”中现代 船舶管理 的先进理 念 和方法改进超 大型集 装箱船舶 的航行 安 全工作提 出一些观点与建议 .参 3 关键词 :交通运输 安全工程;驾驶 台资 源:管理;航行安全
船 舶在波 浪中航行 ,纯稳性丧 失 、参数 激 振 和横 甩 是造 成 船 舶倾 覆 的主 要原 因.针对波长与船长 、波 高与波长 、波 与船的波舷角三者对船 舶稳 性 的影响进 行讨论 ,揭示 了船舶在波 浪 中航行 时的 稳性变化规律 ,提 出了应合 理地选择船 舶的航行姿态 、谨慎用舵等 操船建议 , 保 证船舶的航行安全. 图 4参 6 关键词:交通运输安全工程 ;船舶稳性 ; 安全操纵;波长;波高 ;波舷角
0 1 1 8 6654 5 O ・8 8 0
dt n[ io 刊, 中] 姜璐( i / 哈尔滨 工程大学 , 哈尔滨 10 0 ) 5 0 1,朱海 ,李松, / 中国航 海.
大风浪中的船舶操纵

2.5大风浪中的船舶操纵2.5.1恶劣天气下的船舶操纵及波浪概述知识点1:恶劣天气下的船舶操纵恶劣天气下的船舶操纵主要指大风浪中的船舶操纵。
船舶在海上航行,不但受到风、流的彫响,还受到波浪的影响。
大的波浪不但影响船舶的运行效率,而且还危及人命和船舶的安全。
为避免船舶在大风浪中的危险情况,需要了解风浪的特性、风浪对船舶的影响以及风浪中的操船。
知识点2:波浪概述波浪是指水质点在重力以及表而张力作用下以其原有平衡位置为中心,在垂直方向上作周期性轨圆运动的现彖,即波浪传送能量不传送质量。
波形是指位移对于质点坐标的曲线形状。
它是在波的传播过程中,由波线上一系列质点在某一时刻的位移的点所连接而成的曲线图形。
图2-2(“)给出了表示波形的空间坐标系,其坐标原点0位于静水时的水平而上,z为指向上方垂直于该水平而的坐标轴,x为指向波浪传播方向的坐标轴。
表示波形的时间历程的坐标系。
图2-2(b)给出了表示波形的时间历程的坐标系。
图2-2波形在空间的坐标用于描述海浪的特征的物理量称为波浪要素,主要包括波髙、波周期、波长和波速等等。
1. 波峰、波谷、振幅与波高波形最突起的地方或波而的最髙处称为“波峰”,波峰处的纵向位移为正向最大值。
同理,波形最凹下的地方或波而的最低处称为“波谷”,波谷处的纵向位移为反向最大值。
振幅是用来表示波浪强弱的物理量,它是指从静I匕水平面至波U金或波谷的距离,一般用符号⑺ 表不。
波髙指相邻波那或波谷间的垂直距离,一般用符号H表示,显然,波高等于2倍的振幅,即Ha 二 20。
2. 波浪周期波浪完成一次波动所需要的时间或两个波峰(或波谷)相继通过一固左点所经历的时间,称为''波浪周期”,简称“波周期”,一般用符号戌示。
波浪的显著特点是周期性,即位移、速度、加速度,经过一立时间之后又重复地回到原来的数值。
根据简谐振动原理,有T二 2曲3其中,0为“角频率”,也称波浪频率。
3. 波速波速指波传播的速度,一般用符号c表示。
船舶在波浪中航行时稳性研究及危险性分析

—70—工作研究引言船在波浪中航行的时候,因为船的遭遇期间长,所以波浪的表面形状会对船体的恢复臂产生很大的影响。
根据近年海洋事故的统计和观测,对船在波浪中的稳定性进行了彻底的研究,由于船在海洋事故中的一半发生在波浪以下或之后的状态,因此船在波浪的状态下稳定性的丧失逐渐受到关注。
高速船等高速且平方系数小的船,在波中移动时容易以与波相同的速度移动,稳定性大幅下降。
此时,如果受到横风、甲板上的波浪、货物移动等不利因素的影响尤其危险。
因此,即使在静水下十分稳定且危险的情况下,在航海时也有可能发生大的摇晃和倾覆。
1 波浪中船舶稳性研究1.1船舶在随浪中的稳性损失与计算船在波浪中航行的时候,波浪的表面形状会因为长时间的波浪的遭遇期间而对船体的恢复特性产生很大的影响。
根据近年来海难的统计和观测,对船在波浪中的稳定性进行了彻底的研究,由于在统计发生的完整船舶的海上事故,一般都出现在波浪或尾行波浪的航行状态,因此在下一次浪潮中船的稳定性逐渐丧失受到关注。
高速船等角度系数小的船,因为容易以与波浪相同的速度移动,所以稳定性大幅下降,尤其是当货物被风吹到甲板上时[2]。
1.2随浪航行中的稳性变化为了防止船舶密封化的安全标准在各个国家都相继制定,IMO 还采用了“为了避免追踪海浪和追踪危险情况的指导方针”提案。
实验研究的结果指出,静水中和波浪中的船体稳定臂的曲线是不同的。
而且,波长、船的长度、海浪的高度、波浪侧面的角度对船的稳定性有一定的影响。
1.2.1波长与船长比对稳性的影响稳定性的变化主要是由于浮在波前的船体惯性力矩的增减,与波浪的大小和船的大小有关。
当船在海沟里时,船体前后水平面的惯性力矩会比静止水中的惯性力矩增加,因此海沟的稳定性会比静止水中的惯性力矩大。
波到达顶峰的话,水面的惯性力矩会减少,山顶的稳定性也会下降。
也就是说,横向的稳定性会发生变化。
特别是在高速航行下,船体接近与船长相等的波浪行进速度,船体中心长时间停留在波头上,容易失去稳定性,因此风和波浪等外部力矩的作用,容易发生倾覆[3]。
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船舶在波浪中航行时的安全操纵
关于船舶在波浪中航行的纯稳性丧失,国内外学者进行了大量的研究,文献[1]、[2]采用波浪中船舶瞬时湿表面的计算方法,得出了稳性变化与波浪要素之间的相互关系;文献[3]、[4]通过船舶操纵运动方程,运用流体动力学理论,将波浪运动的影响引人操纵方程,并对船舶稳性的影响进行了模拟计算。
对于船舶驾驶员来说,仅从静态上了解衡量船舶稳性是否满足稳性规范的要求是不够的,更重要的是要从动力学的角度出发,了解和掌握在恶劣的天气条件下,船舶在波浪中的稳性变化规律,保证船舶以适应于稳性要求的姿态正确航
行。
1 稳性变化的原因分析
根据文献[5],船舶在波浪中航行时,由于船体浸水体积的变化,使得正浮时的浮心B移至B*。
根据静力学理论,对于横倾θ度的船舶,波浪中的复原力臂GZ*值与静水中的复原
力臂GZ值之间的差值可由式(1)确定。
ΔGZ=(B*R-BR)-BB*Sinθ(1)
由式(1)可以看出,船舶在波浪中的稳性变化是由于形状稳性和浮心位置的变化所引起
的。
为了具体地表现这种内在的关系,把GZ改写为表示动稳性的稳性高度GM,有:
GM=I/V-BG(2)
式(2)中,I为水线面的惯性矩,V为船舶水下排水体积,BG为船舶浮心至船舶重心的垂直距离。
由于波浪的影响,船舶的排水体积变为V+ΔV,水线面的惯性矩变为I+ΔI,浮心由B移至B*,则GM的变化GM+ΔGM可近似地表示为:
GM+ΔGM=I/V(1+ΔI/I-ΔV/V)-B*G(3)
利用BM=I/V的关系,GM的变化量ΔGM可按下式求得:
ΔGM=BM(ΔI/I-ΔV/V)-BB* (4)
通过式(4)可以看出,导致船舶在波浪中的稳性变化是由于船舶的排水体积和水线面惯性矩的变化以及浮心位置的移动而引起的。
第一项为舷侧外漂和船体浸水体积变化引起的BM的变化量表示由注心上下移动引起的变化量。
2 稳性变化与海浪之间的关系
防止船舶因稳性丧失而导致倾覆,是船舶驾驶员最为关心的问题。
IMO亦已通过《在随浪和尾随浪情况下避免危险局面的指南》,其目的在于给船长在随浪和尾随浪航行时提供避免危险局面的建议。
对于驾驶员来说,了解船舶姿态与波浪之间相互位置关系而导致船舶稳性的变化,从而采取和选择安全的操船方案有着重要的意义。
2.1 波长与船长比(λ/L)对稳性的影响
稳性变化主要是浮在波面上的船体的水线面惯性矩I的增减引起的,并与波浪的大小和船舶的尺度有关。
图l给出了在波高H固定不变,波长与船长比(λ/L)变化、以及波浪位
于船舶各种相对位置时的GZ曲线。
从图1可以看出,当船中位于波谷(ξG/λ=0)时,由于船体前后部的水线面惯性矩与静水中相比,其数值是增加的,因而船舶的稳性也是增加的;当船中位于波峰(ξG/λ=0.5)时,由于水线面的惯性矩减少了,故船舶的稳性也随之减小。
另外,从图1还可以看出,这种由船体前后部水线面惯性矩的增减引起的稳性变化,当波长等于船长时,其稳性变化量最大,随着波长的增加,其稳性变化量有减少的趋向。
2.2 波高与波长比(H/λ)对稳性的影响
图2是在波长与船长比(λ/L=1)固定不变时,让波高与波长比(H/λ)分别为1/80、1/40和1/20,探讨波高对稳性变化所产生的影响。
从图2可以看出,由于水线面的惯性矩与波高的平方成正比,因而,当船中位于波谷时,波高越高,稳性的增加就越大;当船中位于波峰时,波高越高,稳性的减少就越大。
对于船中位于波浪的上升波面或下降波面时,船舶的稳性与静水中的稳性大体一致,没有太大的变化。
2.3 波与船的波舷角(Ψ)对稳性的影响
当船舶与波浪形成波舷角时,造成了左右舷船侧波的非对称性,使得垂直于水面的浮力和平行于水面的横向力均作用于船体的浸水部分,故而对船舶的稳性影响较大。
图3给出了λ/L=1、H/λ=l/20,波舷角φ分别为0˚、30˚、60˚、90˚时,船舶稳性的变化规律。
从图3可以看到,波舷角φ对船舶稳性的影响是很大的,其总体趋势是,波舷角φ越大,船舶的复原力矩越大,稳性也越好。
同时要注意到,当船中位于波谷时,随着波舷角φ的增加,船舶稳性有下降的趋向;当船中位于波峰时,随着波舷角功的增加,船舶稳性有增加的趋向。
但相比与静水中,随着波舷角的增加,稳性都有明显改善的趋向。
2.4 波浪对动稳性的影响
在研究船舶大倾角稳性时,静稳性曲线下所包含的面积(即动稳性)也是要考察的重点内容,它表明船舶在静水中航行时抵抗外界最小倾覆力矩的能力。
当船舶在波浪中航行时,波长与船长比(λ/L)、波高与波长比(H/λ)、波与船的波舷角(φ)、以及波浪与船舶的相对位置(ξG/λ)等对动稳性都有较大的影响。
图4是将波长与船长比(λ/L)作为参数,并设波与船的波舷角(φ)分别为0˚、30˚、60˚时,波浪与船舶的相对位置(ξG/λ)对动稳性的影响。
由船舶在各个波面的动稳性与静水中的动稳性之比(E(动)/E(静)),可以得出船舶在各个波面上的动稳性是增加的,还是减少的,其增加的幅度是大还是小,如果E(动)/E(静)数值很小,则表明船舶在此区域内容易倾覆。
从图4可以看出,若波长与船长比(λ/L)大,且波与船的波舷角(φ)亦大,则船舶在倾覆前的动稳性E(动)亦大;当λ/L=1时,波浪与船舶的相对位置(ξG/λ)在0.4
至0.6这一范围内,E(动)/E(静)数值变得很小,故处于这一范围内的船舶容易倾覆。
3 船舶在波浪中航行时操纵方案的选择
从以上分析可得出如下结论。
1. 当波长等于船长时,船舶稳性的变化量最大,且船中位于波谷时,稳、性变好,
船中位于波峰时,稳性变差;随着波长的增加,其稳性变化量有变小的趋势。
2. 波高越高,对于船中位于波谷时,稳性大幅度增加;相反,当船中位于波峰时,
稳性显著减少。
3. 波舷角对于船舶的稳性影响较大,对于波长等于船长时,波舷角越大,船舶的复
原力矩就越大,稳性也越好。
4. 波与船的相对位置在0.4~0.6的范围内,船舶的动稳性变得最小,故在这一范围
内船舶最容易发生倾覆。
为保证船舶在波浪中安全航行,要慎重地选择操纵方案。
1. 尽可能地避免波峰处于船中位附近当船中位处于波峰时,所有因素对稳性的影响都是不利的,不仅纯稳性丧失较多,且动稳性同时也变差,使得船舶抵抗外力矩的能力明显
减弱,容易造成船舶的倾覆。
2. 合理地选择航向
选择适宜的航向,就是避免船舶进入危险区域。
改变航向(波舷角),一方面可以改变波浪的遭遇周期,避免谐振运动;另一方面,波舷角的增大,船舶稳性有变好的趋向。
理论上讲,船舶正横受浪,其稳性的保持处于最佳状
态。
3. 谨慎用舵
船舶用舵,相当于施加外力矩,会造成船舶先外倾后内倾的现象,因此要竭力避免舵力矩与波浪力矩的迭加,使船舶遭受更大的外力矩的作用。
如果确需用舵,一方面要选择海面相对平静的时段;另一方面要观察船舶的横倾状态,选择在船舶向另一舷回摇的时段,这样可使舵力矩与波浪力矩相互抵消一部分,保证船舶具有足够的抵抗能力。
另外,船舶在出航时保证具有足够的稳性,在航行过程中合理地使用油水,保证货物绑扎牢固,保持合理的航速等,对船舶的航行安全都有非常重要的影响。
4 结语
船舶在波浪中的航行安全一直是航运界最为关心的问题,它涉及的面也是非常广泛的。
本文仅从波浪中航行稳性变化的一个方面进行了讨论,并就操纵方案的选择提出建议。
随着科学技术的发展,人们对波浪中的航行安全将会有更多的研究。