大风浪中船舶航行和操纵

大、风时长、海区广且深，波浪就较大，反之则
较小。
❖ 大浪接近浅水区域，将变得又高又陡，并激成开 花浪。大浪碰到浅滩反射回来就将形成三角浪， 波浪高但方向不定。热带低压中心的风浪是由大 风从外缘呈逆时针方向（北半球）向内吹滚而形 成的，故低压中心的波浪是成金字塔型的三角浪。
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C、纵向受浪时产生的危险
❖ 拍底
▪ 在激烈的纵摇与垂荡中，当船舶升起后下落与波浪向上运动相撞时产生的 现象称为拍底。拍底时产生很大的应力，船体发生急震，严重时会导致艏 部结构的损伤。
• 容易产生拍底的条件
B、船舶在波浪中的运动
❖风浪中的船舶摇摆
▪ 船舶在波浪的作用下，围绕着船舶重心之X、Y、Z轴作 线性运动和回转运动。各摇摆运动的名称为：
• X轴------纵荡和横摇； • Y轴------横荡和纵摇； • Z轴------首摇和垂荡。
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▪ 减轻横摇措施
• 合理配载，选择合适的GM值，从而调整船舶 的横摇周期；
• 改变航向和航速，如正横受浪时，可改变航 向调节船舶与波浪的遭遇周期，才能取得减 轻船舶横摇的效果。
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B、船舶在波浪中的运动
❖纵摇
▪ 纵向摇摆幅度相比横摇幅度为小，纵倾角一般 不超过最大波面角。
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D、大风浪中的操船措施
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顶浪航行 横浪航行
滞航 顺浪航行
漂滞
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大风浪中船舶航行和操 D纵、大风浪中的操船措施
❖ 顶浪航行 ▪ 船在大风浪中顶浪航行，船艏会受到波浪的猛烈冲击，使船体剧烈纵摇， 因而会使船舶结构产生极有危害的中拱和中垂变形，严重的可导致船体的 断裂。 • 由于风浪对船艏的冲击力,与船和风浪相对速度的平方成正比,所以采取减 速措施,可减小波浪冲击并保持船体纵向强度. • 顶浪时的船舶纵摇。当纵摇周期小于波浪周期时，纵摇较轻，上浪也不大； 当纵摇周期大于波浪周期时，纵摇虽也不严重但可能会使船艏穿入浪中， 有时螺旋桨会出现空转现象，对航行不利；当纵摇周期接近或等于波浪周 期时，纵摇最剧烈，螺旋浆常出现“飞车”现象，中垂、中拱现象最严重， 应尽量避免。应改变船速或改变航向以避免出现共振现象。 • 避免船艏正面迎浪。保持船艏与风浪的夹角在20度左右；保持适当艉倾对 顶浪航行有利。 • 船身较短，船艏前伸和船艏楼较高的船顶风顶浪航行较为有利（因这样操 纵方便，不致使船艏埋入浪中，避免大浪海水淹没甲板，并且可以保持车、 舵不受损坏）。 • 船型细长和船艏垂直的船，顶风浪航行则易导致大量海水涌上甲板，而使 船艏埋入浪中，应注意防止打空车造成危害。
– 遇到与船长度相当的波长时会产生剧烈的拍底； – 吃水与船长度之比值小于5%时易发生拍底。一般空船时拍底严重，2/3载以
上则不易发生拍底。
• 减少拍底的措施
– 保持船艏吃水大于1/2满载吃水； – 避免纵摇和垂荡的谐摇。
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C、纵向受浪时产生的危险
▪ 在顶浪或顺浪航行时，一旦发现用大舵角也不能保持航 向时，应该及时加快船速，增加舵效，防止船舶打横， 出现横向受风浪的险情。
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D、大风浪中的操船措施
❖ 滞航
▪ 以能保持舵效的最小的速度使船艏与风浪的夹角保持在20 度左右的位置上迎浪前进的方法称为滞航。这时候船舶处 于缓进或不进，甚至微退的状态，航向将随着风向的改变 而需不断地调整。
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E、大风浪中调头操作
❖ 在海上遇到大风浪时，由于船舶将处于危险状态或顶浪航行感到非常困难，或 需调头重新系固货物，或需回航选择锚地避风，都需进行调头操作。
❖ 在实施该项操纵时，需特别谨慎，若操纵不当将会引起过大的横倾，威胁船舶 的安全。同时，船舶横向受浪时，容易出现横摇谐振而产生危险，因此在调头 之前，要先经过观察海浪的规律、注意稳性状态，并确认货物及易移动物体的 系固绑扎状态正常牢固，否则应重新加固，防止货移。另外还要注意油水的调 整，尽量减少自由液面。
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❖波长、波速及波浪周期的关系式
➢ T≈0.8λ0.5 ➢ C≈1.56 T （米/秒） ➢ λ=1.56 T2
❖作用于船舶的风力估算公式
▪ Fa = 0.5ρa·Ca·Va2·(Aa·cos2θ+Ba·sin2θ)
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❖ 船舶在直航中操舵转向会使船产生一个向操舵一舷的横倾力矩。在这个 期间 的横倾叫做内倾斜。其倾斜角不大，而且持续时间也较短。但操舵后不久，在 向内倾斜之后便转为向外倾斜，以致进入定常旋回而稳定在一定倾斜角上。但 是，由向内倾斜转向向外倾斜时，因其惯性力会引起过渡性很大的向外倾斜。 其最大倾斜角是非常大的，有时可达到定常横倾角度的2倍左右。船速越大， 稳性及旋回半径越小、重心位置越高时，这种向外倾斜角度就越大。
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C、纵向受浪时产生的危险
❖ 螺旋桨空转
▪ 剧烈的纵摇和垂荡会使螺旋桨部分或全部周期性地露出 水面，发生螺旋桨空转现象，俗称“打空车”。
▪ 打空车时，船速剧降，使得螺旋桨、轴系和船体产生很 大的振动，受到很大的冲击应力，随时可能受损。船舶 在空船状态时更容易产生空转现象，为了避免打空车， 应加大艉吃水，并及时调整航向和船速，以减轻船舶摇 荡。
❖ 甲板上浪
▪ 甲板上的海水产生自由液面，对稳性不利，尤其是在主 甲板载有管桩货物时。严寒时结冰将使GM值减小。打上 甲板的海水还可造成甲板货物移动，冲击货物系固索具 造成货物系固失效，对船舶的安全造成威胁。同时浪的 作用还会使甲板设备、上层建筑等直接遭受破坏。
▪ 甲板上浪与船艏的干舷高度、船速及相对波高有关。
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C、纵向受浪时产生的危险 拍底
甲板上浪 艉淹
螺旋桨空转
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▪ 当纵摇周期大于波浪遭遇周期时，即船艏迎着 短浪航行或船速较高时，纵摇较小。
▪ 当纵摇周期小于波浪遭遇周期时，即船艏迎着 长浪航行或船速很低，或顺浪航行，则船随波 而摇，沿着波面运动。
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▪ 当纵摇周期等于波浪遭遇周期时，发生纵谐摇， 摇摆剧烈，容易产生甲板上浪或拍底。
▪ 遇大风浪航行有困难时，可采用减速滞航或调 整航向避免正面迎浪，减少剧烈的纵摇。
▪ 货载（包括油水散料）相对集中于艏或艉时， 即纵倾较大时，会增大纵向惯性力矩，使纵摇 周期加大，对船舶产生不利影响。
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B、船舶在波浪中的运动
❖垂荡
▪ 当波浪通过船体时，随着浮力的周期变化，使 船体产生上升和下降的垂荡运动。波高越大， 垂荡越激烈；船速越高，垂荡越激烈。
▪ 当垂荡周期与波浪周期之比较小时，垂荡运动 也越小，船舶随波浪作周期性的升降。
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▪ 当船舶垂荡周期与波浪周期之比接近1时，成 为谐振，此时的垂荡位移达到最大，
▪ 当垂荡周期与波浪周期之比大于1时，垂荡运 动再度变小。
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▪ 漂滞中波浪对船舶的冲击力大为减少，甲板上浪也不多。只 要船舶保持水密，有足够的稳性，就可以度过大风浪。为了 避免船舶打横和保持船艏逆风浪的态势，如必要，可考虑把 锚卸下把锚链松出，也可把锚直接用锚机松出2.5节左右， 利用锚链的阻力，起到稳定船艏的作用。另外可在船艏拖曳 一个具有一定阻力的拖曳物，如海锚、大缆等（注意防止绞 缠螺旋桨），以使船艏能迎着风浪以减轻横摇。
▪ 减低甲板上浪的措施：应降低船速和适当调整航向。
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C、纵向受浪时产生的危险
❖ 艉淹
▪ 顺浪航行中，当船舶陷入波速比船速更快的波谷时，浪 打上船艉甲板称为艉淹。
▪ 此时如果船速与波速相差较小，波通过船的时间较长， 艉淹的机会就较多。
▪ 当船处于追波的前倾斜面时，会出现航向不稳定状态， 甚至产生突然船艏偏转而横于波浪中，即所谓的打横。 此时一瞬间产生很大的横倾，袭来的波浪打在船上便会 使船陷于非常危险的境地。顺浪中如果出现这种状况， 应果断地采取变速措施，使船速不同于波速，产生差异， 避免谐振发生；或调整航向使船艉部与浪的来向呈20度 左右的夹角，可以改善艉淹现象。
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D、大风浪中的操船措施
❖ 顺浪航行
▪ 船舶顺浪航行时，因为波浪与船的相对速度较小，可以 大大减轻波浪对船体的冲击。顺浪的船舶由于纵荡的原 因可以保持相当的速度，有利于摆脱大风浪海域或台风 中心。
▪ 另外，当船舶在顺浪航行中处于追波的前倾斜面时，会 出现航向不稳定的状态，甚至突然产生艏摇摆而横于波 浪中。此时，一瞬间会产生很大的横倾，因此当遇到波 长与船长且波速与船速近乎相等时，船舶会陷入非常危 险的境地。
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大风浪中船舶航行和操纵 D、大风浪中的操船措施
❖ 横浪航行
▪ 横浪航行时，产生的横摇对船舶威胁最大。当船舶的横 摇周期与波浪周期一致时，发生的“谐摇”现象可使甲 板大量上浪，横摇越摇越激烈，常会造成货物移位，甚 至倾覆等严重后果。
▪ 因此，在大风浪中或船舶处于台风区域的任何一个部位， 均应避免横浪航行，特别要避免“谐摇”现象的出现。 此时可采取调整航向的办法，以减轻剧烈的横摇。
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B、船舶在波浪中的运动
❖横摇
▪ 船舶在波浪中，横摇为最常见，影响也最大。
▪ 当船舶横摇周期与波浪周期接近或相等时，将 会发生共振（谐摇），这时横摇最为剧烈，横 摇角越摇越大，船舶将有倾覆的危险。
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船舶在风浪中的摇摆运动，是波浪的强迫摇摆 和船舶本身固有的摇摆相结合的复合运动。 摇摆的强度取决于波浪的大小、波面角的陡 度、波浪的周期、船舶本身的摇摆周期与船 舶尺度和波长的比例关系。
▪ 对船舶安全有威胁的摇摆是横摇、纵摇和垂 荡。而横摇、纵摇和垂荡也是无法通过船舶 动力进行操纵控制的三种摇摆状态，可通过 船舶动Baidu Nhomakorabea进行操纵控制的摇摆状态为纵荡、 横荡和首摇。
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2008年12月
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大风浪中船舶航行和操纵
A、影响风浪的因素 B、船舶在波浪中的运动 C、纵向受浪时产生的危险 D、大风浪中的操船措施
E、大风浪中调头操作
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A、影响风浪的因素
❖ 大风浪中最容易产生的波浪的波长是80—140米， 波浪周期为7—10秒，风浪的大小和风力、风时和 海区的广度、海水的深度有着密切的关系。风力
▪ 这种方法可减轻波浪对船艏的冲击和甲板上浪，使船滞留 在原地附近，等待海况好转后再续航。在执行对近海装置 的守护任务时，通常采用该方法使船舶保持在近海装置附 近守护，或在距近海装置相应距离处，如在10级大风圈外 的水域防台。
▪ 进行此项操纵时，要根据风浪的变化及时调整船速，保证 舵效，防止打横。要根据风浪的情况选择风浪与船艏的最
▪ 特别要防止产生上述的艉淹及打横现象。此时应果断地 改变航速，使两者的速度产生差异，并选择与风浪的夹 角在15-25度左右，以减少艉淹及打横的危险现象。 26
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D、大风浪中的操船措施
❖ 漂滞
▪ 船舶停止主机随风浪漂流，称为漂滞。一般情况来说，漂滞 中保向性差。船体衰老或主机或舵机损坏的船舶，在大风浪 中经常采用漂滞的方法。