谈大风浪中的船舶操纵

第17卷 第8期 中 国 水 运 Vol.17 No.8 2017年 8月 China Water Transport August 2017收稿日期：2017-06-01作者简介：刘 洋，男，大连海事大学，交通运输管理学院研究生。

基金项目：国家自然科学基金资助（71303026）；中国博士后科学基金资助（2015M580128）；辽宁省自然科学基金资助（2015020074）；辽宁省高等教育内涵发展专项资金（协同创新中心）资助（20110116102）。

浅析船舶在大风浪条件下如何安全航行刘 洋，刘 琳，郭大斌，胡 燕（大连海事大学，辽宁 大连 116026 ）摘 要：在海上，空气的运动产生风，海水的运动产生海流、潮汐、波浪等。

水面船舶在海上航行时，其运动状态无时不受到这些气象、水文要素的影响。

风、流都将会影响船舶的航行效率。

因此，船舶操纵的安全性不但涉及船舶操纵性能，而且还要考虑各种航行环境的影响。

对于在水面航行的船舶，由于船体水面以上暴漏在空气中，因而受到风压力的作用，从而改变了船舶在静水中的航行状态，进而影响船舶操纵的安全性。

近年来，有很多海上事故证明风浪对船舶的安全航行起着关键的作用，有时甚至是决定性的作用，例如发生火灾时，船舶受风方向将对能否及时扑灭火灾或是能否彻底灭火起到关键性的作用，其次，船舶靠离泊时风向对如何操纵有重要的影响。

要减少船舶在风浪中的航行困难，保证船舶的安全，应充分掌握风浪对船舶的影响规律，并在此基础上采取正确的操纵方法。

本文讨论风浪对操纵性能的主要影响因素，并探讨船舶在风浪中的操纵方法。

关键词：风浪；操纵性能；安全；操纵方法中图分类号：U676.1 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）08-0035-02一、引言安全是海上航行的首要任务，随着船舶越来越智能化以及船员素质不断提高，海船事故数量逐年减少。

据调查研究，其中大部分原因是由于人为因素所导致的，恶劣天气是造成事故的主要诱因，如大风浪、海啸、极地航行等等。

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。

大风浪对船舶航行安全的影响船舶在海上巡航过程中，常会遇到大风浪，这种自然现象不仅会对船舶运行产生影响，还会危及航行安全。

本文将分析大风浪对船舶航行安全的影响。

大风浪的定义大风浪是指波浪和风对海洋、湖泊等水域所形成的波浪过高或过大的现象。

其主要原因是海洋气候和自然环境因素。

随着大气环境的变化，特别是人类活动的影响，在现代社会中，大风浪日益增加。

大风浪对船舶航行的影响1.航速受影响大风浪会使波浪涌动，导致船体起伏不定，难以保持稳定。

因此，船舶航速将会受到影响，有时船舶需要减速，以保证航行的安全，此时对船舶的航行效率产生了负面影响。

2.能见度降低在大风浪的情况下，海面波涛汹涌，海水产生水雾，船舶的能见度会非常低，这样一来，船长和船员难以保持对周围环境的观察和判断，容易发生撞船或与其他障碍物碰撞的危险。

因此，船舶需要特别注意加强航行的安全措施，在大风浪天气下，加大巡航搜救力度。

3.船体容易受损大风浪会给船体带来前所未有的工程挑战，船体会受到巨大的水流和波浪的侵蚀，导致船舶舵机失灵，甚至引起船只非常危险的侧翻、倾覆等事故。

一旦船体受损，其前进力也将受到一定程度的影响，必须及时进行修缮，以保证航行的安全。

大风浪下的安全航行措施为了确保在大风浪的环境下，船只能够安全航行，需要有相应的安全措施，主要有以下措施：1.使用合适的雷达和GPS等导航设备，提高船舶航行的准确度和安全性。

2.对船舶的船长和船员进行必要的培训，增强他们的应对意识和应急处理能力。

3.航行中应时刻保持关注和观察周围环境，特别是在大风浪季节，加强观察和警惕。

4.加强污染防护，特别是控制船只的污染，以免对海洋生态环境造成损害。

5.在海上航行时，应加强和其它船只、海上施工人员之间的沟通和合作，确保安全和顺利地完成任务。

结论大风浪不仅对船舶的航速和航行路线产生影响，还会对船体的完整性和航行的安全性产生威胁。

为了应对这种自然现象，必须加强船舶的安全管理，采取切实可行的安全技术措施和方案，将船舶安全驶向每一个港口。

大风浪船舶航行操纵要点大风浪中航行操纵的要点，主要是选择适当的航向和航速，减轻船舶的摇荡运动，缓和波浪对船艇的冲击作用。

当波浪危及船舶安全时，横浪、顺浪或侧顺浪以及高速航进是较为危险的，而适当减速，并以适当的首向偏顶浪航行才是较为安全的。

一、有意减速大风浪中，不同的航向和航速会有不同程度的纵摇和垂荡，适当减速可以改变遇波周期，缓和纵摇的剧烈程度和波浪的冲击力量。

尤其是顶浪航行时，纵摇和垂荡以及伴随的拍底、上浪、打空车等现象最为剧烈，采取减速措施可以非常明显地减轻这种现象。

对各种船型实船试验后，提出以拍底次数作为有意降速的标准:油船、货船、散装船每100次纵摇中拍底次数应低于3-4次，甲板上浪次数应低于5次;滚装船每100次纵摇中拍底次数应低于4～5次。

船舶在波浪中航行，船舶的横摇周期和波浪周期一致时，会发生危险的二、横摇时航向和船速的调节横向谐摇，产生过大的横摇摆幅，甚至导致船舶倾覆。

在我国近海，波浪周期一般为6～8s，而许多救助船的固有横摇周期也为6～8s，在横浪航行时更易发生谐摇，摇摆幅度可超过45°在航行中，船舶固有横摇周期难以改变，只有改变遇波周期，才能避开谐摇。

调整船速或航向角，或者同时调整船速和航向角，就能改变遇波周期。

调整航向或航速，应使船舶横摇周期与遇波周期之比大于3或小于0.7，才能有效地避开谐摇区。

当正横受浪谐摇时，调整船速并不会改变遇波周期，只有调整航向才能避开谐播。

三、纵摇时航向和船速的调节(1)纵摇的船速船速为零时，船体随波浪周期纵摇，纵摇和垂荡运动较小，纵摇角一不超过最大波面角，随着船速的增加，纵摇增强。

但是，当固有纵摇周期与遇波周期之比＞1.2时，在任何船速下，纵摇幅度都不会太大。

若遇大风浪航行有困难时，可采取以仅能维持能效的航速滞航，以减轻剧烈的纵播(2)纵摇的航向航向对纵摇的影响，可以归结为固有纵摇周期与遇波周期之比对纵摇的影响。

通常船舶纵摇周期比波浪周期小，当顺浪航行时，由于相对船速减小，使波浪遭遇周期增大，因此更加偏离纵摇固有周期，故纵摇不会太大;当顶浪航行时，由于相对船速增大，使波浪遭遇周期减小，因此很可能接近固有纵摇周期，容易产生谐摇，故相对纵摇摆幅较大，因此顶浪航行纵摇剧烈所以，为减轻纵摇，通常应采用斜顶浪航行。

浅析恶劣天气下的船舶航行与操纵近年来，随着异常气候的频繁发生，在长江水域经常是大雾刚散就起风，大风过后就起雾，有时风大但能见度依然很差；连续的大风、浓雾天气对航行安全影响很大，突然飘来的辐射雾和短时出现雷雨大风天气对航行安全的影响更大。

随着沿江港口航运的发展，船舶通航密度不断增大，船舶在恶劣天气下的航行，避让难度，导致海损事故也相应的增多。

1、恶劣天气的危害恶劣天气这里指暴雨、浓雾、大雪、霾等造成的能见度不良天气、大风浪天气和强对流天气。

恶劣天气对船舶航行和操纵造成的危害有：1）暴雨、浓雾、大雪、霾等造成的能见度不良天气会造成船舶航行和操纵时瞭望困难，不能正确判断周围船舶的动态，从而采取正确的避让行动。

特别是突遇浓雾、暴雨等能见度不良天气时，有的按规定选择抛锚，有的则继续冒险航行，从而造成航行秩序的混乱，如盲目行动或操作不当，极易发生碰撞事故。

2）风对船舶产生的影响视风向及风力大小，会致使船舶漂移、转向、上浪和摇荡。

所以大风浪天气航行与操纵时船舶稳向困难，船舶追越或并列行驶时极易受风的影响造成困压他船，发生碰撞，航行时由于避让需要慢车或停车时受风的影响会发生搁浅、困边等事故，掉头、靠离泊操作时受风的影响操作不当会发生能碰码头等固定设施，对于抗风浪等级小、或超载的船舶极易上浪造成沉没等事故。

3）强对流天气在气象学上所指的是，发生突然、移动迅速、天气变化剧烈、破坏力极大的灾害性天气，主要有雷雨、大风、冰雹、龙卷风、局部强降雨等恶劣天气。

强对流天气的主要特点，往往是乌云滚滚、雷声隆隆，接着是风力增大、狂风夹伴强降水，有时伴有冰雹；强对流天气过境时风速极大，风向多为偏北。

强对流天气来临时，由于天气阴暗，伴随着大风、强降水，能见度极差，对于一些小功率、大吨位的的船舶根本无法控制船舶，随风漂移，致使航行秩序大乱，极易造成搁浅、碰撞事故或“二次事故”和连环事故的发生。

2、恶劣天气下船舶安全航行与操纵的对策在恶劣天气下，航行船舶为什么会发生严重的灾害性事故呢，不论是预防不够还是其他原因所导致安全隐患的产生，这些事故都将给船舶造成巨大损失和打击。

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。

⼤风浪中操纵船舶需注意哪些事项 在顺直河段中有⼤浪时，顺流船需作“顶浪航⾏”;逆流船需“顺浪航⾏”;横越船则需“横浪航⾏”;有时可能也需在风流中进⾏回转掉头，现分述如下： 1)顶浪航⾏ 船舶在顶浪航⾏中，船⾸必然受到波浪的猛烈冲击，易造成裂缝、渗漏和变形等事故，为了保证船体免受损坏和安全航⾏，因此，需要降低航速以有效地减弱波浪的冲击⼒，或使航向与波峰避免正交，以斜交的态势迎浪，降低波浪对船体的危害，但需注意降低航速时必须以保证必要的舵效为限度。

根据波浪情况，适当地交替运⽤快、慢车，可以收到良好效果。

2)顺浪航⾏ 由于波浪推进⽅向与船舶航⾏⽅向相同，相对速度⼩，冲击⼒也⼩。

顺浪航⾏中的主要问题，是保障舵效并克服因尾后来风来浪⽽引起的偏转。

⽅法是：加⼤车速使航速⼤于浪速，避免波浪冲击船尾，同时也提⾼了舵效。

3)横浪航⾏ 内河船舶⼀般仅在⼤风浪区作过河航⾏或回转掉头中才有这种情况，⽽在湖泊、⽔库内则可能作较长时间横浪航⾏。

横浪对于船舶航⾏的影响是很危险的，特别是当船的横摇周期与波浪周期相近时，危险更⼤，有倾覆的可能。

因此应尽可能避免作横浪航⾏。

⽅法是：采取“偏浪航⾏”，使船⾸⽅向与波峰约成30(左右夹⾓航⾏。

4)在⼤风浪中回转掉头 不论是顶浪或顺浪航⾏中，若要掉头必须谨慎。

对于河船在顺直河段以顶浪航⾏中作回转掉头较为常见。

顺直河段的风浪分布不匀，主流区浪⼤，缓流区浪⼩，上风岸浪⼩，下风岸浪⼤。

因此在顺直河段的⼤风浪中掉头，应谨慎地选择掉头时机与地点，尽可能在⼩浪区掉头，特点要注意掉⾄横浪态势时，必须是在⼩浪区。

再是要迎风掉头。

宜先减速，在进⼊⼩浪区后，为加速回转可加⼤车速。