第六章 大风浪中船舶操纵
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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。
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、流的影响,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面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象,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(a)给出了表示波形的空间坐标系,其坐标原点O位于静水时的水平面上,z为指向上方垂直于该水平面的坐标轴,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,主要包括波高、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面的最高处称为“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面的最低处称为“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,它是指从静止水平面至波峰或波谷的距离,一般用符号ζa 表示。
波高指相邻波峰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=2ζa。
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)相继通过一固定点所经历的时间,称为“波浪周期”,简称“波周期”,一般用符号T表示。
波浪的显著特点是周期性,即位移、速度、加速度,经过一定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 =2π/ω其中,ω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。
大风浪中船舶的安全操作一、大风浪对航行安全的影响船舶进入大风浪区域航行时,船舶将出现较剧烈的摇荡运动、降速、航向不稳定,以及由此引发的其他操纵方面的困难,甚至出现难以预料的危险。
主要有以下几个方面:1、大风带来的涌浪会增加船舶的航行阻力,降低航速,使船舶产生剧烈摇摆。
顶浪航行时,由于缩短了涌浪与船舶的撞击周期,使涌浪的碰撞次数增多,撞击程度加剧,增大了对船体的危害。
船长小于涌浪波长时,剧烈的纵摇会使螺旋桨露出水面空转,使船舶尾部受到强烈震动,有时会造成浆叶脱落、尾轴断裂,甚至尾壳破裂进水;船长与涌浪波长相近时,船舶有可能同时受到一个或两个波峰的作用,发生中拱或中垂现象,使船体结构变形,受到严重损伤,甚至船体断裂。
顺浪航行时,如果船速低于波速而船舶又位于波谷中,则涌浪会冲击、淹没船尾,螺旋桨和尾轴会受到损害;如果船速与波速相近而船舶又位于涌浪前部斜面或波谷中,船舶易发生偏转,使船体横对风浪,而造成船体倾斜,甲板大量上浪,对航行安全极为不利。
2、垂直于涌浪传播方向航行时,产生的横摇在船舶尚未恢复正常状态时,接着袭来的巨浪会加剧船体的倾斜,会使救生艇、救生筏、救生圈、锚及其它甲板易动物,发生绑扎松动、脱开,严重时会倒落海中;货舱内货物移动,加重船舶倾斜;如果自由液面影响加大会使其稳性(GM)值下降,严重时可导致船舶倾覆的危险。
3、由于波涛的阻力使船舶的主机工作超负荷而降速,机电设备负荷大,航海仪器、通讯设备及其它设备有可能受到损坏和出现不正常状况。
船舶在大风浪中航行,左右摇晃常达单舷二十多度甚至三十多度,前后颠簸剧烈,机电设备负荷大,特别在压载航行时,船舶吃水小,容易飞车,易发生故障。
不仅给船舶操纵带来困难,严重时船舶发主机失控状况,导致船舶发生碰撞、搁浅、触礁。
4、甲板上浪严重,加上长期浪击的剧烈震荡,甲板机械,如锚机、绞缆机、起货机等受甲板上浪的冲击力易受损;甲板上未加固好的设备会被浪冲走,有些水密道门盖被打坏,船舶局部进水。