特殊情况下的船舶操纵ppt课件

1、第六章第六章 恶劣天气下的操船恶劣天气下的操船 第一节第一节 大风浪中的船舶支配大风浪中的船舶支配第二节第二节 避离热带气旋的船舶支配避离热带气旋的船舶支配第一节第一节 大风浪中的船舶支配大风浪中的船舶支配一、波浪概述一、波浪概述二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航行时所蒙受的危害四、大风浪中的操船方法四、大风浪中的操船方法五、大风浪中掉头五、大风浪中掉头一、波浪概述一、波浪概述 1波浪的要素波浪是水质点在外力作用下所构成的动摇运动。在深水中波浪的水质点以一定的速度作轨圆运动，其波形以某一速度传播出去，而水质点本身并不随波形挪动。水质点的轨圆运动

2、方向，当处于波峰时与波的传播方向一样, 处于波谷时那么与波的传播方向相反。这种波的波峰比较峻峭，波谷比较平坦，因此称为坦谷波。表征波浪特征的几何要素见图61。波高H波形最高点与波形最低点之间的垂直间隔(m)波长两个相邻波峰或波谷间的程度间隔(m)波速C波形向前挪动的速度(m/s)波浪周期水质点每回转一次所需时间(s)，即波形向前传播一个波长所需的时间。一、波浪概述一、波浪概述 波面角波面角(wave slope angle)(wave slope angle)波形的切线与程度线间的夹角。波形的切线与程度线间的夹角。 陡度陡度(wave steepnees) (wave steepnees) 波

3、的峻峭程度波的峻峭程度=H/=H/。根据摆线实际，可以得到：根据摆线实际，可以得到：由上述公式，得到坦谷波的波速和波浪周期与波长间的如下关系：由上述公式，得到坦谷波的波速和波浪周期与波长间的如下关系： 波浪的大小和风力、风时以及海区的广度、深度有关。风力大、风时波浪的大小和风力、风时以及海区的广度、深度有关。风力大、风时长、海区广又深，那么波浪就大。有关各海区不同季节的波浪要素可从气长、海区广又深，那么波浪就大。有关各海区不同季节的波浪要素可从气候书籍和航路指南中找出。大洋中最容易产生的波浪的波长是候书籍和航路指南中找出。大洋中最容易产生的波浪的波长是8080140m140m，波周期为波周期为

4、7 710s10s最陡的波的倾斜度为最陡的波的倾斜度为1/101/10。普通为。普通为1/301/301/401/40。 ) 16(;2CgC)36()(80.02)26()/(25.12sgsmgC一、波浪概述一、波浪概述 海上波浪实践上是不规那么的，它们是由各种不同波长、波高和陡度海上波浪实践上是不规那么的，它们是由各种不同波长、波高和陡度的波组成的。经观测统计阐明，其中有的波组成的。经观测统计阐明，其中有1/101/10波的波高是平均波高的波的波高是平均波高的2 2倍，倍，称之为最大波高称之为最大波高(hw/10(hw/10；有；有1/31/3波的波高是平均波高的波的波高是平均波高的1.

5、61.6倍，称之为三倍，称之为三一平均波高或有义波高一平均波高或有义波高(hw/3(hw/3。 人们在海上目测的波高很接近有义波高。人们在海上目测的波高很接近有义波高。有义波高有义波高hw/3hw/3可以用来确定最大有义波的波长可以用来确定最大有义波的波长6464和最大能量波的波长和最大能量波的波长6565根据这两个波长可以估计出某船在该不规那么波中航行时的摇荡情况。根据这两个波长可以估计出某船在该不规那么波中航行时的摇荡情况。 3/wh60最大有义3/wh40最大能量一、波浪概述一、波浪概述2 2波形的变化波形的变化 1 1浅水区的波形变化浅水区的波形变化波浪从深海向浅海接近时，由于水质点的

6、垂直挪动受阻，水质点的运动轨波浪从深海向浅海接近时，由于水质点的垂直挪动受阻，水质点的运动轨迹将由圆形变为椭圆。同时，由于回转运动与海底之间的摩擦阻力使波速迹将由圆形变为椭圆。同时，由于回转运动与海底之间的摩擦阻力使波速降低。在浅水域中波速只随水深变化，但波浪的周期不变。因此，当波速降低。在浅水域中波速只随水深变化，但波浪的周期不变。因此，当波速减小时，波长变短，波高增大。而且海岸的倾斜越急，这种变化越猛烈。减小时，波长变短，波高增大。而且海岸的倾斜越急，这种变化越猛烈。此外，由于波谷与海底的摩擦部分的行进速度变缓，而波峰的行进较快，此外，由于波谷与海底的摩擦部分的行进速度变缓，而波峰的行进较

7、快，使波峰向前卷起，同时在行进中破碎。这种波浪俗称为开花浪，对船舶的使波峰向前卷起，同时在行进中破碎。这种波浪俗称为开花浪，对船舶的冲击力较大。冲击力较大。 一、波浪概述一、波浪概述2 2干扰引起的波形变化干扰引起的波形变化 当从大海上远处袭来的大浪与本海区相反方向的波浪相遇；或袭来的当从大海上远处袭来的大浪与本海区相反方向的波浪相遇；或袭来的波与该处的反射波相互关扰时，构成合成波，它的波速变得很小，而波高波与该处的反射波相互关扰时，构成合成波，它的波速变得很小，而波高能够添加一倍。这种波浪俗称为三角浪。对小型船舶危害较大。能够添加一倍。这种波浪俗称为三角浪。对小型船舶危害较大。 由于风向的变

8、化，使所产生的两个不同方向的波浪构成某一交角时，由于风向的变化，使所产生的两个不同方向的波浪构成某一交角时，就会发生波高作周期性变化的群波。在海上经常遇到的，周期性的就会发生波高作周期性变化的群波。在海上经常遇到的，周期性的3 3个或个或5 5个大浪，随后又出现几个小浪，就是这种群波。经过仔细察看，掌握住海个大浪，随后又出现几个小浪，就是这种群波。经过仔细察看，掌握住海浪的这个规律，就可以选择在较小的波浪时进展支配较为有利。浪的这个规律，就可以选择在较小的波浪时进展支配较为有利。二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动1 1风浪中的船舶摇摆风浪中的船舶摇摆 船舶在波浪作用下，沿着和围绕着经过船

9、重心的船舶在波浪作用下，沿着和围绕着经过船重心的X X、Y Y、Z Z轴作线运动轴作线运动和回转运动。各摇荡运动的称号为：和回转运动。各摇荡运动的称号为： X X轴轴纵荡纵荡surgingsurging和横摇和横摇rollingrolling； y y轴轴横荡横荡swayingswaying和纵摇和纵摇pitchingpitching； Z Z轴轴垂荡垂荡heavingheaving和首摇和首摇yawingyawing； 船舶在波浪中的摇荡运动，是波浪的强迫摇荡和船舶本身固有的摇船舶在波浪中的摇荡运动，是波浪的强迫摇荡和船舶本身固有的摇荡相结合的复合运动，这种摇荡运动由于遭到水阻力的阻尼作用，

10、因此是荡相结合的复合运动，这种摇荡运动由于遭到水阻力的阻尼作用，因此是逐渐衰减的。摇荡的强度取决于波面角的陡度、波浪的周期、船舶本身的逐渐衰减的。摇荡的强度取决于波面角的陡度、波浪的周期、船舶本身的摇荡周期与船舶尺度和波长的比例关系。摇荡周期与船舶尺度和波长的比例关系。 对船舶平安有要挟的摇摆是横摇、纵摇和垂荡。对船舶平安有要挟的摇摆是横摇、纵摇和垂荡。 二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动2 2横摇横摇1 1横摇摆幅横摇摆幅船舶在规那么波中的强迫横摇摆幅可以近似地用下式表示：船舶在规那么波中的强迫横摇摆幅可以近似地用下式表示： 6666式中：式中： 最大波面角，；最大波面角，； TR T

11、R船舶横摇周期船舶横摇周期s s；波浪周期波浪周期s s。 20)(1RTa0a二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动 从上式可见，船在波浪中横摇的大小，除与最大波面角有关外，主要从上式可见，船在波浪中横摇的大小，除与最大波面角有关外，主要取决于船舶本身的固有横摇周期取决于船舶本身的固有横摇周期TRTR与波浪周期与波浪周期 的比值。的比值。当当 ，即船舶的横摇周期比波浪周期小，那么船舶横摇较快，甲板与波，即船舶的横摇周期比波浪周期小，那么船舶横摇较快，甲板与波面经常坚持平行，很少上浪，但船体所受惯性力较大。面经常坚持平行，很少上浪，但船体所受惯性力较大。当当 ，即船舶的横摇周期比波浪周期大，

12、那么横摇较慢，并且与波浪，即船舶的横摇周期比波浪周期大，那么横摇较慢，并且与波浪不协调，船舷易与波浪撞击，甲板上上浪较多。不协调，船舷易与波浪撞击，甲板上上浪较多。当当 ，即二者的周期接近相等，船舶摇摆最猛烈，横摇角越摇越大，即二者的周期接近相等，船舶摇摆最猛烈，横摇角越摇越大，将会导致船舶倾覆。这种景象称为横谐摇。将会导致船舶倾覆。这种景象称为横谐摇。1RT1RT1RT二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动谐摇时的横倾角可用下式估算：谐摇时的横倾角可用下式估算： 6767 式中：式中： 最大波面角。最大波面角。2 2船舶固有的横摇周期船舶固有的横摇周期 TRTR船舶在规那么波中作小角度小于

13、船舶在规那么波中作小角度小于1515无阻尼横摇时的周期称为无阻尼横摇时的周期称为船舶固有横摇周期船舶固有横摇周期(natural rolling period)(natural rolling period)，可用下式求得：，可用下式求得：式中：式中：TRTR船舶固有横摇周期船舶固有横摇周期s s即自一舷横倾至另一舷再回到初始横即自一舷横倾至另一舷再回到初始横倾位置所需的时间；倾位置所需的时间； B B船宽船宽m m； GM GM初稳性高度初稳性高度m m； 092. 7as)86( GMBCTR0a二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动CC横摇周期系数，客船为横摇周期系数，客船为0.750

14、.850.750.85；货船为；货船为0.70.80.70.8；油船重载为；油船重载为0.70.750.70.75；油船空载为；油船空载为0.740.940.740.94；渔船为；渔船为0.760.880.760.88；估算时可简单地把估算时可简单地把C C定为定为0.80.8。各类船舶的横摇周期如表。各类船舶的横摇周期如表6 6一一1 1所示。所示。船 舶 种 类横摇周期TR (s)客 船 5001000吨69客 船 10005000吨913客 船 500010000吨1315客 船 1000030000吨1620客 船 3000050000吨2028货 船(满载)914货 船(压载)710

15、拖 轮683 3波浪遭遇周期波浪遭遇周期 TETE波浪相对于航行中的船舶的周期即波浪的遭遇周期也称作波浪波浪相对于航行中的船舶的周期即波浪的遭遇周期也称作波浪视周期视周期TETE。船舶在海上航行时，设其前进方向与波浪来向成一夹角，该。船舶在海上航行时，设其前进方向与波浪来向成一夹角，该夹角称为遭遇浪向角夹角称为遭遇浪向角 。顶浪时。顶浪时 =0 =0；顺浪时；顺浪时 =180 =180；横浪时；横浪时 =90 =90。如图如图6262所示。所示。上图表示船在波浪中航行的普通形状。直线上图表示船在波浪中航行的普通形状。直线ABAB表示以速度表示以速度C C传播的波峰，传播的波峰，船以速度船以速度

16、V V并与波浪传播方向成角航行。并与波浪传播方向成角航行。二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动 这时，波峰相对船的传播速度即波的表观传播速度船上察看者所看这时，波峰相对船的传播速度即波的表观传播速度船上察看者所看到的波传播速度到的波传播速度VEVE为：为：VE= C+Vcos (69) VE= C+Vcos (69) 显然，波浪的遭遇周期显然，波浪的遭遇周期TETE为为式中：式中：波长波长m m；CC波速波速(m/s)(m/s) )106(cosVCVTEE二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动4 4减轻横摇的措施减轻横摇的措施 当般舶在波浪中发生

17、横摇谐振运动时，摇摆加剧，如不采取减摇措施，当般舶在波浪中发生横摇谐振运动时，摇摆加剧，如不采取减摇措施，将危及船舶的平安。从操船角度出发，减摇措施有：将危及船舶的平安。从操船角度出发，减摇措施有： 1 1调整船舶的固有横摇周期调整船舶的固有横摇周期 船舶确定航线后，可根据本航次中各海区季节能够经常遭遇的波浪周船舶确定航线后，可根据本航次中各海区季节能够经常遭遇的波浪周期，于配载时选择较为适宜的船舶摇摆周期，避开谐振区：期，于配载时选择较为适宜的船舶摇摆周期，避开谐振区： TR/ TE 0.7 TR/ TE 1.3TR/ TE 1.3611611根据式根据式6767避开谐振的要求，当波长为避开

18、谐振的要求，当波长为100100220m220m，其相应的波浪周，其相应的波浪周期约为期约为8 812s12s时，那么船舶的周期应调整到小于时，那么船舶的周期应调整到小于6 s6 s或大于或大于14s14s，就不会发，就不会发生谐振了。生谐振了。二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动2 2改动航向和速度，调理波浪遭遇周期改动航向和速度，调理波浪遭遇周期由式由式6 6一一1010可见，改动船速或遭遇浪向角或者同时改动船速与遭遇浪可见，改动船速或遭遇浪向角或者同时改动船速与遭遇浪向角，就能改动波浪的遭遇周期，防止谐振运动。这种方法对于航行中的向角，就能改动波浪的遭遇周期，防止谐振运动。这种方法对

19、于航行中的船舶是简便而有效的。船舶是简便而有效的。当当 =90 =90或或270270，即正横受浪时，即正横受浪时，TR =TETR =TE，此时改动船速对波浪遭遇周期，此时改动船速对波浪遭遇周期无影响；只需改动航向才干获得减轻横摇的效果。无影响；只需改动航向才干获得减轻横摇的效果。二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动3 3纵摇与垂荡纵摇与垂荡 纵向受浪时，由于船舶的纵摇质量惯矩和水的阻尼力矩很大，同时纵纵向受浪时，由于船舶的纵摇质量惯矩和水的阻尼力矩很大，同时纵向稳性也较大，所以在波浪的作用下产生的纵摇摆幅比横摇的小，纵倾角向稳性也较大，所以在波浪的作用下产生的纵摇摆幅比横摇的小，纵倾角

20、普通不超越最大波面角。普通不超越最大波面角。 当波浪经过船体时，随着浮力的周期变化，使船体作上升和下降的垂当波浪经过船体时，随着浮力的周期变化，使船体作上升和下降的垂荡运动，波高越大，垂荡越猛烈。上下运动时水对运动的阻力很大，使运荡运动，波高越大，垂荡越猛烈。上下运动时水对运动的阻力很大，使运动很快衰减。动很快衰减。 二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动1 1纵摇周期与纵摇振幅纵摇周期与纵摇振幅般舶的纵摇周期可用以下近似公式估算。般舶的纵摇周期可用以下近似公式估算。(612)(612)式中：式中：TPTP船舶纵摇周期船舶纵摇周期5 5： L L一船长一船长m m； CP CP纵摇周期系数，

21、客船为纵摇周期系数，客船为0.450.450.550.55，客货船为客货船为0.540.540.640.64，货船为，货船为0.540.540.720.72，油船尾机为油船尾机为0.800.910.800.91。规那么波中的相对纵摇振幅规那么波中的相对纵摇振幅纵摇振幅与最大波面角之比与纵摇振幅与最大波面角之比与TP/TETP/TE、FrFr、 /L /L三者的关系如图三者的关系如图6363所示。所示。LCTPP二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动从图中可见：从图中可见：1 1船长与波长的关系对船舶相对纵摇振幅有决议性影响。船长与波长的关系对船舶相对纵摇振幅有决议性影响。L L1.5 1.5

22、 时，时，相对纵摇振幅小于相对纵摇振幅小于0 04 4，纵摇角较小。船长越大，越趋平稳。，纵摇角较小。船长越大，越趋平稳。L L ，相对，相对纵摇振幅急剧增大，正如小船遇长波，船舶纵摇很大，不论船速如何，无纵摇振幅急剧增大，正如小船遇长波，船舶纵摇很大，不论船速如何，无法防止。法防止。2 2船舶的纵摇周期与波浪的遭遇周期的关系对于船舶相对纵摇振幅的船舶的纵摇周期与波浪的遭遇周期的关系对于船舶相对纵摇振幅的影响，现实上也一定程度程度上反映了船长与波长之间关系的影响，而且，影响，现实上也一定程度程度上反映了船长与波长之间关系的影响，而且，也反映出船速或傅汝德数的影响。当也反映出船速或傅汝德数的影响

23、。当TP/TE=1TP/TE=1时，相对纵摇振幅并不是各时，相对纵摇振幅并不是各曲线的最大值，要想有较低的相对纵摇振幅，各曲线均要求有较高的曲线的最大值，要想有较低的相对纵摇振幅，各曲线均要求有较高的TP/TETP/TE值。从本质上看，这也就要求具有船较长、波较短的条件。船舶顶值。从本质上看，这也就要求具有船较长、波较短的条件。船舶顶浪航行，当船速一定时，总的趋势是相对纵摇摆振随浪航行，当船速一定时，总的趋势是相对纵摇摆振随TP/TETP/TE的增大而降低。的增大而降低。二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动(3(3船速对船舶相对纵摇振幅的影响。由于船速用佛汝德数船速对船舶相对纵摇振幅的影响

24、。由于船速用佛汝德数FrFr表示当表示当中也包含船长要素在内，所以当船速一样时，较长的船具有较小的中也包含船长要素在内，所以当船速一样时，较长的船具有较小的FrFr和较和较高的高的TP/TETP/TE，相对纵摇振幅也将相应的降低。海上航行对操船者来说，船，相对纵摇振幅也将相应的降低。海上航行对操船者来说，船长和波浪均为客观给定的条件，可以调整的对象仅船速和航向而已。猛烈长和波浪均为客观给定的条件，可以调整的对象仅船速和航向而已。猛烈的纵摇容易产生拍底和甲板上浪景象，适当降低船速，可缓解上述不利要的纵摇容易产生拍底和甲板上浪景象，适当降低船速，可缓解上述不利要素。素。4 4THTHTETE对垂荡

25、运动振幅也有影响；但由于垂荡运动与纵摇一样也具对垂荡运动振幅也有影响；但由于垂荡运动与纵摇一样也具有高阻尼性，故有高阻尼性，故THTHTETE的影响是随阻尼大小而变化的，也随船速不同而不的影响是随阻尼大小而变化的，也随船速不同而不同。普通说来，在船长波短船速较高的条件下，同。普通说来，在船长波短船速较高的条件下，THTHTETE处于处于0.80.8附近将出附近将出现较大的相对垂荡振幅。然而毕竟垂荡运动是高阻尼的，所以即使出现垂现较大的相对垂荡振幅。然而毕竟垂荡运动是高阻尼的，所以即使出现垂荡谐振也不会有很高的相对垂荡振幅。荡谐振也不会有很高的相对垂荡振幅。二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运

26、动2 2垂荡周期与垂荡振幅垂荡周期与垂荡振幅 船舶的垂荡周期可用以下近似公式估算：船舶的垂荡周期可用以下近似公式估算： 式中：式中：THTH船舶垂荡周期船舶垂荡周期s s； d d船舶平均吃水船舶平均吃水m m。 )136(4 . 2dTH 船舶的垂荡周期和纵摇周期很接近，后者稍大于前者。普通船舶均船舶的垂荡周期和纵摇周期很接近，后者稍大于前者。普通船舶均具有具有TRTPTHTRTPTH的关系，后二者约为前者的一半。垂荡运动的强迫位移为：的关系，后二者约为前者的一半。垂荡运动的强迫位移为：式中：式中： 有效波高系数，是由有效波高系数，是由 /L /L决议的，它和垂荡运动的强迫力系决议的，它和垂

27、荡运动的强迫力系数相当；数相当； h h 1/21/2波高；波高； 倍率系数，取决于垂荡频倍率系数，取决于垂荡频率与波长之比率与波长之比 。 如式如式6 6一一1414所示，垂荡运动所示，垂荡运动是由波高是由波高h h与与 即即TH/TETH/TE之比来之比来决议的，波高越大，垂荡越猛烈。决议的，波高越大，垂荡越猛烈。如图如图6464二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动)146( hhhZkkhh二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动由图由图6464可得到：可得到：1 1垂荡运动振幅与波高成正比，波越高，垂荡振幅越大。垂荡运动振幅与波高成正比，波越高，垂荡振幅越大。2 2垂荡运动振幅受有

28、效波高系数影响极大。值大体上与垂荡运动强迫垂荡运动振幅受有效波高系数影响极大。值大体上与垂荡运动强迫力系数相当，当时不论其他条件如何，甚至即使出现谐振，垂荡振幅依然力系数相当，当时不论其他条件如何，甚至即使出现谐振，垂荡振幅依然很小；当很小；当 时，相对垂荡振幅将逐渐增大，也就是说在波长船时，相对垂荡振幅将逐渐增大，也就是说在波长船短的情况下不可防止地出现随波垂荡的情况。短的情况下不可防止地出现随波垂荡的情况。4/3/L二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动3 3船舶垂荡相对振幅也受船速的影响。当船舶垂荡相对振幅也受船速的影响。当 时，船速的影时，船速的影响较小；当响较小；当 时，船速越高，

29、垂荡越猛烈。因此，当波长船短时时，船速越高，垂荡越猛烈。因此，当波长船短时适当降速将大大缓解船舶垂荡的猛烈程度。适当降速将大大缓解船舶垂荡的猛烈程度。4 4THTHTETE对垂荡运动振幅也有影响；但由于垂荡运动与纵摇一样也具对垂荡运动振幅也有影响；但由于垂荡运动与纵摇一样也具有高阻尼性，故有高阻尼性，故THTHTETE的影响是随阻尼大小而变化的，也随船速不同而不的影响是随阻尼大小而变化的，也随船速不同而不同。普通说来，在船长波短船速较高的条件下，同。普通说来，在船长波短船速较高的条件下，THTHTETE处于处于0.80.8附近将出附近将出现较大的相对垂荡振幅。然而毕竟垂荡运动是高阻尼的，所以即

30、使出现垂现较大的相对垂荡振幅。然而毕竟垂荡运动是高阻尼的，所以即使出现垂荡谐振也不会有很高的相对垂荡振幅。荡谐振也不会有很高的相对垂荡振幅。4/3/L1/L二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动3 3船舶在不规那么波中的纵摇情况船舶在不规那么波中的纵摇情况 船舶在不规那么波中顶浪前进，它相当于遭遇一系列波长变化的规那船舶在不规那么波中顶浪前进，它相当于遭遇一系列波长变化的规那么波的作用，这时不再适用谐摇的概念，而需用临界形状的概念来阐明船么波的作用，这时不再适用谐摇的概念，而需用临界形状的概念来阐明船舶的摇摆情况。舶的摇摆情况。 当船舶的纵摇周期当船舶的纵摇周期TRTR和波浪和波浪TETE相

31、等时，将发生谐摇。如知船舶的航行相等时，将发生谐摇。如知船舶的航行速度，那么根据式速度，那么根据式6 6一一2 2和和6 6一一1111可推算出谐摇波长可推算出谐摇波长 根据谐摇波长和船长的关系，可以确定船舶所处的临界形状，从而判根据谐摇波长和船长的关系，可以确定船舶所处的临界形状，从而判别船舶的摇荡情况。别船舶的摇荡情况。二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动1 1亚临界区域亚临界区域 船舶以某一速度航行，当谐摇波长小于船舶以某一速度航行，当谐摇波长小于3/43/4船长时，该船处于亚临界船长时，该船处于亚临界区域，这一速度相当于低速。此时，纵摇和垂荡都比较缓和，甲板枯燥。区域，这一速度相当

32、于低速。此时，纵摇和垂荡都比较缓和，甲板枯燥。不产生砰击。不产生砰击。2 2超临界区域超临界区域 当谐摇波长大于最大有义时，该船处于超临界区域，船舶的纵摇和垂当谐摇波长大于最大有义时，该船处于超临界区域，船舶的纵摇和垂荡中等。这相当于中速货船在小波中航行，或快艇顶着中等海浪航行的情荡中等。这相当于中速货船在小波中航行，或快艇顶着中等海浪航行的情况。但在大浪中普通商船难以到达这么高的速度。况。但在大浪中普通商船难以到达这么高的速度。 二、船在波浪中的运动二、船在波浪中的运动3 3临界区域临界区域 当谐摇波长介于船长和最大能量波长最大能量之间时，该船处于临当谐摇波长介于船长和最大能量波长最大能量之

33、间时，该船处于临界区域。此时，船舶的纵摇和垂荡都非常严重，能够出现剧烈的拍底和上界区域。此时，船舶的纵摇和垂荡都非常严重，能够出现剧烈的拍底和上浪。一切船舶都有能够处于临界区域。为了减轻摇荡，须避开临界区域，浪。一切船舶都有能够处于临界区域。为了减轻摇荡，须避开临界区域，其有效的方法是将船速降低到坚持舵效的速度。其有效的方法是将船速降低到坚持舵效的速度。 根据以上临界形状的划分，我们可以根据遭遇的波浪要素来判别顶根据以上临界形状的划分，我们可以根据遭遇的波浪要素来判别顶浪航行时船舶的摇荡情况。浪航行时船舶的摇荡情况。三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航行时所蒙受的危害1.1.横向受浪时

34、所产生的危害横向受浪时所产生的危害横向受浪航行中，船舶容易出现横谐摇的情况，由于船舶的猛烈的横摇，横向受浪航行中，船舶容易出现横谐摇的情况，由于船舶的猛烈的横摇，将产生以下危害：将产生以下危害：(1)(1)产生过大的横摇角；产生过大的横摇角；(2)(2)舷侧容易上浪；舷侧容易上浪；(3)(3)由于横摇加速度增大，容易引起货物挪动和添加自在液面的冲击力；由于横摇加速度增大，容易引起货物挪动和添加自在液面的冲击力；(4)(4)呵斥人员不适，船用仪器运用不便，船体构造容易受损，增大船舶倾呵斥人员不适，船用仪器运用不便，船体构造容易受损，增大船舶倾覆的危险。覆的危险。三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、

35、大风浪中航行时所蒙受的危害2.2.纵向受浪时产生的危害纵向受浪时产生的危害1 1拍底拍底slammingslamming在猛烈的纵摇和垂荡中，当船首升起后下落而与波的向上运动相撞击时产在猛烈的纵摇和垂荡中，当船首升起后下落而与波的向上运动相撞击时产生的景象，称为拍底。它使船首底部，甚至在整个首垂线后生的景象，称为拍底。它使船首底部，甚至在整个首垂线后1 14 4船长区域船长区域和波浪外表发生冲击，产生很大的应力，将导致首部构造的损伤。拍底时和波浪外表发生冲击，产生很大的应力，将导致首部构造的损伤。拍底时船体发生猛烈的振动。船体发生猛烈的振动。容易产生拍底的条件有：容易产生拍底的条件有： /L1

36、 /L1遇到与船长相当的波长时会产生猛烈的拍底。海上的波长在遇到与船长相当的波长时会产生猛烈的拍底。海上的波长在8080140m140m之间，因此，如船长在这个范围内，那么易发生拍底。之间，因此，如船长在这个范围内，那么易发生拍底。三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航行时所蒙受的危害(2) d/L(2) d/L5%5%。吃水与船长之比值小时。吃水与船长之比值小时易产生拍底。普通空船时拍底严重，易产生拍底。普通空船时拍底严重，2/32/3载以上那么不易发生拍底见图载以上那么不易发生拍底见图6 6一一5 5。(3) (3) 船速是产生拍底的重要要素，根据船速是产生拍底的重要要素，根据Leh

37、manLehman的研讨，当的研讨，当FrFr处于处于0.14 0.210.14 0.21范范围内时容易产生拍底。围内时容易产生拍底。(4) (4) 方形系数及棱形系数大的船，冲击力也大。方形系数及棱形系数大的船，冲击力也大。U U型船首比型船首比V V型船首蒙受拍型船首蒙受拍击的次数多，强度也大。击的次数多，强度也大。 依上所述，为了减少拍底，应：坚持船首吃水大于依上所述，为了减少拍底，应：坚持船首吃水大于1/21/2满载吃水；满载吃水；防止纵摇和垂荡的谐振；减速，坚持船速在防止纵摇和垂荡的谐振；减速，坚持船速在Fn=0.1Fn=0.1左右。左右。三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航

38、行时所蒙受的危害2 2甲板上浪甲板上浪ship water on deckship water on deck 打在甲板上的海水可看作是自在液面对稳性的影响，严寒时还有结冰打在甲板上的海水可看作是自在液面对稳性的影响，严寒时还有结冰的危险。同时浪的作用还会使甲板设备、上层建筑直接蒙受破坏。特别是的危险。同时浪的作用还会使甲板设备、上层建筑直接蒙受破坏。特别是装有甲板货时，易呵斥货物挪动，危及船舶的平安。装有甲板货时，易呵斥货物挪动，危及船舶的平安。甲板上浪与船首干舷高度、船速及相对波高甲板上浪与船首干舷高度、船速及相对波高 /L /L有关。船首干舷有关。船首干舷越低，船速越大，波高越高，甲板上

39、浪也越厉害。越低，船速越大，波高越高，甲板上浪也越厉害。 为了减少甲板上浪，首先要降低船速；其次是选择尽能够缓解摇摆的为了减少甲板上浪，首先要降低船速；其次是选择尽能够缓解摇摆的航向。降速的幅度应根据本船吨位、载况、种类、海况及船舶的技术情况航向。降速的幅度应根据本船吨位、载况、种类、海况及船舶的技术情况加以决议。表加以决议。表6-26-2可作为自主降速的参考。可作为自主降速的参考。3/wh三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航行时所蒙受的危害 顺浪航行中，当船尾堕入比船速快的波谷时，浪打上船尾甲板，称为顺浪航行中，当船尾堕入比船速快的波谷时，浪打上船尾甲板，称为尾淹。此时，船与波的相对

40、速度很小，波经过船的时间较长，打上海水的尾淹。此时，船与波的相对速度很小，波经过船的时间较长，打上海水的时机就多。当船处于追波的前倾斜面时，会出现航向不稳定形状，甚至忽时机就多。当船处于追波的前倾斜面时，会出现航向不稳定形状，甚至忽然产生首摇而横于波浪中，即所谓打横然产生首摇而横于波浪中，即所谓打横broachingbroaching此时，一瞬间产此时，一瞬间产生很大的横倾，袭来的波浪打到船上便会使船堕入非常危险的境地。顺浪生很大的横倾，袭来的波浪打到船上便会使船堕入非常危险的境地。顺浪中如出现这种情况，而不果断采取变速措施，使船速与波速产生差别，就中如出现这种情况，而不果断采取变速措施，使船

41、速与波速产生差别，就很难防止危险。很难防止危险。船舶种类拍击限制上浪限制油船、散货船34次5次普通货船34次5次滚装船、渡船45次三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航行时所蒙受的危害4 4螺旋浆空转螺旋浆空转racingracing 猛烈的纵摇和垂荡会使螺旋桨的一部分或全部周期性地显露水面，猛烈的纵摇和垂荡会使螺旋桨的一部分或全部周期性地显露水面，发生螺旋桨空转现发生螺旋桨空转现象，俗称打空车。空转时，螺旋桨效率显著下降，船速下降，螺旋桨、轴象，俗称打空车。空转时，螺旋桨效率显著下降，船速下降，螺旋桨、轴系和船体产生很大的震动，同时使它们遭到很大的冲击应力，随时有能够系和船体产生很大的

42、震动，同时使它们遭到很大的冲击应力，随时有能够受损。空船形状更容易产生空转景象。受损。空船形状更容易产生空转景象。 为了减轻空转景象和防止桨叶等受损，应坚持桨叶没入水中为了减轻空转景象和防止桨叶等受损，应坚持桨叶没入水中202030%30%轴的螺旋桨直径，轴的螺旋桨直径，当出现空转时，可及时调整航向和速度以减轻船舶摇荡。当出现空转时，可及时调整航向和速度以减轻船舶摇荡。三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航行时所蒙受的危害3.3.大风浪航行的预备任务大风浪航行的预备任务 航行中的船舶应经常处于适航形状。当预测到将有大风浪降暂时，必航行中的船舶应经常处于适航形状。当预测到将有大风浪降暂时，

43、必需采取相应措施。需采取相应措施。检查并保证做好以下任务：检查并保证做好以下任务：1 1保证水密保证水密 1 1检查甲板开口封锁的水密性，必要时进展加固。检查甲板开口封锁的水密性，必要时进展加固。 2 2检查各水密门能否良好，不需用的一概封锁拴紧。检查各水密门能否良好，不需用的一概封锁拴紧。 3 3将通风口封锁，并加盖防水布。将通风口封锁，并加盖防水布。 4 4天窗和舷窗都要盖好，并旋紧铁盖。天窗和舷窗都要盖好，并旋紧铁盖。 5 5锚链管盖好，防止海水灌进链舱。锚链管盖好，防止海水灌进链舱。 三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航行时所蒙受的危害2 2排水畅通排水畅通 1 1检查排水管系

44、、抽水机、分路阀等，保证处于良好任务形状。检查排水管系、抽水机、分路阀等，保证处于良好任务形状。 2 2清洁污水沟井，保证黄蜂巢畅通。清洁污水沟井，保证黄蜂巢畅通。 3 3甲板上的排水孔应坚持畅通；甲板上的排水孔应坚持畅通；3 3绑牢活动物绑牢活动物 1 1吊货设备、主锚、备锚，舷梯、救生艇筏以及一切未固定的甲板吊货设备、主锚、备锚，舷梯、救生艇筏以及一切未固定的甲板物件都要绑牢。物件都要绑牢。 2 2散装货及烧煤要扒平。散装货及烧煤要扒平。 3) 3)各水舱及燃油舱应尽能够注满或抽空，以减少自在液面。各水舱及燃油舱应尽能够注满或抽空，以减少自在液面。 4) 4)舱内或甲板装有重件货物时，应仔

45、细检查加固，必要时加固绑扎。舱内或甲板装有重件货物时，应仔细检查加固，必要时加固绑扎。 三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航行时所蒙受的危害4 4做好应急预备做好应急预备 1 1保证驾驶台和机舱、船首、舵机室在紧急情况下通讯联络畅通。保证驾驶台和机舱、船首、舵机室在紧急情况下通讯联络畅通。 2 2检查应急电机、天线、舵设备等处于良好形状。检查应急电机、天线、舵设备等处于良好形状。 3 3保证消防和堵漏设备随时可用。保证消防和堵漏设备随时可用。 4 4保证人身平安，如拉扶手绳、甲板铺砂等。保证人身平安，如拉扶手绳、甲板铺砂等。 5 5加强全船巡视检查，勤测各液体舱及污水沟等。加强全船巡视

46、检查，勤测各液体舱及污水沟等。5 5空船压载空船压载 空船在大风浪中有很多不利之处，例如：风压增大了倾侧力矩，保向空船在大风浪中有很多不利之处，例如：风压增大了倾侧力矩，保向性下降，拍底增大，空转加剧，失速严重，易发生横摇谐振等等为确保性下降，拍底增大，空转加剧，失速严重，易发生横摇谐振等等为确保航行平安，应进展适当的压载，以提高船舶抗风浪的才干和改善船舶的性航行平安，应进展适当的压载，以提高船舶抗风浪的才干和改善船舶的性能。能。三、大风浪中航行时所蒙受的危害三、大风浪中航行时所蒙受的危害 空船压载量可参考以下数字：空船压载量可参考以下数字：夏季：为夏季满载排水量的夏季：为夏季满载排水量的50

47、%50%；冬季：为夏季满载排水量的冬季：为夏季满载排水量的53%53%； 在吃水差方面，既要防止空转，又要减轻拍底，普通以尾倾吃水差在吃水差方面，既要防止空转，又要减轻拍底，普通以尾倾吃水差1 15 52 20m0m较为理想。较为理想。 货船上压载，除利用压载舱和深水舱之外，还可以选择首尾宽度较窄货船上压载，除利用压载舱和深水舱之外，还可以选择首尾宽度较窄的舱，如有轴遂的尾舱就更好。压载时，要留意减小自在液面的影响，还的舱，如有轴遂的尾舱就更好。压载时，要留意减小自在液面的影响，还要保证排灌畅通。要保证排灌畅通。四、大风浪中的操船方法四、大风浪中的操船方法 如前所述，船舶在大风浪中航行，不论与

48、风浪处于何种相对位置，都如前所述，船舶在大风浪中航行，不论与风浪处于何种相对位置，都会给船舶带来困难。例如，横浪中，由于船舶的横摇周期和波浪的周期很会给船舶带来困难。例如，横浪中，由于船舶的横摇周期和波浪的周期很接近，容易丧失横稳性，此时，改动速度也无济于事。因此不得不采取顶接近，容易丧失横稳性，此时，改动速度也无济于事。因此不得不采取顶浪航行。顶浪时，巨浪的冲击将会呵斥拍底、甲板上浪和打空转而损坏船浪航行。顶浪时，巨浪的冲击将会呵斥拍底、甲板上浪和打空转而损坏船体、设备、舵和螺旋桨。假设为缓和浪的冲击而改作顺浪航行时，又将出体、设备、舵和螺旋桨。假设为缓和浪的冲击而改作顺浪航行时，又将出现大

49、浪淹尾，舵效极度下降而被打横，依然非常危险。现大浪淹尾，舵效极度下降而被打横，依然非常危险。 因此，必需采取措施，减轻船舶的摇摆；缓和波浪的冲击，以等待海因此，必需采取措施，减轻船舶的摇摆；缓和波浪的冲击，以等待海面恢复安静，或采取积极手段，尽早驶离大风浪海区。面恢复安静，或采取积极手段，尽早驶离大风浪海区。 宽广海员从大风浪操船的实际中总结出以下三种方法可供参考。船舶宽广海员从大风浪操船的实际中总结出以下三种方法可供参考。船舶可以根据本船的船型、稳性、吃水、货载和海域等条件，择一而用。可以根据本船的船型、稳性、吃水、货载和海域等条件，择一而用。四、大风浪中的操船方法四、大风浪中的操船方法1

50、1滞航滞航heave toheave to 以能坚持舵效的最小速度将风浪放在船首以能坚持舵效的最小速度将风浪放在船首2 23 3罗经点的方位上迎浪前罗经点的方位上迎浪前进的方法，称为滞航。这时的船舶实践上是处于缓进或不进，甚至是微退进的方法，称为滞航。这时的船舶实践上是处于缓进或不进，甚至是微退的形状。而航向将随着风向的改动需不断地调整。的形状。而航向将随着风向的改动需不断地调整。 这种方法可以减轻波浪对船首的冲击和甲板上浪，使船滞留在原地附这种方法可以减轻波浪对船首的冲击和甲板上浪，使船滞留在原地附近，以等待海况的好转。对于下风侧海域不大富余，船长较长，船首干舷近，以等待海况的好转。对于下风

51、侧海域不大富余，船长较长，船首干舷较高的船采用此法最为有利。滞航中要根据风浪的情况选择最正确的风浪较高的船采用此法最为有利。滞航中要根据风浪的情况选择最正确的风浪舷角，以减轻船舶的摇摆。并根据风浪的变化及时调整航速，保证有足够舷角，以减轻船舶的摇摆。并根据风浪的变化及时调整航速，保证有足够的舵效，以免被打成横浪。的舵效，以免被打成横浪。四、大风浪中的操船方法四、大风浪中的操船方法2 2顺浪顺浪scuddingscudding 顺浪航行时，波浪与船的相对速度较小，可以大大减弱波浪对船体的顺浪航行时，波浪与船的相对速度较小，可以大大减弱波浪对船体的冲击。滞航中经不起波浪袭击的船舶，宜改用顺航。顺航

52、的船舶由于纵荡冲击。滞航中经不起波浪袭击的船舶，宜改用顺航。顺航的船舶由于纵荡的缘由可以坚持相当的速度，有利于摆脱大风浪海域或台风中心。的缘由可以坚持相当的速度，有利于摆脱大风浪海域或台风中心。 要留意，船长与波长相近，船速又与波速接近时，那么极易发生尾淹要留意，船长与波长相近，船速又与波速接近时，那么极易发生尾淹及打横等非常危险的景象，波长大大超越船长或小于船长时，船舶都能平及打横等非常危险的景象，波长大大超越船长或小于船长时，船舶都能平稳地航行。因此，当遇到不利情况时，应果断地改动船速，使两者的速度稳地航行。因此，当遇到不利情况时，应果断地改动船速，使两者的速度产生差别，并选择产生差别，并

53、选择1 12 2罗经点的受浪角，以减轻尾淹和打横的景象。罗经点的受浪角，以减轻尾淹和打横的景象。尾突出、舵面积较小的船，在顺浪中不易坚持航向，可采用在船尾曳其他尾突出、舵面积较小的船，在顺浪中不易坚持航向，可采用在船尾曳其他物件如大缆等来提高保向性。物件如大缆等来提高保向性。四、大风浪中的操船方法四、大风浪中的操船方法3 3漂滞漂滞lie tolie to 船舶停顿主机随风浪漂流，称为漂滞。主机或舵损坏将被迫漂滞，滞船舶停顿主机随风浪漂流，称为漂滞。主机或舵损坏将被迫漂滞，滞航中不能顶浪或顺航中保向性差或船体衰老的船，可以自动采用漂滞的方航中不能顶浪或顺航中保向性差或船体衰老的船，可以自动采用

54、漂滞的方法。法。 漂滞中，波浪对船体的冲击力大为减小，甲板上浪不多。只需船舶坚漂滞中，波浪对船体的冲击力大为减小，甲板上浪不多。只需船舶坚持水密，有足够的稳性，就可以渡过大风浪。持水密，有足够的稳性，就可以渡过大风浪。五、大风浪中掉头五、大风浪中掉头 大风浪中掉头，当船身转至横浪时，假设回转引起的横倾角与波浪的大风浪中掉头，当船身转至横浪时，假设回转引起的横倾角与波浪的横倾角相位一致，那么过大的横倾将危及船舶的平安。并且横向受浪时，横倾角相位一致，那么过大的横倾将危及船舶的平安。并且横向受浪时，容易出现横摇谐振，就越加危险。因此必需谨慎支配。容易出现横摇谐振，就越加危险。因此必需谨慎支配。掉头

55、时应掌握：掉头时应掌握：1 1等待较安静的海面来到。海浪大小的变化是有规律的，普通情况下，等待较安静的海面来到。海浪大小的变化是有规律的，普通情况下，连着三四个大浪之后，必接七八个小浪，俗称三大八小。要利用这个规律，连着三四个大浪之后，必接七八个小浪，俗称三大八小。要利用这个规律，使船舶在海面较安静时掉头。使船舶在海面较安静时掉头。2 2开场时慢速中舵开场时慢速中舵1515左右，掉头过程中适时运用快车满舵。这样可左右，掉头过程中适时运用快车满舵。这样可以使前冲惯性小，减小船舶转向中的横倾角，同时保证舵效，缩短掉头时以使前冲惯性小，减小船舶转向中的横倾角，同时保证舵效，缩短掉头时间。间。 五、大

56、风浪中掉头五、大风浪中掉头3 3从顶浪转向顺浪时，转向应在较安静海面到来之前开场，以求较安静从顶浪转向顺浪时，转向应在较安静海面到来之前开场，以求较安静海面降暂时正好转到横浪。以后可配合主机突进，用满舵，加速完成后半海面降暂时正好转到横浪。以后可配合主机突进，用满舵，加速完成后半圈掉转。圈掉转。4 4从顺浪转向顶浪比较危险，必先降速减低惯性冲力，等待时机，以求从顺浪转向顶浪比较危险，必先降速减低惯性冲力，等待时机，以求后半段掉转在较安静的海面进展。后半段旋转应尽能够迅速，否那么大浪后半段掉转在较安静的海面进展。后半段旋转应尽能够迅速，否那么大浪来到便难以转向顶浪，为此，可根据情况采用主机突进的

57、措施，以添加舵来到便难以转向顶浪，为此，可根据情况采用主机突进的措施，以添加舵效，加速掉转。效，加速掉转。 由于判别错误在旋转中遇到大浪降临而处于困难境地时，切勿强行掉由于判别错误在旋转中遇到大浪降临而处于困难境地时，切勿强行掉转，可选择与波浪的适当相位，等待时机，再次掉头。此时，切忌急速回转，可选择与波浪的适当相位，等待时机，再次掉头。此时，切忌急速回舵，防止倾覆。舵，防止倾覆。第二节第二节 避离热带气旋的船舶支配避离热带气旋的船舶支配一、船舶在热带气旋中相对位置的判别一、船舶在热带气旋中相对位置的判别二、船舶在热带气旋不同相对位置中的避离支配二、船舶在热带气旋不同相对位置中的避离支配一、船

58、舶在热带气旋中相对位置的判别一、船舶在热带气旋中相对位置的判别 在地球的北半球水域内，台风圈的右半圆其风雨波浪较左半圆为猛烈，在地球的北半球水域内，台风圈的右半圆其风雨波浪较左半圆为猛烈，这是由于低气压气旋逆时针旋转与其本身的前进运动相叠加而呵斥的。朝这是由于低气压气旋逆时针旋转与其本身的前进运动相叠加而呵斥的。朝台风前进方向看去，操船者常称台风的右半圆为危险半圆，并将左半圆称台风前进方向看去，操船者常称台风的右半圆为危险半圆，并将左半圆称为可航半圆。在南半球水域内，低气压气旋为顺时针旋转，故北半球相反，为可航半圆。在南半球水域内，低气压气旋为顺时针旋转，故北半球相反，称右半圆为可航半圆称右半

59、圆为可航半圆navigable semicirclenavigable semicircle，而称左半圆为危险半圆，而称左半圆为危险半圆dangerous semicirciledangerous semicircile。 一、船舶在热带气旋中相对位置的判别一、船舶在热带气旋中相对位置的判别 航行在台风区的船舶，只需在确实掌握台风的动态和本船所处台风的航行在台风区的船舶，只需在确实掌握台风的动态和本船所处台风的部位之后，才干据以采取有效措施避开台风中心。从气候变化来看，在北部位之后，才干据以采取有效措施避开台风中心。从气候变化来看，在北半球操船者应该明确的是，风向右转时本船处于右半圆，风向左转

60、时本船半球操船者应该明确的是，风向右转时本船处于右半圆，风向左转时本船处于左半圆，风向无明显变化时本船那么处于台风进路附近；气压降低时处于左半圆，风向无明显变化时本船那么处于台风进路附近；气压降低时本船处于台风的前面，而大气压升高时本船那么处于台风的后面；无风而本船处于台风的前面，而大气压升高时本船那么处于台风的后面；无风而大气压显示最低值，甚至可见晴天而海面为相当高的三角浪的情况，那么大气压显示最低值，甚至可见晴天而海面为相当高的三角浪的情况，那么阐明本船已处于台风眼内。阐明本船已处于台风眼内。二、船舶在热带气旋不同相对位置中的避二、船舶在热带气旋不同相对位置中的避离支配离支配1 1避台本卷