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试论汽车船在大风浪中的操纵 试论汽车船在大风浪中的操纵 特大型船舶操纵和船舶安全与管理论文集 试论汽车船在大风浪中的操纵 （中远航运股份有限公司广州市环市东路４１２号５１００６１） 摘要：随着我国汽车工业的不断发展，汽车物流也发生了极大的变化，从公路运输、铁路运输发展到海上运输． 这样。专门从事汽车运输的船舶——汽车船就应运而生。本文通过分析汽车船结构特点和影响汽车船安全航行因素，探讨汽车船在大风浪中的操纵，保证船舶的航行安全。 关键词：汽车船ｔ大风浪?操纵 汽车船与其它货运船舶相比，在设计与建造上，有其显著的特点，使船舶适航性受到一定的局限，尤其在大风浪中对船舶操纵直接影响船舶的航行安全。 ２汽车船结构特点 ２．１吃水小、型宽大 汽车船吃水小，又有高大的上层建筑，小的汽车船有仁５层汽车舱，大的汽车船有十几层汽车舱，其受风面积是同吨位货船的三倍，从而影响船舶操纵的灵活性。 ２．２没有横向舱壁 汽车船设计一般采用纵骨架式结构，不设置横舱壁，其优点是方便汽车进出，缺点是：抗沉性差，一旦进水很快失去浮力，横向强度相对较弱；如发生火灾会迅速蔓延难以控制。 ３影响船舶安全航行的因素 海浪是水质点在外力作用下所形成的波动，海浪的大小与风力、风速和风持续时间的长短及海区的广度、深度和水文、底貌的特点有关，风力大、风时长、海区广又深，则波浪与大海远处袭来的大浪相互干扰时形成合成波，其波速变得很小，而波高可能增加一倍，这种波俗称三角浪，对船舶危害较大。由于风向的变化，所产生的两个不同方向的波浪形成某一交角时，会发生波高作周期性变化的群波，即出现周期性的３一个大浪随后又出现几个小浪。 ３．２波浪作用下的船舶运动 船舶在波浪的作用下，会产生对船舶安全有影响的横摇、纵摇和垂荡。船舶在波浪中行驶，有可能出现单纯的横摇，而纵摇和垂荡则是同时出现的。大风浪中，在波浪冲击和扭转力矩的作用下，船舶会出现线加速度和角加速度，从而会出现三种摇荡和扭转的复合运动。 ３．２．１横摇 船舶绕纵向轴的外侧摇摆称横摇。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横摇周期与波浪周期的比值。当船舶摇摆周期比波浪周期大时，船舶摇摆较慢，船舶易受波浪撞击。当船舶摇摆周期比波浪周期小时，船舶横摇较快。船体所受惯性力较大。当二者的周期接近相等，．１５６－ 特大型船舶操纵和船舶安全与管理论文集 船舶摇摆剧烈，横摇角越摇越大，此种现象称为谐摇运动，会导致船舶倾覆。 ３．２．２纵摇 船舶绕横向轴的摇摆称纵摇。船舶纵向受浪时，由于船舶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小。当船舶的纵摇周期比波浪周期大，即船艏迎着短浪航行或航速大时纵摇较小。当船舶的纵摇周期比波浪周期小，即船艏迎着长浪航行或船速很低或顺浪航行时，则船舶都将随波而摇。当船舶纵摇周期与波浪周期近似相等时，发生纵摇谐振，摇摆剧烈．会损坏船舶设备，危及船舶安全。 ３．２．３垂荡 船舶绕垂向轴的运动称垂荡。当波浪通过船体时，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，垂荡越剧烈。垂荡运动是由波高和垂荡周期与波浪周期之比来决定的，波高越大垂荡越剧烈。当垂荡周期与波浪周期之比较小时，垂荡运动也小，船舶作周期性的升降。当垂荡周期与波浪周期之比较大时，垂荡运动再度变小。当垂荡周期与波浪周期相等时，为谐摇，垂荡位移达到最大，会导致船舶水线面积减少而失去稳性。 ４回转时的横倾 船舶回转时作用于正横方向的力有： ４．１．１舵力的横向力Ｐａｙ ４．１．２阻力的横向力Ｒｙ ４．１．３离心惯性力Ｆｊｙ 根据相对平衡原理，任一瞬间作用于船体上的各力（矩）之和为零。 Ｆｊｙ—Ｒｙ＋Ｐａｙ＝０ Ｒｙ＝Ｆｊｙ＋Ｐａｙ ４．２横向力矩 ４．２．３Ｚ卜一水阻力中心距基线高，通常近似取ｄ／２（ｄ为船舶吃水）Ｚｇ－船舶中心距基线高。Ｚｐ一——鸵力中心距基线高，通常近似取为水线下舵叶面积的几何中心。 由于各力垂向位置不同，使船舶产生横倾。上述三横向分力构成的横倾力矩为： ＭＩ＝ＲｙＺｒ－ＰａｙＺｐ—－ＦｊｙＺｇ ４．３回转初期的横倾 船舶回转初期，因重心轨迹的曲率半径较大，故离心力的横向分力作用点极小，在舵力横向分力的作用下，船舶运动主要特征是：减速、横移。在一般情况下，舵力横向分力的作用点Ｐ略低于水阻力横向分力的作用点，因此引起船舶向转舵方向横倾（内倾），但此时横倾角较小。 ４．４圆