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在交通運輸中主要有:船舶、鐵路、公路、航空等等方式的運輸,對于在交通科技管理建設(shè)方面來說要不斷的創(chuàng)新和發(fā)展現(xiàn)在交通的模式制度,本文主要是講述了現(xiàn)在船舶運動態(tài)勢與操縱性的相關(guān)事項。本文選自:《交通建設(shè)與管理》,《交通建設(shè)與管理》在報道方向上堅持交通設(shè)施建設(shè)與管理并重、市場需求與前瞻性分析并重,在報道內(nèi)容上注重指導(dǎo)性、實用性、可讀性,面向交通行業(yè)及與交通有關(guān)的各個領(lǐng)域,為政府與企業(yè)、企業(yè)與市場搭建交流與宣傳的平臺。
摘要:正確控制船舶的運動態(tài)勢要掌握當(dāng)時當(dāng)?shù)氐母鞣N外界條件(港口水域、航道、碼頭環(huán)境、周圍船舶情況以及風(fēng)、浪、流、潮汐等水文氣象條件)及變化情況,充分運用各種瞭望手段,保持正規(guī)瞭望,謹慎駕駛,控制好本船船位。正確分析和掌握本船周圍的動態(tài)以及本船船位變化及趨勢,采取安全航速,運用助航設(shè)備和駕引人員良好的船藝,調(diào)控和操縱船舶,保證船舶安全。
關(guān)鍵詞:船舶運動,交通管理,交通運輸,交通論文
一、船舶運動態(tài)勢和船舶操縱性的相互關(guān)系
船舶在彎曲河段、橋區(qū)、通航密集區(qū)、進出港口,風(fēng)流、潮汐影響,靠離碼頭等船舶操縱中,車舵錨纜的配合使用都要受到船舶運動態(tài)勢的影響。因此,掌握船舶運動態(tài)勢對船舶操縱有著重要的作用,正確判斷船舶的運動態(tài)勢有利于船舶操縱,從而在復(fù)雜的環(huán)境中掌握操縱的主動權(quán)。正確了解船舶的運動態(tài)勢才能選擇有效的操縱方法,掌握了船舶的操縱性就能運用正確的操縱方法去改變船舶的運動態(tài)勢。
二、判斷和掌握船舶運動態(tài)勢對船舶操縱性的影響
在實際的操縱過程中,駕引人員要充分認識到掌握船舶運動態(tài)勢的復(fù)雜性和困難性。駕引人員如果對船舶運動態(tài)勢判斷不明,船舶周圍的環(huán)境對船舶運動態(tài)勢的影響估計不足,如船舶過橋?qū)騾^(qū)流態(tài)認識不清,通過彎曲航段受風(fēng)流影響對船舶的橫移判斷失誤,船舶會船的地點不恰當(dāng),靠離碼頭對安全航速的使用不當(dāng),瞭望疏忽而造成事故比比皆是。其中很多是駕引人員對當(dāng)時船舶運動態(tài)勢不明確,有危險而不自知,臨時措手不及發(fā)生事故或險情。可從以下幾個方面來判斷和掌握船舶運動態(tài)勢對船舶操縱性的影響。
(一)船舶浮態(tài)對船舶操縱性的影響
(1)船舶吃水變化對操縱性的影響
、俪运罨蛑剌d船舶最明顯的特征是螺旋槳水面效應(yīng)橫向力的變化不大?蛰d船吃水小,螺旋槳水面效應(yīng)橫向力急劇增加,右旋單槳單舵船需壓右舵才能保持船舶穩(wěn)向航行。
、诳蛰d船舶吃水淺,舵葉部分露出水面,由于舵壓力與舵葉浸水面積成正比,因此舵效明顯下降。
、塾纱安倏v性指數(shù)K、T值(T=I/N,K=M/N)可知,重載船舶慣性矩I大,追隨性指數(shù)T大,應(yīng)舵慢,舵效差;船舶回轉(zhuǎn)后,穩(wěn)舵比較困難。重載船轉(zhuǎn)船力矩比阻尼力矩增加得慢,故重載船K值小,旋回直徑大,旋回性能較差。
④因重載船舶吃水深,排水量大,故慣性大、沖程長。
(2)船舶橫傾對操縱性的影響
、俅皺M傾時,存在阻力一推力轉(zhuǎn)矩,其入水體積形狀的左右對稱性被破壞,改變了左右舷各種作用力的對稱性,使船舶偏轉(zhuǎn)。
、诋(dāng)船舶以橫傾狀態(tài)高還航時,興波增大,低舷一側(cè)的浸水形狀較高舷一側(cè)豐滿,因此,低舷一側(cè)的船首波峰較高,高舷一側(cè)的首波峰較低,產(chǎn)生的水動壓力差使船首向高舷一側(cè)偏轉(zhuǎn)。
、鄞皺M傾航行,破壞了良好的水下線型,加之壓舵糾正偏航現(xiàn)象,因而降低了航速。
、苁勾耙痪的吃水增加,影響船舶通過淺區(qū)的能力。橫傾一舷吃水增加量B×tanθ/2,式中:B為船寬,θ為橫傾角。
、荽皺M傾航行時,由于舵葉傾斜,不垂直于水面而使舵壓力降低,舵效變差。
⑥船舶橫傾時,若向高舷一側(cè)回轉(zhuǎn)掉頭,應(yīng)特別防止船舶離心力的作用向橫傾一側(cè)傾斜,增大橫傾角,導(dǎo)致船舶向高舷一側(cè)掉頭時產(chǎn)生傾覆的危險。
(3)縱傾對船舶操縱性的影響
尾縱傾舵壓力轉(zhuǎn)船力矩小,尾部入水側(cè)面積增加,回轉(zhuǎn)阻尼力增大,航向穩(wěn)定性好,旋回性差;艏縱傾船舶舵壓力轉(zhuǎn)船力矩大,船尾入水側(cè)面積較小阻尼力矩小,船舶的旋回性能變好,追隨性變差。
(二)風(fēng)對船舶操縱性的影響
風(fēng)對船舶的直接影響是:相對風(fēng)速作用在船體水線以上產(chǎn)生風(fēng)動力及風(fēng)動力的縱向分力,使船舶的航速和沖程增加或降低,風(fēng)動力的橫向分力使船舶向下風(fēng)漂移;風(fēng)動力與船舶重心形成風(fēng)動力轉(zhuǎn)船力矩,使船舶發(fā)生偏轉(zhuǎn)運動;風(fēng)動力與船舶橫穩(wěn)心高度形成橫傾力矩,使船舶發(fā)生傾斜。船舶前進或艏縱傾,則重心前移,船舶后退或尾縱傾,則重心后移。正橫前來風(fēng),風(fēng)動力作用點在船舶重心之前;正橫來風(fēng),風(fēng)動力作用點在重心點附近;正橫后來風(fēng),風(fēng)動力作用點則在重心點之后。
(三)水流對船舶操縱性的影響
(1)均勻性水流對船舶操縱性的影響
逆流時,流速越大,沖程越小;順流時,流速越大,沖程越大;在相同時間同樣舵角條件下,船舶回轉(zhuǎn)相同的角度,逆流船舶的縱距小于順流船,因而逆流船舵效好于順流船。航行船舶正橫前受流時,流速越快,流舷角越大,船速越慢,流壓差角越大,橫向漂移速度也越大;反之,流速越慢,流舷角越小,船速越快,流壓差角越小,橫向偏移速度也越小。順流掉頭時,船舶的縱距大于逆流時的縱距,順流掉頭要估計下流方的安全漂移距離,漂移距離可由經(jīng)驗公式D=(v*t)×80。式中:v為流速;t為旋回180度所需時間。
(2)非均勻性水流中,由于流速流向的變化,可以增加或減少船舶的前進阻力,可以使螺旋槳的推力變大或變小,可壓力增加或減小。如果非均勻性水流以較大的夾角沖擊船舶時,可以使船舶迅速橫移和因船體前后所受水動力不同而產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩使船舶偏轉(zhuǎn)偏離預(yù)定航線。
(四)淺水效應(yīng)對船舶操縱性的影響
船舶在淺水中旋回性下降,航向穩(wěn)定性變好,出現(xiàn)跑舵現(xiàn)象,船舶沖程減小。
(五)船間效應(yīng)對操縱性的影響
兩船間距越小,相互作用越大,兩船間距小于兩船船長之和時,就會直接產(chǎn)生這種作用,當(dāng)兩船距離為兩船船長之和的一半時,相互作用明顯增加。兩船航向相反的對駛相遇,相互作用的時間短,影響較小;處于同向追越時,相互作用時間長,兩船并行時,作用時間更長,船間效應(yīng)更嚴重;船速越大,則興波越激烈,船間效應(yīng)更為明顯;船舶排水量越大,船間效應(yīng)越明顯,兩船排水量差異越大,小船受到的影響越顯著;淺窄受限的航道比深寬航道中發(fā)生的船間效應(yīng)更明顯。
(六)岸壁效應(yīng)對操縱性的影響
船舶過分靠近一側(cè)岸壁航行,發(fā)生岸吸岸推現(xiàn)象,岸吸岸推同時發(fā)生,與航速、吃水成正比,與岸距成反比。航速越快,吃水越深,岸距越小,影響越強烈。
船舶浮態(tài)、風(fēng)、流、淺水效應(yīng)、岸壁效應(yīng)6個方面因素在船舶航行中直接影響船舶的運行態(tài)勢,如不正確判斷和掌握這6個方面影響船舶運行態(tài)勢的因素,船舶航行中的危險就會隨時存在,船舶最佳和有效的操縱時機就會失去,事故就會來臨,因此,正確判斷和掌握船舶運行態(tài)勢對操縱性的影響顯得極其重要。
三、航行中對船舶運動態(tài)勢的控制
(一)彎曲航道船舶運行態(tài)勢的控制
彎曲航道水流方向發(fā)生改變,特別是急彎航道,水流方向的改變角較大,在流速較大時,船舶在彎道的橫移也加大。因此,駕引人員要保持高度警覺,相互協(xié)作,加強與來船的緊密聯(lián)系,避免在狹窄的彎曲航道會船,流速大時,根據(jù)本船航速和控制力,適當(dāng)提高航速,將船位掛高,走上灘上流水,用舵要及時,舵要拿穩(wěn),始終將船位擺在正確的航路上,以防船舶受水流沖擊而落彎困坡。
(二)橋區(qū)船舶運行態(tài)勢的控制
橋區(qū)受橋墩的影響,水流紊亂,水流方向與橋軸線存在一定夾角,橋與橋之間的距離過近,特別是內(nèi)河下游船舶通航密度大。據(jù)海事部門統(tǒng)計,某水域日均船舶流量為2300艘.次,高峰期間近3000艘.次,船舶航速的差異導(dǎo)致船舶過橋存在一定難度,特別是上行時,所有航舶僅有第4孔一個橋孔通過,大小船共過1個孔,使得第4孔的通航壓力和風(fēng)險加大。大船小船航速的差異,加之橋區(qū)又不能追越,導(dǎo)致大型船舶過橋時有時被迫停車,同時也帶來風(fēng)險。為確保船舶在橋區(qū)的良好運行態(tài)勢,船長必須上駕駛臺監(jiān)航,以確保船舶的安全。過橋前,檢查船舶的主副機、操舵系統(tǒng)、通導(dǎo)設(shè)備、船舶供電系統(tǒng),確保良好運行狀態(tài),按VTS用戶指南和船舶定線制規(guī)定的報告種類、報告內(nèi)容,在規(guī)定的頻道上向指揮中心報告船位等相關(guān)信息,接受監(jiān)控,由駕駛員操舵,加強瞭望。根據(jù)橋區(qū)水流情況,將船位擺在上流上風(fēng)一側(cè),根據(jù)實際情況邊調(diào)邊轉(zhuǎn),將船首對準橋涵標。過橋船舶集中,航速不一時,如果航速過快,一定要控制航速,不得追越,在減速前,根據(jù)橋區(qū)風(fēng)、流和本船重載或空載情況,依據(jù)當(dāng)時環(huán)境,擺好船位,確保船舶的運行態(tài)勢不造成緊迫局面,從而保證船舶安全過橋。
(三)通航密集區(qū)船舶運行態(tài)勢的控制
通航密集區(qū),船舶來往頻繁,如不掌握好船舶的運動態(tài)勢,船位就不可能擺好。正規(guī)瞭望是第一手段,嚴格遵守各段船舶定線制規(guī)定和分道航行規(guī)則的規(guī)定,始終將本船船位擺在規(guī)定的航路上,采取安全航速,加強與來往船舶之間的聯(lián)系,做好充分的避讓工作,單向控制航段要等讓,不得盲目進入造成緊迫危險,特別是100m以上的大型船舶尤應(yīng)注意。大型深吃水船舶,航速較快,船間效應(yīng)非常明顯,與小船同向行駛時橫距過近,小船受到的影響就越顯著,由于很多船為節(jié)油,下水航行單車慢速,在通航密集區(qū),一定要控制好航速,保持安全距離,在寬敞水域可追越慢速船,避開船舶過分集中。大型船舶慣性矩大,追隨性指數(shù)大,應(yīng)舵慢,舵效差,在對駛相遇或同向行駛避讓過程中,要早用舵、早回舵,用大舵,使船舶較早地控制好運動態(tài)勢,以致在復(fù)雜區(qū)域不影響其他船舶造成緊迫局面,減少緊迫危險的發(fā)生。
(四)靠離碼頭船舶運行態(tài)勢的控制
根據(jù)船舶靠離泊位置、風(fēng)流、潮汐、水深的影響、港口碼頭情況、是否有礙航物的存在等,選擇哪舷靠泊;如需掉頭,應(yīng)選擇合適的掉頭區(qū)和掉頭方向,不影響同流向行駛船舶的航行。掉頭前船舶要按VTS用戶指南的報告種類和報告內(nèi)容,在規(guī)定的頻道上向指揮中心報告動向,掉頭時,正確掌握當(dāng)時水域風(fēng)浪流、潮汐、周圍船舶的動態(tài)、本船的旋回直徑及漂移距離,加強與來往船舶聯(lián)系,把船位擺在適合的位置,按船舶掉頭的操作要領(lǐng)果斷執(zhí)行。風(fēng)中掉頭有困難,可利用倒車尾找風(fēng)掉頭,或拋錨協(xié)助掉頭?看a頭根據(jù)風(fēng)流情況,選擇合適的駛靠角度、速度、橫距,駕駛員和水手密切配合。離碼頭時,預(yù)先觀察周圍環(huán)境,掌握風(fēng)浪流的影響,選擇好車舵錨纜,綜合利用,使船舶順利離開碼頭。
(五)通過淺區(qū)航道船舶運行態(tài)勢的控制
內(nèi)河大型船舶螺旋槳和舵葉在船底下大約600mm,在枯水期,船舶裝載時,為了滿足水深要求,常常出現(xiàn)艏縱傾。為了船舶安全通過淺區(qū),必須控制好船舶的運行態(tài)勢,減速行駛,減少船舶動吃水的增量;連續(xù)測深,保證船位在深水水域;早用舵、早回舵,用舵舵角適當(dāng)增大,慢車與長車交替使用,保證船舶擁有足夠的控制力;備錨以防船舶出現(xiàn)“跑舵”發(fā)生倒頭、失控等危險局面。淺窄航道,船舶舵效變差,船舶過多時,要加強聯(lián)系,避免在淺窄航道會船,必要時在淺窄航道外等候,根據(jù)本船的操縱性能和當(dāng)時情況,按以上要求做好船舶運行態(tài)勢的控制,以策安全。
(六)在回流、泡漩水域船舶運行態(tài)勢的控制
回流和泡漩水對船舶安全航行的影響極大,稍不注意,船舶會觸坡,或被泡漩水推出預(yù)定航道,與來往船舶造成緊迫危險,甚至發(fā)生碰撞。內(nèi)河船舶大型化是發(fā)展趨勢,船長100m及以上船舶主機功率大多超過1480kw,使船舶的航速得到保障。因此船舶航行時盡量避開回流區(qū),或沿回流和一流邊緣航行,保持船舶舵效,防止船舶觸岸;船舶遇泡漩水時,采取騎泡的方法,舵要拿活,避免船舶在泡漩的一邊,使船舶運動態(tài)勢發(fā)生較大改變。船舶航行在白滸山、西塞山、牛罐磯、小孤山、馬當(dāng)、太子磯等水道,駕引人員要高度控制回流、泡漩水對船舶運動態(tài)勢的影響,控制好船位,確保船舶航行安全。
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