國(guó)際航海日丨遇到大風(fēng)大浪，怎么把船開穩(wěn)當(dāng)？專家說→

海上航行說的“大風(fēng)浪”，通常指由寒潮或熱帶風(fēng)暴（含強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)）所引起的大風(fēng)浪天氣。這也是個(gè)相對(duì)概念。對(duì)于中小型船舶而言，8~9 級(jí)風(fēng)浪就是“大風(fēng)浪”了，而對(duì)于大型船舶來說，10 級(jí)以上的風(fēng)浪可能才會(huì)對(duì)船舶的安全造成威脅。

大風(fēng)浪對(duì)船舶的航行安全影響很大，它會(huì)讓船產(chǎn)生劇烈的搖擺，這不僅影響船舶的穩(wěn)性、浮性和船體的強(qiáng)度，而且還會(huì)使船員工作困難、加速疲勞。

那么問題來了，遇到這樣的惡劣天氣，我們可以怎么把船開穩(wěn)當(dāng)？3月17日是“國(guó)際航海日”，讓我們一起來了解航海相關(guān)知識(shí)。

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船舶的頭號(hào)敵人——諧搖

19 世紀(jì)初，一隊(duì)拿破侖士兵邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐，通過法國(guó)昂熱市一座大橋。大隊(duì)士兵齊步走時(shí)，產(chǎn)生的一種頻率正好與大橋的固有頻率吻合，隊(duì)伍快走到橋中間時(shí)，橋梁突然自發(fā)的強(qiáng)烈顫動(dòng)并且最終斷裂坍塌，造成多人喪生。

任何物體都有自身的頻率，當(dāng)一個(gè)物體的固有頻率和另外一個(gè)振動(dòng)的頻率正好相同，物體振動(dòng)的振幅可能達(dá)到最大，這種現(xiàn)象就是我們熟知的“共振”。發(fā)生共振時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生巨大的破壞作用。

大海中的航船也有共振的風(fēng)險(xiǎn)嗎？有的。

船舶在波浪中航行有 6 種運(yùn)動(dòng)形式，分別是橫搖、縱搖、艏搖、垂蕩、縱蕩、橫蕩。其中，搖和蕩都屬于往復(fù)運(yùn)動(dòng)，搖是繞 x、y、z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，蕩則是沿著 x、y、z 軸的直線運(yùn)動(dòng)。這6種運(yùn)動(dòng)形式其中一種或幾種的固有周期與波浪的周期相近時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振，加大船舶搖蕩的幅度。

船舶 6 自由度運(yùn)動(dòng)

這 6 種運(yùn)動(dòng)形式中，橫搖最容易發(fā)生、幅度最大、影響最深，當(dāng)橫搖固有周期與波浪周期接近相等時(shí)就會(huì)產(chǎn)生諧搖現(xiàn)象，加大了橫搖的幅度，就可能發(fā)生翻船。所以說，諧搖是船舶的頭號(hào)敵人。

怎么避免發(fā)生諧搖呢？那就需要主動(dòng)改變船的搖擺周期。比如，波浪運(yùn)動(dòng)周期是 7~9 秒，那我們就適當(dāng)調(diào)整航向、航速，避開這個(gè)周期，使船橫搖的周期控制在 5 秒以下 11 秒以上，就可以避免發(fā)生諧搖。

如果船頭受浪，而縱搖周期等于波浪周期時(shí)，強(qiáng)烈的縱搖會(huì)使甲板大量上浪，造成拍底現(xiàn)象。什么是拍底現(xiàn)象呢？就是船頭升起又下落時(shí)，剛好撞上正在向上翻涌的波浪，往往伴隨著船體和波浪的撞擊聲，同時(shí)可能會(huì)引起船體的震動(dòng)和搖晃。為了減少激烈的縱搖：采取滯航（減速或慢速頂風(fēng)航行），必要時(shí)應(yīng)調(diào)整航線，避開惡劣海況區(qū)域。

“Z字航法”來應(yīng)對(duì)

我們都知道：兩點(diǎn)之間直線最短。可是為了應(yīng)對(duì)風(fēng)浪，船有時(shí)候要走 Z 字形路線。在大風(fēng)浪中，不論波向角（船首向與波向的交角，有頂浪、偏頂浪、橫浪、偏順浪和順浪等）如何，都會(huì)給船帶來危險(xiǎn)。

如果在航線上遭遇頂浪或偏頂浪，波浪與船的相對(duì)速度較大，波浪對(duì)船體的沖擊也較大，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成船舶大幅度橫搖、甲板大量上浪以及拍底、螺旋槳空轉(zhuǎn)等。

Z字航法

所以，頂浪航行時(shí)一般要降低船速和調(diào)整航向，而采用 Z 字航法是最有效的方法，也就是使船頭向與波浪方向成 20°~40° 角航行一段距離，再改為船頭另一舷 20°~40° 的受浪角的斜浪航行法。這樣既可以保證一定的航速，又可以減輕船舶的搖擺幅度。

Z 字航法一般適用于中、大型船舶，特別是大型集裝箱船舶。對(duì)于小型船舶或經(jīng)不起波浪沖擊的船舶，要改用“漂滯”方法。顧名思義，這是船舶主機(jī)停止、船舶隨風(fēng)浪漂流的狀態(tài)。

當(dāng)海嘯來襲，為什么反往海中走？

2004 年 12 月 26 日，位于印尼蘇門答臘以北的安達(dá)曼海（Andaman Sea）附近的海底發(fā)生了舉世震驚的 9.3 級(jí)地震，進(jìn)而引起蘇門答臘北部的印度洋超級(jí)海嘯。海嘯引起了滔天巨浪，浪高超過 10 余米，造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

期間，一艘散貨船正靠在印度南方的金奈港（Chennai Port）卸貨，正當(dāng)船長(zhǎng)在船舷觀察水尺（用來觀測(cè)地下水位和潮汐水位變化的標(biāo)尺）回到舷梯上時(shí)，突然，整個(gè)大地和碼頭劇烈地?fù)u晃起來，人站不穩(wěn)了，舷邊的船用起重機(jī)也在危險(xiǎn)的晃動(dòng)。此時(shí)，船長(zhǎng)大叫梯口的水手，同時(shí)一個(gè)箭步跳上舷梯：“快，地震了，主機(jī)備車！”

此刻整個(gè)碼頭都響起了警報(bào)，船長(zhǎng)奔上駕駛臺(tái)，迅速和港口當(dāng)局聯(lián)系要求派引水員離開碼頭，可是通訊完全中斷了。關(guān)鍵時(shí)刻，船長(zhǎng)毫不猶豫，立即命水手解纜，快速登船。輪機(jī)長(zhǎng)備車完成，在沒有拖輪協(xié)助下，調(diào)轉(zhuǎn)船頭迅速向港外開去。剛剛離開碼頭，船用起重機(jī)就坍塌在原來泊位的海里了。

船長(zhǎng)知道地震后勢(shì)必引發(fā)海嘯，他命令船舶加速駛向深海。2 個(gè)小時(shí)后，散貨船已經(jīng)在離開港口 20 多海里的廣闊洋面上了。此時(shí)的金奈港內(nèi)一片狼藉，巨大的涌浪推向海岸后，沒有離開碼頭的船舶全都東倒西歪地躺在泊位上。

為什么發(fā)生海嘯了，那位散貨船的船長(zhǎng)還要把船開到廣闊的海洋上去？

英明的船長(zhǎng)肯定是很了解海嘯的：海嘯中心只要沒有不規(guī)則的巨浪來直接破壞船只，就是安全的，就跟大家日常說的“龍卷風(fēng)的風(fēng)眼里最安全”是一樣的道理。

海嘯是由水下地震、火山爆發(fā)或水下塌陷、滑坡所激起的巨浪。一般來說，如果海嘯的能量在對(duì)外傳遞、擴(kuò)散過程中僅抬高水層，即便是抬高水平面 10 多米，只要海浪不直接沖擊船舶，那么在廣闊的海洋上，船仍然處于良好的浮力、良好的穩(wěn)性狀態(tài)，船會(huì)安全地浮在水面上，只是“水漲船高”了而已。

所以遇到海嘯時(shí)，船應(yīng)該迅速遠(yuǎn)離陸地，遠(yuǎn)離海嘯發(fā)生地航行。如果來不及躲，也應(yīng)該緊急采取雙錨泊方式減少波浪沖擊，保持船體穩(wěn)定，一旦海面恢復(fù)平靜，要盡快向外海航行。

大風(fēng)浪航行中，洶涌的浪花拍打在艦艏，飛濺到駕駛室的玻璃上 / 北海艦隊(duì)

帕斯卡說：“人只不過是一根蘆葦，是自然界里最脆弱的東西；但他是一根會(huì)思考的蘆葦?！覀冎車氖澜鐝V闊無(wú)限，但都比不上最渺小的人類所具有的精神?！?/p>

其實(shí)，這份道理也可以借用到行船。在無(wú)邊的大海上，鋼鐵巨輪也會(huì)變成一葉小舟，脆弱又飄搖。好在，駕馭船的人會(huì)思考，會(huì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，會(huì)反思教訓(xùn)，再將這些凝結(jié)為智慧和勇氣，去應(yīng)對(duì)和戰(zhàn)勝風(fēng)浪——航海可不就是這樣一項(xiàng)事業(yè)嘛。

策劃制作

來源丨凝結(jié)處

作者丨張志友 海軍大連艦艇學(xué)院航海系教師 科普基地負(fù)責(zé)人

麥芽楊 科普創(chuàng)作者

責(zé)編丨鐘艷平

本文封面圖片及文內(nèi)圖片來自版權(quán)圖庫(kù)

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