大型船舶錨泊綜述?

于匯源 蔡 烽

（海軍大連艦艇學(xué)院 大連 116013）

大型船舶錨泊綜述?

于匯源 蔡 烽

（海軍大連艦艇學(xué)院 大連 116013）

隨著人類(lèi)探索海洋的步伐日益加快，船舶大型化也呈現(xiàn)出欣欣向榮的發(fā)展趨勢(shì)，錨泊操縱更是成為了十分熱門(mén)的話(huà)題。廣袤無(wú)垠的海洋帶來(lái)大量機(jī)遇的同時(shí)，也造成了很多悲慘的事故。其中由于錨泊操作不當(dāng)而引起的海上事故［1～2］更是不勝枚舉，使得人們對(duì)于大型船舶的錨泊操縱愈來(lái)愈關(guān)注。為了便于廣大海員了解掌握錨泊操縱的相關(guān)內(nèi)容以及當(dāng)前研究熱點(diǎn)問(wèn)題，論文就大型船舶錨泊進(jìn)行了研究綜述。

大型船舶；錨泊操縱；綜述

1 引言

通常情況下，船舶的狀態(tài)主要分為在航、擱淺以及停靠泊三個(gè)狀態(tài)，而錨泊也是停靠泊的一種方式。錨泊是一種船舶操縱中最為常用的操縱方式之一，因此有必要對(duì)大型船舶錨泊進(jìn)行介紹，本文則分為五個(gè)部分對(duì)其進(jìn)行介紹。

2 大型船舶的操縱特性綜述

2.1 因?yàn)榇笮痛百|(zhì)量大使得其慣性大，與一般船舶相比，有著不同的操縱特點(diǎn)

1）操縱反應(yīng)遲緩，舵效較差。相對(duì)于普通船舶來(lái)說(shuō)，大型船舶每單位所對(duì)應(yīng)的主機(jī)功率較普通船舶相對(duì)較低，船舶在啟動(dòng)、制動(dòng)以及自身操縱控制時(shí)會(huì)顯得比較遲緩，其控制船舶的能力遠(yuǎn)遜于普通船舶。并且維持舵效的最低航速也相對(duì)較大，在直航中轉(zhuǎn)向或避讓時(shí)，施舵后不能快速見(jiàn)效，舵效損耗的也比較快。

2）旋回性能好。與瘦長(zhǎng)的集裝箱船比較，相對(duì)肥大粗短的大型船舶，盡管旋回圈較大，但其旋回直徑與船長(zhǎng)比（D/L）值較小，呈現(xiàn)出良好的旋回性能，但降速明顯。

3）追隨性、航向穩(wěn)定性及保向性能差。與普通船舶相比，大型船舶的吃水一般不會(huì)同比增加，但船寬、船長(zhǎng)和吃水增加明顯，方型系數(shù)Cb大，對(duì)船舶的操縱性能影響較大。追隨性、航向穩(wěn)定性與旋回性具有相反的性質(zhì)，在操縱超大型船舶時(shí)，要掌握好一定的提前量，轉(zhuǎn)向、避讓時(shí)，一定要謹(jǐn)記“早用舵，用大舵角；早回舵，用大壓舵角”的原則［3］。

4）質(zhì)量和附加質(zhì)量大，沖量慣性大，停船性能較差、緊急停車(chē)性能差。船舶在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，推開(kāi)其運(yùn)動(dòng)前方的水體，其運(yùn)動(dòng)后方的水體又將填補(bǔ)在此之前被該船所占據(jù)的空位，即在水體中推動(dòng)船體的同時(shí)，必然也使其周?chē)乃w受到推動(dòng)。這意味著除需克服船體本身的運(yùn)動(dòng)慣性力外，還需克服由于水體同時(shí)也被加減速而產(chǎn)生的慣性力。因此，在停船、停車(chē)時(shí)要有提前量，早用車(chē)、用大車(chē)頭。陸冬青［4］運(yùn)用MMG模型，進(jìn)行了倒車(chē)停船運(yùn)動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)，并與兩艘實(shí)船實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，較好地解決了船舶倒車(chē)橫向力的計(jì)算問(wèn)題。但是由于兩艘實(shí)船的排水量較小，因此并不能作為大型船舶倒車(chē)停船實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析后，才能得出大型船舶倒車(chē)橫向力的計(jì)算結(jié)論。

2.2 大型船舶在受限水域中的操縱特點(diǎn)

大型船舶在淺水、狹水道等受限水域中航行時(shí)的各種效應(yīng)較普通船舶更為明顯，主要表現(xiàn)在：

1）阻力增大，船速下降，主機(jī)負(fù)荷提高；

2）船體下沉和縱、橫傾變化更為明顯，要求有足夠的富裕水深；

3）旋回性能變差，旋回中速度下降較深水中略小；

4）舵效下降，航向穩(wěn)定性提高；

5）因航道寬度和水深的變小，船舶保向所需的壓舵角明顯增大；

6）因船速慢且船舶水線上下受風(fēng)、流影響的面積大。

2.3 外界因素對(duì)大型船舶操縱的影響

2.3.1 風(fēng)、流對(duì)大型船舶操縱的影響

船舶在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，會(huì)受到不同方向風(fēng)的作用，使得船艏、船艉與風(fēng)作用力的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化，造成了船舶保向困難、偏轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。除此以外，還會(huì)產(chǎn)生一定的風(fēng)致漂移速度，當(dāng)船舶橫向受風(fēng)、船速近似為零時(shí)，可利用淺水中風(fēng)致漂移速度的表達(dá)式進(jìn)行大致計(jì)算，對(duì)于掌控船舶靠離泊位和錨泊操縱都是大有裨益的。劉敬賢［5］利用求錨泊靜止外力極限公式和臨界風(fēng)速公式進(jìn)行了估算；針對(duì)錨泊船因受強(qiáng)風(fēng)走錨，馮樹(shù)強(qiáng)［6］采用Hughes公式計(jì)算了風(fēng)壓力，繪制出了船舶在不同條件下所受的風(fēng)力表，得出在風(fēng)力的作用下船舶會(huì)發(fā)生偏蕩現(xiàn)象，使得臥底錨鏈的長(zhǎng)度減小，錨泊力下降；楊林家等［7］為了能定量估算風(fēng)動(dòng)力，結(jié)合湯忠谷等人的研究和回歸計(jì)算，推倒出風(fēng)動(dòng)力計(jì)算公式。與經(jīng)常使用的Hughes公式相比較，從三個(gè)角度計(jì)算，較為詳細(xì)地估算了風(fēng)動(dòng)力；廖河樹(shù)［8］提出了極限風(fēng)速的概念，并采用實(shí)例對(duì)其進(jìn)行了解釋說(shuō)明，得出了出鏈長(zhǎng)度與極限風(fēng)速之間的關(guān)系。但是由于其在建模分析的過(guò)程中，并未考慮淺水修正，因此得出的結(jié)果較實(shí)際還是存在著很大差距，需通過(guò)加入淺水修正進(jìn)行分析，才能保證結(jié)果與實(shí)際情況相差不多。

船舶由于受到流的作用，會(huì)使得船舶被壓向下方移動(dòng)，特別是在低速航行時(shí)。在易產(chǎn)生不均勻水流的區(qū)域，水流會(huì)形成轉(zhuǎn)船力矩，當(dāng)流速差較大時(shí)，往往會(huì)對(duì)船舶操縱造成極大風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，流也會(huì)影響船舶的施舵效果以及對(duì)地速度等。文獻(xiàn)［6］繪制了在一定流速下三種不同吃水狀態(tài)時(shí)船舶所受的流壓力表，但公式中的水動(dòng)力系數(shù)給出的較為模糊。

2.3.2 淺水效應(yīng)對(duì)大型船舶操縱的影響

船舶在淺水水域時(shí)，隨著水深與吃水之比的減小，其運(yùn)動(dòng)特性就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，即出現(xiàn)淺水效應(yīng)，產(chǎn)生的主要原因是水過(guò)淺或者船體吃水過(guò)深及船速過(guò)高引起的。它使船艏興波形狀發(fā)生變化、船體振動(dòng)加劇、船速下降且加速困難，導(dǎo)致船舶舵力下降舵效變差、旋回性變差、船體下沉、船舶縱傾改變。淺水效應(yīng)對(duì)大型船舶的影響，主要表現(xiàn)在：

1）當(dāng)水深吃水比小于2.0時(shí)，船舶的旋回直徑相比深水增加較快；

2）根據(jù)流體連續(xù)性原理流，由于船底空間壓縮，使得船體周?chē)乃魉俣让黠@加快船舶的旋回直徑相比深水增加較快，其相對(duì)流速、興波阻力、摩擦阻力以及主機(jī)負(fù)荷顯著增加，船速明顯下降；

3）商船直航時(shí)一般艏下沉大于艉下沉，根據(jù)受限水域中船艏下沉量，對(duì)于低速、大型船舶來(lái)說(shuō)，淺水航行船舶發(fā)生艏傾，易發(fā)生“刮底”，對(duì)于船舶的推進(jìn)裝置構(gòu)成了極大的威脅；

4）船舶的橫移變得困難，尤其被拖輪頂推、拖帶時(shí)，表現(xiàn)得更加明顯。

為了保證船舶的安全航行，在淺水航行時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)：

1）選擇適當(dāng)?shù)暮剿?/p>

通過(guò)已經(jīng)測(cè)得水深、吃水，可以采用傅汝德公式計(jì)算出最大的實(shí)際航速。若是港口當(dāng)局給出了航行水域的規(guī)定速度，可以憑借計(jì)算出的傅汝德系數(shù)查出失速比，以及航速—輪轉(zhuǎn)速對(duì)照表，從而確定船舶的實(shí)際輪轉(zhuǎn)速度。最后，結(jié)合操船者的經(jīng)驗(yàn)，選擇更為合理的航速。

2）估計(jì)富余水深

一般情況下，富裕水深應(yīng)保持如表1的數(shù)值。

3）防止向水深一側(cè)偏轉(zhuǎn)

淺水航行時(shí)，若是航道兩側(cè)之間水深差異較大呈一種斜面狀，則船舶通過(guò)時(shí)可能出現(xiàn)向水深一側(cè)偏轉(zhuǎn)的狀況。并且斜面的坡度越大，傅汝德系數(shù)越大，導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)越大。因此，為了克服這種現(xiàn)象，必須要向水淺一側(cè)壓舵。1934年，英海軍的“納爾遜”戰(zhàn)列艦艦艉部擱淺就是因?yàn)楹降浪畹牟町惍a(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩造成的。

表1 不同水域富余水深保持值

2.3.3 岸吸、岸推和船吸、船推對(duì)大型船舶操縱的影響

大型船舶的體型和噸位所造成的吸力、推力大是與其制動(dòng)力增加量不成比例的。為避免吸推現(xiàn)象產(chǎn)生，則需留有更寬的富余位置，特別是兩大型船舶交會(huì)通過(guò)時(shí)，更需留有足夠的距離。陳建鋒等［9］通過(guò)岸吸力和船吸力估算公式以及回轉(zhuǎn)力距估算公式，對(duì)岸壁效應(yīng)和船吸作用進(jìn)行了定性分析。但是沒(méi)有量化的分析，難以體現(xiàn)出各個(gè)影響因素在整個(gè)作用過(guò)程中的主次，相應(yīng)增加操船者采取正確措施的難度。

2.3.4 偏蕩對(duì)大型船舶操縱的影響

大型船舶在大風(fēng)浪中錨泊常常會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的“偏蕩”，這種“偏蕩”是引發(fā)錨泊船舶走錨、碰撞、觸礁、擱淺等事故的重要因素。黃國(guó)樑、藤野正隆［10］稱(chēng)偏蕩為魚(yú)尾狀擺動(dòng)，并采取模型試驗(yàn)和靜態(tài)平衡的特征值分析了單點(diǎn)系泊的船體在風(fēng)和流作用下的魚(yú)尾狀擺動(dòng)特性；孫大銘等［11］為了研究偏蕩運(yùn)動(dòng)，建立了運(yùn)動(dòng)方程，通過(guò)四階龍格一庫(kù)塔算法仿真，對(duì)錨鏈沖擊力和錨鏈力進(jìn)行對(duì)比，建立比較合理的船舶走錨預(yù)警系統(tǒng)；云會(huì)杰等［12］則重點(diǎn)介紹了偏蕩運(yùn)動(dòng)的特性、危害以及抑制偏蕩的主要方法，例如車(chē)舵法；張玉喜等［13］、湯健勇等［14］均采用分離建模的思想，前者仿真得出船舶影響偏蕩運(yùn)動(dòng)各個(gè)因素變化趨勢(shì)，得出單錨泊船舶在風(fēng)流中保證安全錨泊的出鏈長(zhǎng)度的計(jì)算公式，后者在利用MMG方程時(shí)，仿真了單、雙錨泊的運(yùn)動(dòng)，分析了各個(gè)因素對(duì)于錨泊船的影響；龔少軍［15］則指出錨泊船在受到風(fēng)、流壓力以外，還受到偏蕩、波浪影響，因此分別討論了影響船舶在大風(fēng)浪中偏蕩的四個(gè)方面，最后通過(guò)實(shí)例計(jì)算了多個(gè)因素下的安全出鏈長(zhǎng)度。

3 大型船舶錨地選擇

3.1 適當(dāng)?shù)乃?/h3>

在無(wú)涌浪、遮蔽良好的錨地，錨位水深應(yīng)該為本船吃水的1.2倍以上；對(duì)于有涌浪、開(kāi)敝的錨地，選擇錨位水深時(shí)最小水深應(yīng)大于本船吃水的1.5倍加上2/3最大波高；在深水區(qū)選錨位時(shí)，錨位水深不要超過(guò)一舷鏈長(zhǎng)的1/4，同時(shí)也要考慮到船舶的最大起錨能力。

3.2 良好的底質(zhì)與海底地形

錨抓力來(lái)源于底土的抗剪切程度，如果底土在錨的剪切力作用下不發(fā)生斷裂，錨體不發(fā)生翻轉(zhuǎn)，則錨抓力可以達(dá)到無(wú)限大，或者說(shuō)直到錨體發(fā)生變形為止。一般底土可以分為兩類(lèi)［16］：一類(lèi)是粘性底質(zhì)，如粘土底、沙底等。一類(lèi)是松散的，如細(xì)砂底、粗砂底等。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)海底的底質(zhì)抓力最好的是粘土，其次是泥沙，然后沙底較差，沙礫、貝殼等最差不適合船舶長(zhǎng)時(shí)間錨泊。另外，海底的地形也會(huì)影響錨抓力，比如陡峭的地形，或者凹凸不平的地形，會(huì)對(duì)錨抓力產(chǎn)生不利影響。

3.3 符合水深要求的旋回半徑

對(duì)于大型船舶來(lái)講，其拋錨點(diǎn)與其他錨泊船之間應(yīng)該保持符合要求的安全旋回余地，以避免造成與他船之間的緊迫危險(xiǎn)局面。對(duì)于旋回半徑的大小選取，顧慧生，林樂(lè)虎［17］按與淺灘、陸岸等固定障礙物的距離、與其他錨泊船、浮標(biāo)等活動(dòng)物的距離這兩種情況給出了參考；蘇永康［18］則在此基礎(chǔ)上增加了雙錨泊時(shí)的半徑：船長(zhǎng)+45m；林毅［19］確定錨泊船旋回余地則按照港區(qū)是否遮蔽、有無(wú)涌浪來(lái)確定。

3.4 安全出鏈長(zhǎng)度

錨抓力一方面是由錨抓底底土對(duì)其作用力，另外一方面則是由于臥底錨鏈與底土之間產(chǎn)生的摩擦力。因此，足夠的出鏈長(zhǎng)度是必要的。文獻(xiàn)［9］給出了經(jīng)驗(yàn)公式：

文獻(xiàn)［15］詳細(xì)討論了大風(fēng)浪中偏蕩中波浪等外界因素對(duì)出鏈長(zhǎng)度的影響，并通過(guò)與錨抓力公式的計(jì)算，精確地得出安全出鏈長(zhǎng)度；楊旺強(qiáng)［20］給出一般船舶錨泊分別在風(fēng)速為20m/s和30m/s的經(jīng)驗(yàn)估算公式：

閱讀文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，關(guān)于錨地的適當(dāng)水深、符合水深的旋回余地以及安全出鏈長(zhǎng)度方面研究，多數(shù)給出的都是經(jīng)驗(yàn)性建議。因此，有必要找出具體的理論方便計(jì)算適用于錨泊的水深。

4 大型船舶錨泊操縱的注意事項(xiàng)

4.1 做好進(jìn)錨地前的準(zhǔn)備工作

大型船舶進(jìn)入錨地前的減速、淌航、試車(chē)、控制船等步驟，均須提前做好準(zhǔn)備。其減速、淌航的時(shí)機(jī)，視錨地情況而定。錨泊船淌航試車(chē)后，要以緩速進(jìn)入錨地。此時(shí)速度經(jīng)試車(chē)后得到控制，可短暫地進(jìn)車(chē)以提高舵效，有利于控制船舶進(jìn)入到預(yù)定的錨泊位置。

4.2 掌握船艏方向

對(duì)于大型船舶來(lái)說(shuō)，應(yīng)該注意時(shí)刻掌握船艏方向，以便船舶可以實(shí)現(xiàn)精確拋錨。在正橫或正橫前受外力（偏頂）到達(dá)拋錨點(diǎn)的錨泊操縱中，若操縱水域受限或船舶空載，可以采用始終將船艏線或者矢量線對(duì)準(zhǔn)拋錨點(diǎn)的方法進(jìn)行錨泊［22］。當(dāng)定點(diǎn)錨泊時(shí)，通過(guò)分析拋錨點(diǎn)與錨泊點(diǎn)的關(guān)系，以錨泊點(diǎn)相對(duì)拋錨點(diǎn)位置作為估算依據(jù)，做到“早、控、頂”［23］；當(dāng)船舶滿(mǎn)載、順?biāo)畷r(shí)要早降速，晚停車(chē)；空載、頂流時(shí)，可適當(dāng)晚降速，早停車(chē)［24］。

4.3 確定錨泊操縱的余速

為了確保更好抓底，必須具備適當(dāng)?shù)暮笸怂俣?，一方面有利于拋錨，另一方面可以避免因速度過(guò)大對(duì)錨機(jī)、錨鏈造成損壞。拋錨時(shí)，如果還是按照正常后退速度拋錨，一邊松出鏈長(zhǎng)，一邊讓錨去抓牢海底，這樣就容易導(dǎo)致斷鏈，從而還會(huì)造成錨剎車(chē)帶的損壞危險(xiǎn)。因此，必須要對(duì)船舶的余速進(jìn)行判斷。可以利用船舶的倒車(chē)水花、雙向多普勒計(jì)程儀、雷達(dá)顯示的SPD/GPS（船舶沿船艏方向的對(duì)地速度）和SOG（船舶對(duì)地速度）以及正橫附近物標(biāo)方位變化進(jìn)行判斷。文獻(xiàn)［20］針對(duì)GPS、倒車(chē)水花及正橫串視目標(biāo)三種方法，提出了不足之處以及注意事項(xiàng)；董新［25］結(jié)合ARPA雷達(dá)上6min矢量顯示來(lái)判斷船舶的移動(dòng)方向和速度以及附近物標(biāo)的相對(duì)速度。閱讀文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)大型船舶拋錨時(shí)的余速基本都是給出一定范圍的數(shù)值，沒(méi)有相應(yīng)的理論進(jìn)行求解、量化分析。

4.4 確定錨泊操縱的拋錨方法

對(duì)于大型船舶盡可能采用退拋法，一般情況下不采用進(jìn)拋法。采用退拋法船速比較容易掌握和控制，而進(jìn)拋法船速的控制要比退拋法更困難一些，拋錨時(shí)對(duì)錨機(jī)剎車(chē)帶磨耗也要大一些，也易刮蹭船體。閱讀文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，多數(shù)文獻(xiàn)對(duì)于錨泊操縱的拋錨方法介紹的十分詳細(xì)。但是，對(duì)于深水錨泊水深的劃分卻不盡相同。一種是按照30m～60m、超過(guò)60m的水深進(jìn)行劃分，另外一種則是以25m水深為分界點(diǎn)進(jìn)行劃分。

5 大型船舶錨泊模型研究

一般計(jì)算錨泊力均采用公式：

式中：Pa為錨的系留力（N），Pc為錨鏈的系留力（N），Wa為錨在海水中的重量（kg），Wc為每米錨鏈在海水中的重量（kg/m），l為平臥海底的鏈長(zhǎng)（m），λa為錨的抓力系數(shù)，λc為錨鏈摩擦阻力系數(shù)。

通過(guò)對(duì)錨泊力公式進(jìn)行分析，錨泊力的強(qiáng)弱主要是由單位長(zhǎng)度鏈重和臥底鏈長(zhǎng)決定的，同時(shí)和錨鏈的摩擦阻力系數(shù)有關(guān)，而關(guān)于這方面的研究早已展開(kāi)。文獻(xiàn)［14］將船舶錨泊系統(tǒng)看作是三維空間下的運(yùn)動(dòng)，采用集中質(zhì)量法來(lái)描述偏蕩過(guò)程中錨鏈運(yùn)動(dòng)，而后通過(guò)運(yùn)動(dòng)耦合條件以及動(dòng)力耦合條件將船—鏈藕合成為一個(gè)整體；劉勇等［26］胡曉芳、丁德勇［27］均根據(jù)懸鏈線理論進(jìn)行研究，前者研究了懸鏈部分的鏈長(zhǎng)與所受水平外力的關(guān)系，后者則以單個(gè)鏈環(huán)為微元對(duì)錨鏈所形成懸鏈線方程為基礎(chǔ)，完成了不同鏈徑錨鏈在拋錨長(zhǎng)度等方面的綜合分析；于洋，蔣治強(qiáng)［28］指出以二維懸鏈線理論、假定無(wú)流影響為條件的方法適用范圍有限，因此推導(dǎo)出斜向流作用下的三維錨鏈線微分方程。模擬得出三維與二維懸鏈線主要差別在于側(cè)向彎曲；韓璇［29］運(yùn)用了因次分析法論證了錨索參數(shù)估算公式的構(gòu)造形式，做了擬合精度分析。在此基礎(chǔ)上，得到了表征均勻錨索和組合錨索的懸垂線特性的參數(shù)方程，并分析了全錨鏈錨索、全鋼纜錨索和組合錨索的深水錨泊性能；國(guó)振等［30］建立以臥底錨鏈和懸鏈線分界處為原點(diǎn)的懸鏈線方程，分析組合錨索鏈的受力及方程的解法，結(jié)合實(shí)例計(jì)算組合錨索鏈的狀態(tài)參數(shù)；楊鑫［31］將一根錨鏈劃分為多段，同時(shí)應(yīng)用切比雪夫擬合錨鏈的受力分析，簡(jiǎn)化了錨鏈力計(jì)算過(guò)程。在對(duì)靜力懸鏈線理論推導(dǎo)時(shí)，得到了一個(gè)力與位置的方程組，指出力、位置與方程左右兩邊等式的關(guān)系；鄭瑞杰［32］給出了錨鏈拖地與不拖地的計(jì)算公式，并通過(guò)無(wú)量綱計(jì)算比較了懸鏈曲線理論和拋物線理論之間的差異。系統(tǒng)地介紹了無(wú)、有荷重錨鏈及其計(jì)算方法，以此為基礎(chǔ)提出了綜合懸鏈法，將荷重錨鏈等效為一整條錨鏈，然后按照無(wú)荷重錨鏈公式進(jìn)行計(jì)算。

關(guān)于錨泊模型研究，一方面，很多文獻(xiàn)都簡(jiǎn)化了懸鏈線模型，將導(dǎo)纜口至海面的錨鏈直接簡(jiǎn)化為水下的錨鏈，但是由于其裸露在空氣中受力不同，所以也就意味著并未對(duì)整條錨鏈進(jìn)行研究。另外一個(gè)方面，多數(shù)文獻(xiàn)研究錨鏈?zhǔn)芰H僅是假設(shè)受到一個(gè)力作用，所以應(yīng)當(dāng)探尋同時(shí)受到多種外力的情況。此外，較多的文獻(xiàn)在研究錨鏈的受力過(guò)程中基本都忽略了錨鏈自身是可以發(fā)生彎曲的，因此將其看成一根不可拉伸的曲線進(jìn)行計(jì)算，影響了計(jì)算精度。

6 大型船舶錨泊展望

針對(duì)當(dāng)前研究存在的不足，本文提出了以下解決問(wèn)題的途徑：

1）利用分離型建模的思路，建立了錨泊船運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型和錨鏈的數(shù)學(xué)模型，考慮錨泊船同時(shí)受多個(gè)外力作用，并利用Matlab對(duì)錨泊船的偏蕩運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真，得出船舶在偏蕩以及走錨時(shí)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)和各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化趨勢(shì)，從而研究錨泊船在風(fēng)流作用下的偏蕩運(yùn)動(dòng)。同時(shí)采用Matlab對(duì)單錨泊和雙錨泊等錨泊方式進(jìn)行仿真計(jì)算，分析各因素對(duì)偏蕩運(yùn)動(dòng)的影響，得到規(guī)律性結(jié)論。

2）通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的旋回直徑公式進(jìn)行分析，并利用實(shí)例對(duì)船舶所需的旋回半徑進(jìn)行估算，最后找出能較為準(zhǔn)確求旋回直徑的公式。

3）考慮到錨鏈質(zhì)量不斷變化，是變量系統(tǒng)。因此，運(yùn)用密氏方程結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)原理或者采用瞬間沖力公式，對(duì)重力拋錨類(lèi)自由落體階段錨系統(tǒng)受力分析，求出重力拋錨類(lèi)自由落體階段在一定錨機(jī)剎車(chē)力下的出鏈長(zhǎng)度和最大剎車(chē)力下的臨界拋錨水深，以及錨下降速度大小與拋錨水深的關(guān)系，估算海水中錨鏈重力、破斷力。

4）通過(guò)對(duì)大型船舶所受的錨泊力與外力大小比較，求出安全出鏈長(zhǎng)度。隨后與教材、文獻(xiàn)中給出的出鏈長(zhǎng)度公式進(jìn)行比對(duì)，判斷其計(jì)算效果。

5）利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合錨泊船的出鏈長(zhǎng)度計(jì)算出錨泊船的拋錨時(shí)余速?；蛘卟捎缅^泊船對(duì)錨鏈的作用力，算出錨泊船拋錨時(shí)的余速。

6）在建立懸鏈線方程時(shí)，將坐標(biāo)原點(diǎn)建立在臥底錨鏈和懸鏈線的分界處，但是由于錨鏈?zhǔn)艿酵饬ψ饔?，所以有可能部分臥底錨鏈被拉起。因此，針對(duì)此種情況應(yīng)該分兩種情形對(duì)其進(jìn)行深入研究，從而形成對(duì)懸鏈線特性的完整分析。由于錨鏈各部分的受力不同，因此為更好研究錨鏈線受力情況，采用系數(shù)法將整條懸鏈線等效為兩成分錨泊線，對(duì)傳統(tǒng)懸鏈線方程作出改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)整條錨鏈的研究。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著船舶大型化，人們對(duì)海洋探索更加地頻繁，但是由于部分操船人員自身經(jīng)驗(yàn)不足、對(duì)船舶性能了解不足以及對(duì)海洋環(huán)境的認(rèn)知度不高，導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生錨泊安全事故。所以針對(duì)此現(xiàn)象，本論述從五個(gè)大方面對(duì)大型船舶深水錨泊進(jìn)行了闡述，目的在于讓操船人員對(duì)于大型船舶深水錨泊有一個(gè)更加清晰地認(rèn)識(shí)，減少海上危險(xiǎn)事故發(fā)生，為操船人員提供生命保障。希望通過(guò)此篇文章，能夠加深操船人員對(duì)于大型船舶錨泊及其船舶自身性能的認(rèn)知，提高大型船舶深水錨泊的精準(zhǔn)性、可靠性與安全性。

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Review of Large Ship Mooring

YU Huiyuan CAI Feng
（PLA Dalian Naval Academy，Dalian 116013）

Large ship anchoring manipulation is the very popular topic，which caused by anchoring improper operation of mari?time accidents［1～2］are too numerous to list，make people for large ships anchor control becomes more and more noted.In order to fa?cilitate the seafarers'understanding of anchorage control related content，and the current research hot topic，are reviewed in this pa?per，the large vessels are studied.

large ship，anchorage control，review

U675.922

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.11.003

Class Number U675.922

2017年5月6日，

2017年6月26日

于匯源，男，碩士，研究方向：大型船舶拋錨。蔡烽，男，博士，副教授，研究方向：大型船舶拋錨。