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船舶积冰及冰区锚泊的安全分析

邹忠胜  
【摘要】: 锚泊船走锚和船舶积冰是海上船舶二个比较常见的海冰灾害。冰情较严重时,中小型船舶在海冰的作用下容易走锚,造成碰撞、搁浅等严重事故。目前,对船舶冰区安全锚泊的研究大多停留在经验方法。由于缺乏量化的计算,经验方法在实践应用中存在较大的局限性。另外,在适宜的气象条件下,海浪飞沫积冰对中小型船舶产生不容忽视的危害,甚至导致船舶倾覆。但是在实践操作中,船舶积冰的危害没有引起足够的重视。因此,对冰区锚泊船舶的受力和海浪飞沫积冰对船舶的危害进行定量计算和分析,深化广大船员对船舶受力和积冰危害的认识,对提高船舶冰区安全航行有一定的指导意义。 论文分析海冰与船舶作用时的破坏方式,引用海冰对结构物的静冰力公式,综合风、流的影响,计算船舶在冰区锚泊时所受的外力。在此基础上,假设锚在任何情况下均能发挥最大抓力,计算船舶在外力作用下的最小出链长度。由计算可知:船舶的最小出链长度随着风速、顶偏角、冰厚的增大而增大;在一般气象条件下,冰厚4cm的海冰导致三千吨级船舶走锚;冰厚9cm的海冰可导致万吨级船舶走锚。因此,吨位较小的船舶应尽量避免在冰区锚泊。 论文对船舶的海浪飞沫上浪模式进行了分析,建立适用于计算海浪飞沫上浪的随船坐标系。在此基础上,引用中小型船舶海浪飞沫上浪的经验公式,计及海浪飞沫的运动和冷却,对船舶的积冰量、积冰分布进行了计算。根据上述结果,计算积冰对船舶的浮性、稳性的影响。假设船舶积冰持续24小时,由计算可知:顶偏角0°-45°,船舶稳性衡准数K随顶偏角增大而减小;顶偏角45°-90°,K随之增大而增大;顶偏角45°左右,K达到最小值,在较大船速、风速条件下,K<1,船舶有倾覆危险。另外,K随着风速、船速的增大而减小。因此,综合考虑各种因素,船舶应以较小顶偏角、船速航行。如果预计风力较大,船舶应避风。 通过论文的分析与定量计算,深化船员对冰区锚泊船舶的受力和积冰危害的认识,为冰区安全航行提供决策依据。


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