内容摘要：本文以某公司4250标准集装箱船舶在北太平洋遭遇大风浪侵袭，导致船舶发生严重浪损为案例，分析了浪损事故的成因和船长、驾驶员在大风浪中大型集装箱船舶失误操纵，引出了大型集装箱船舶在大风浪中如何吸取教训，以此探讨如何理论结合实际在大风浪中以良好船艺操纵大型船舶。本文还简单陈述了船舶在大风浪中主要运动要素。

关键词：大风浪运动要素、浪损、主机负荷、减速航行

船舶在复杂多变的海上航行，遇到狂风巨浪的袭击在所难免。那么，怎样克服困难，战胜大自然挑战呢？船舶要求有良好的适航性外；另一方面要求船舶驾驶人员了解风浪、熟悉船舶在风流中运动规律，并针对客观规律，采取正确的操船措施，从而确保船舶在恶劣天气下安全航行。

案例：某轮浪损事故

1.     事故经过

某轮2010年10月20日离开温哥华后，根据公司指令主机运行40%负荷，船舶运行主机转速78RPM。2010年10月27日凌晨某轮开始受到强低压影响，海面风力逐渐加强，当时主机转速78RPM, 速度约16节。

0310时SW风增至7到8级（顶风），船舶开始抖动，为防止浪损，船长令主机备车减速至72RPM 航行，速度约11节。

0600时风力增强到9至10级，船舶纵摇加剧，船体严重抖动，拍底加剧。0930时主机减至68RPM，速度约9节。

1210时主机减至55RPM。

1230时减至50RPM，航速6至8节。

1800时后船舶逐渐远离低气压中心。

大风浪过后船长令大副和水手前去检查，发现船首船体及结构数十处损坏，船舶设备约7处损坏，34 只集装箱严重凹陷变形损坏。是该公司最为严重的一次浪损事故。那么为什么船舶会在大风浪中出现如此的浪损情况呢？

2.     浪损成因分析

上述发生事故的某轮是4200TEUS船型，船舶长度为263米，船宽32米，其基本特征是瘦窄型、低干舷。根据历年航行经验，该船型抗风能力远不及公司具有的系列5600箱位的集装箱船舶。她犹如一把薄刃的尖刀，在大风浪航行中船艏与船尾会发生明显左右扭动。

北太平洋天气形势发展的趋势都是从西向东，无论是高压、还是低压，规律都是途径西伯利亚、中国或者日本海到北太平洋、直至高纬度北美地区。低压系统的移动速度一般在180度前比较缓慢，伴随着移动发展加深强度。在过了180度后移动速度加快，速度在20－25海里左右。此后低压中心能量逐渐下降，气压回升。

深度低气压移动惯性的作用的后果：所经过的洋面都是巨浪滔天，在低压前部有涌浪，在低压后部亦有大浪和东南方向传播的长涌。低气压尺度非常大，影响范围广泛，其破坏力非常之大，张牙舞爪的手脚都伸向1000海里以外。近中心风力可达10级以上，如同台风中心附近风力！

当船舶顶浪航行时上下起伏很大而造成剧烈拍底现象。就此特性，该类型船舶极易在大风浪中产生对船体的破坏。

船舶的主机功率的配置不同导致船舶操纵结果不同。

如下是比较典型的船舶大小、尺度、动力的对比：

我们可以从表列数据发现，各种类型的船舶与船舶的尺度并不成正比。大型集装箱船舶的主机功率比起同等尺度油船大的多，因此主机动力储备充分。

如某4200箱位船舶在风平浪静的情况下100转满载满负荷可以达到大约23节船速。风平浪静的航海环境下负荷在40%也会达到17节左右的船速，

无论如何，由于主机具有的负荷特性，在一定的转速下，船舶的负荷是随外界的阻力大小发生变化。首先，我们理解一下汽车的运动状态：汽车在斜坡上行驶，速度不变的情况要爬坡就得猛踩油门，直至达到最高限定负荷。

船舶功率的输出： 主机动力在风平浪静的情况下转速70转，功率输出在40%左右。船舶遭遇大风浪之后，船舶为自动维持主机转速70转，就需要增添负荷补充，于是油门格数就会上升，主机的冗余功率随着外界风浪影响持续释放并作用于风浪与船体。

这样情况下船舶的动力就会和外界的风浪撞击开始了博弈，形成了势不两立的态势。船首首当其冲与风浪面对面的接触。根据物理能量守恒定律，船舶设施、所载集装箱排开水的质量等于船体重量，当船舶以此质量遭遇大风浪时动能（E=1/2MV²）产生相同的力的冲撞。船底、船壳受力就是等同于风浪的拍击力。

当船首船壳具有足够强度下，风浪被船首撞击的四分五裂，以撞击力的反方向散开，能量消耗在飞溅的风浪泡沫中。在船舶驾驶台看到的景象就是飞沫飘向下风，船舶驾驶台的瞭望玻璃窗被海水覆盖而产生盐花。当冲撞力超过船体（船舶设施、所载集装箱）允许的强度，则浪损已不可避免。

当船壳不能抵挡风浪的冲击时，相向碰撞的能量转移到了船体上，为了保持能量平衡，船壳以撕裂破口或舷墙弯曲的形态消耗能量。于是，在大风浪航行的船舶遭遇了结构破坏而导致适航性下降，陷入危机。

某轮的事故证实了风浪与船舶的相对作用力已经超过船舶设施、所载集装箱的允许强度，风浪撕裂了艏楼甲板，水密失效，潜在的危害不言而喻！如果再严重进水的话，船舶的安全性完全失去了。由此看来，大风浪航行的操作不可大意，必须谨而慎之。

3. 减速是防止大型集装箱船浪损的最有效途径

根据动能公式，在船舶质量无法改变的情况下，只有改变船速才能达到减少动能的目的！一般集装箱船航速都在20节以上，其本身就有5-6级的船风，如果相对5级顶风航行，那么就有10级的相对风速，船舶就会上浪，对船体的冲击力已经不小了。

如果有7-8级的顶风航行，其相对风速将有12级以上，这样风浪对船体及甲板货物造成很多的威胁，在这种情况下，如果不采取措施的话，极易造成船体损坏、集装箱浪损和坠箱事故。

如果偏顶风航行，那么正好使风浪正面冲击船首两舷的船体和舷墙，是受风浪的正压力，加上船艏的船体形状是呈倒三角，不易分解其所受正压力。因此，极易造成船首舷墙受损及锚机甲板凹陷变形，集装箱船舶发生过船首舷墙变形和艏防浪板受损的情况。

诸多的因素船舶驶入了大风浪中心区域，那么船长应该采取怎样的操纵措施尽可能保障船舶的航行安全？船长应该视当时遭遇大风浪的环境和情况作出操作决定。

鉴于大型集装箱船舶的功率储备特性和船体抗击大风浪的船壳，对大型集装箱船浪损解决方式就是果断、及时、大幅度减速以减少、减轻涌浪的撞击船体和拍底。

减速到什么程度？目前还没有精确的理论计算值来指导船舶减速。那么就得依据船长的实际操作经验来决定船舶减速的幅度。

根据4200TEU船型特点和造船技术问题，要求船长在遭遇大风浪时应及时减速，一旦船舶顶风顶浪进入5－6米以上涌浪区域，船长应首先果断减速至主机45－50RPM，以维持船舶舵效和操纵为原则。然后，再根据天气海况逐渐调整主机转速，切不可盲目增加主机转速。

中尾机型大型集装箱船舶当在大风浪中航行时，由于船舶超长尺度，驾驶台值班瞭望人员在遭遇大风浪侵袭、前面船首被风浪强烈撞击浪花四溅时感觉绝对不一样！

船舶的震动或抖动是沿着船首向船尾方向传递，犹如一根弹簧传递张力，在传递过程能量随着长度而慢慢衰减。由此，当破坏力极强的风浪撞击船首并已引起破坏了，而在驾驶台的值班人员并没有感觉如此强大的冲击，他们仅仅感到略有震动而已。作为大型高速集装箱船的驾驶人员如果没有意识到风浪中撞击力的传播原理，那么，在大风浪中操纵船舶将存在风险。一些船长在大风浪中操作的经验值得借鉴：

在黑夜遭遇大风浪的时候，一般都很难调正航向到克服船舶被风浪撞击和横摇的理想状态，而仅仅是稍许改善风浪撞击和横摇。而最为明显的改善就是改变船速来达到减少船壳撞击的力量。

船舶在迎风或偏顶风航行时，当船舶在高低不平的风浪中航行时改变了风平浪静时的状态，船舶在前后颠簸中前后吃水发生了瞬间巨大变化。当船舶拱头船尾翘时，主机就会突然改变转速，也就是所谓的飞车情况发生。颠簸越厉害，船舶的飞车状态越严重。

驾驶员可在驾驶台观察主机转速的变化。假如船舶的转速改变幅度在5转以上时，驾驶人员应该考虑适当减速，减速控制在上下3转的颠簸中飞车转速。如果，转速仍然趋向大幅度改变，那么转速还得人工下调，最终控制在能够维持舵效转速或适当改变航向减少颠簸。

然后，再根据天气海况逐渐调整主机转速，切不可为考虑班期或尽早驶离恶劣海况区域而盲目增加主机转速。大风浪对航行船舶的危害极大，尤其是对快速航行的集装箱船舶，如果操作不当，极易造成船体损坏和箱子坠海事故。

再则，驾驶员在漆黑的夜晚，可以观察风浪与船舶拍击后产生的反射光强弱来判断船舶遭受的撞击的强弱。如果拍浪巨大，航行灯光会强烈反射到驾驶台。反之，光线较弱。

4. 跨洋航行的技术指导与支持

由于现代气象资料收集的比较丰富和详尽，但人们还没有完全掌握气象的发展趋势。天气形势和天气预报已经基本满足了航海者的需要。更有一些专业的气象导航公司服务于跨洋航行船舶，为这些船舶提供可靠的气象预报，以便船长及时规避大风浪的侵袭。气象导航公司的一般导航原则就是依据船舶的类型和抗风能力设计气导航线，同时也受到航运公司相关部门根据该公司的船舶经营目标状况给予一定航线抗风级数限定。

诸如，某航运公司指导气导公司原则上置船舶在8级风浪之外。也就是说，气象导航的情况下船舶还有机会在稍大的风浪区内航行。

在太平洋或者大西洋航行的船舶完全规避大风浪不现实，因此，气象导航的船舶不可能高枕无忧。船长和驾驶员对船舶在大风浪中航行应该引起足够的重视。

船长应加强与气导及岸基部门的沟通，在遭遇恶劣天气航行困难时，应毫不犹豫地请求岸基支持。根据大型集装箱船特点，以维持船舶舵效为原则及时减速。岸基支持是让船长得到大风浪操作的咨询。船长在船舶第一线不能等待岸基支持而失去自己操作船舶的主张，船长应该以专业的操作技艺和经验来平衡岸基支持的要求。

船长还应注意北太平洋温带气旋形成的恶劣海况是在低气压中心的西南方向，而非低压中心。集装箱船避免和减少浪损的最直接有效措施就是避离深度低压，在风力相对较小的海域航行，或者根据天气形势滞航等待风浪区减弱后在航行，或者在跨洋航行时（北太平洋洋区）选择中低纬度航行。大圆航线固然能够缩短航行距离，但在大圆航线上遭遇大风浪之后的任何航线改动，都会增加航线距离。船舶不可能在大风浪中全速前进，其船期损失显而易见，而且还存在船舶浪损的风险。

气导公司为4200TEU船舶跨洋航行设计航路时应主动考虑规避6-7米以上恶劣海区，亦可指导船长或滞航或绕航，以避开涌浪6-7米以上。当不幸落入大风浪海区船长应果断、及时的大幅度减速，以尽可能减轻涌浪的撞击和拍底。

岸基应该立足于船舶在大风浪中航行要像“防台”一样建立“跨洋航行防范大风浪”安全管理机制，加强部门协作，及时提供岸基信息技术支持，多提醒与确认帮助船长判断局面、建议准确船舶操纵，提升船长战胜风浪的信心。

航运企业应重视船员新旧更替的培训，岸基都应对缺乏经验的新任船长进行了有效地操船船艺培训、指导和带教工作，尤其是加强大风浪事故案例的分析教育，使他们能够从各种事故案例中吸取教训、增长经验。

大自然的力量是无限的，航海是有风险的，只有正视航海风险，防范风险，才能把很多人为的操作失误导致的航海事故消灭在萌芽之中或者预先风险评估而使船舶处在相对安全的环境中。

附：.船舶大风浪中的运动要素

船舶在风浪中航行时，其运动情况非常复杂，通常可以将船舶的复杂运动分解为六个自由度的运动。以船舶重心作为G坐标系的原点，则船舶运动可分解成沿三个坐标的平动和绕三个坐标的转动。沿坐标轴的平动有单向运动和往复运动之分，往复性的平动称为荡动。同样绕坐标轴的转动也有单向和往复转动之分，往复性的转动称为摇动。在所有运动中船舶安全操纵密切相关的是横摇、纵摇和首摇。

横摇涉及船舶的稳性，有时候会引起货物移动，致使船舶横倾，过大的横倾可能导致船舶倾覆。

纵摇会导致船舶降速，还会引起船首上浪而使甲板货、甲板设备损坏，同时纵摇使船体特别是船首因受到浪的冲击力而导致船体受损，此外，纵摇引起螺旋桨空转，致使主机飞车，转速不稳。

垂荡也是一种有害于船舶航行的运动，往往与纵摇同时产生，造成船舶失速，主机功率得不到充分利用，垂荡相位与纵摇相位相差不多，二者共同作用下将会引起船舶激烈拍底，上浪，螺旋桨空转。

首摇对船舶在风浪中航行时的保向性有重大影响，尤其在斜顺浪航行时，首摇明显，危险时会导致船体打横。

本文参考资料：

1.     船舶操纵 大连海事大学 （洪碧光主编）2011年2月第四次印刷

2.     船舶操纵 上海海事技术职业学院 （孙琦主编） 2011年3月第三次印刷

3.     中海集装箱运输股份有限公司 安技部部分通电

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