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橫浪

鎖定
當船舶遭遇的海浪浪向在左、右舷75~105度時稱為橫浪。橫浪主要產生橫向運動,它包括橫搖、首搖和橫蕩,其中主要是橫搖 [1]  海浪是引起船舶搖盪的主要擾動,長期以來,造船工作者對船舶在海流中所受的力和力矩進行了許多研究。海浪是一個很複雜的隨機過程,而船舶的形狀也是非常複雜的,於是,海浪對船舶的擾動力和擾動力矩也是非常複雜的。
中文名
橫浪
外文名
Beam sea
定    義
浪向在左、右舷75到105度的海浪
學    科
船舶工程
特    點
主要產生橫向運動
運動類型
橫搖、首搖和橫蕩,主要為橫搖

橫浪橫浪及相關

船舶在航行時一般會遭遇各種海浪,當遭遇浪向在左、右舷75°~105°時稱為橫浪。橫浪主要產生橫向運動,它包括橫搖、首搖和橫蕩,其中主要是橫搖。當遭遇浪向在左、右舷0°~15°之間時稱為順浪。遭遇浪向在左、右舷165°~180°之間稱為頂浪。順浪和頂浪統稱縱向對浪,縱向對浪主要產生縱向運動,它包括縱搖、縱蕩和垂蕩,其中主要是縱搖和垂蕩。遭遇浪向在左、右舷15°~75°時稱尾斜浪。遭遇浪向在左、右舷105°~165°時稱首斜浪。尾斜浪和首斜浪既產生縱向運動,也產生橫向運動。 [1] 

橫浪橫浪及船舶傾覆

船舶在橫浪上傾覆可能有四種情形:
1、船舶在突風的作用下傾覆。
2、由於甲板上浪積水,使船舶緩慢地傾覆。
3、船舶在洶湧的波濤巾傾覆。
4、由於其它附加的傾斜力矩(例如貨物移動和結冰)引起船舶傾覆。
如果説船舶受風面積較大,穩性又比較差,那未,對於這樣的船舶,在靜水中受到突風的作用時,當然也會發生頒復,但是毫無疑問,船舶在橫浪上受到突風的作用時是更加不利的。這是因為風和浪的聯合作用,會使得船舶的動傾角突然增大而立該傾覆。根據有關觀測資料指出,船舶從開始傾斜到傾覆的整個過程是很短的,大約十幾秒鐘。在這種情況下發生傾覆的船舶主要有帆船和千舷高、上層建築多的船舶。
甲板上浪積水而緩慢翻船的情況,主要發生在低船舷的船上。這種船舶由於甲板接連上浪,也就是説前一個波浪越過舷牆打上甲板的水還來不及外流時,下一個浪波又淹滿了甲板,從而引起船舶的非對稱傾斜和搖擺。這可能出現兩種情況:一是船舶傾斜至某一位置後,不再繼續傾斜,船在該位置上的傾斜角稱為虛靜傾角。這時,船舶在虛靜傾角位置上搖擺,但不發生傾覆;另一種情況則是船舶的傾斜一次比一次嚴重,傾斜角不斷增大,直至船舶傾覆。 [2] 
試驗表明,橫浪中甲板的嚴重淹沒是出現在比船的橫搖自然頻率較高的波浪頻率上。淹沒尤其依賴於橫剖面的形狀。只要舷牆能防止甲板淹沒,它就能增加船的安全性。但是,當水以高的頻率超過舷牆上到甲板時,舷牆使水滯留在甲板上,它就將危及船的安全。在嚴重淹沒的條件下,舷牆和甲板室一起進一步減少了船的安全性。因此具有低幹舷的船的主甲板上應避免長的甲板室,而裝置上層建築。 [3] 

橫浪橫浪航行的危害

船在橫浪中航行,船體將發生橫搖。橫搖易導致貨物移位.產生自由液麪等,影響船舶穩定性。當船的搖擺週期與波浪週期接近一致時,將產生諧搖現象,使船橫搖加劇,甚至有傾覆的危險。在此情況下,必須設法改變航向,以減輕橫搖。但在調整航向使船頭受浪時,切忌用大舵角,以免造成過大橫傾。
船舶在大風大浪中掉頭,操舵旋轉時因做曲線運動將受到離心力與側向水阻力所構成的力偶的作用,使船體向外舷傾斜,轉舵越急,舵角越大,航速越高,則傾斜越顯著。此時若船正處於橫浪中,船身還要向波谷一側傾斜,且還要受到風的壓力,橫傾就會大大加劇,導致船舶傾覆。 [4] 

橫浪橫浪的利用

偏離橫浪減小橫搖力矩
通過改變遭遇浪向可以避免產生嚴重的橫搖。如果船的固有周期大於遭遇週期,那麼在尾斜浪中可能產生較大的橫搖,反之,在首斜浪中可能產生較大的橫搖。但是應注意:隨着船偏離橫浪,波浪對船舶的橫線搖擾動力矩隨之減小。
縱搖和垂蕩有與橫搖相類似的情況。在規則波中,當遭遇週期,等於縱搖固有周期時,縱搖產生諧搖。由於垂蕩的固有周期接近縱搖的固有周期,因此,兩者的諧搖是同時發生的。縱搖和垂蕩的固有周期較小,通常首斜浪比尾斜浪更容易發生諧搖。 [5] 
參考資料
  • 1.    金鴻章,姚緒梁.船舶控制原理:哈爾濱工程大學出版社,2001.5:35
  • 2.    中國造船工程學會.第二屆漁船學術會議論文選集:中國造船工程學會,1982:121
  • 3.    中國船舶及海洋工程設計研究院.水池試驗譯文集 第二輯:中國船舶及海洋工程設計研究院,1979.1:152
  • 4.    劉明俊,陳金福,翁建軍.航道與引航:武漢理工大學出版社,2015.05:216
  • 5.    馮鐵城.船舶搖擺與操縱:國防工業出版社,1980:147