第六章大风浪中船舶操纵案例
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船舶操纵课件--第6章 特殊情况下的船舶操纵
周期为7～10s．最陡的波的倾斜度为1/10。一般为1/30～1/40。
2012-9-18 船舶操纵课件
一、波浪概述
海上波浪实际上是不规则的，它们是由各种不同波长、波高和陡度的 波组成的。经观测统计表明，其中有1/10波的波高是平均波高的2倍，称 之为最大波高(hw/10）；有1/3波的波高是平均波高的1.6倍，称之为三一
2012-9-18
船舶操纵课件
二、船在波浪中的运动
1．风浪中的船舶摇摆 船舶在波浪作用下，沿着和围绕着通过船重心的X、Y、Z轴作线运动 和回转运动。各摇荡运动的名称为：
X轴——纵荡（surging）和横摇（rolling）；
y轴——横荡（swaying）和纵摇（pitching）； Z轴——垂荡（heaving）和首摇（yawing）； 船舶在波浪中的摇荡运动，是波浪的强迫摇荡和船舶本身固有的摇 荡相结合的复合运动，这种摇荡运动由于受到水阻力的阻尼作用，因而是 逐渐衰减的。摇荡的强度取决于波面角的陡度、波浪的周期、船舶本身的 摇荡周期与船舶尺度和波长的比例关系。
对船舶安全有威胁的摇摆是横摇、纵摇和垂荡。
2012-9-18 船舶操纵课件
二、船在波浪中的运动
2．横摇 1）横摇摆幅 船舶在规则波中的强制横摇摆幅可以近似地用下式表示：
a0 1 ( TR
2
式中： a ——最大波面角，； 0 TR——船舶横摇周期（s）； τ ——波浪周期（s）。
)
（6—6）
第六章 恶劣天气下的操船
第一节 第二节 大风浪中的船舶操纵 避离热带气旋的船舶操纵
2012-9-18
船舶操纵课件
第一节 大风浪中的船舶操纵
一、波浪概述 二、船在波浪中的运动
2012-9-18 船舶操纵课件
一、波浪概述
海上波浪实际上是不规则的，它们是由各种不同波长、波高和陡度的 波组成的。经观测统计表明，其中有1/10波的波高是平均波高的2倍，称 之为最大波高(hw/10）；有1/3波的波高是平均波高的1.6倍，称之为三一
2012-9-18
船舶操纵课件
二、船在波浪中的运动
1．风浪中的船舶摇摆 船舶在波浪作用下，沿着和围绕着通过船重心的X、Y、Z轴作线运动 和回转运动。各摇荡运动的名称为：
X轴——纵荡（surging）和横摇（rolling）；
y轴——横荡（swaying）和纵摇（pitching）； Z轴——垂荡（heaving）和首摇（yawing）； 船舶在波浪中的摇荡运动，是波浪的强迫摇荡和船舶本身固有的摇 荡相结合的复合运动，这种摇荡运动由于受到水阻力的阻尼作用，因而是 逐渐衰减的。摇荡的强度取决于波面角的陡度、波浪的周期、船舶本身的 摇荡周期与船舶尺度和波长的比例关系。
对船舶安全有威胁的摇摆是横摇、纵摇和垂荡。
2012-9-18 船舶操纵课件
二、船在波浪中的运动
2．横摇 1）横摇摆幅 船舶在规则波中的强制横摇摆幅可以近似地用下式表示：
a0 1 ( TR
2
式中： a ——最大波面角，； 0 TR——船舶横摇周期（s）； τ ——波浪周期（s）。
)
（6—6）
第六章 恶劣天气下的操船
第一节 第二节 大风浪中的船舶操纵 避离热带气旋的船舶操纵
2012-9-18
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第一节 大风浪中的船舶操纵
一、波浪概述 二、船在波浪中的运动
大风浪中的船舶操纵
2.5 大风浪中的船舶操纵2.5.1恶劣天气下的船舶操纵及波浪概述知识点1：恶劣天气下的船舶操纵恶劣天气下的船舶操纵主要指大风浪中的船舶操纵。
船舶在海上航行，不但受到风、流的影响，还受到波浪的影响。
大的波浪不但影响船舶的运行效率，而且还危及人命和船舶的安全。
为避免船舶在大风浪中的危险情况，需要了解风浪的特性、风浪对船舶的影响以及风浪中的操船。
知识点2：波浪概述波浪是指水质点在重力以及表面张力作用下以其原有平衡位置为中心，在垂直方向上作周期性轨圆运动的现象，即波浪传送能量不传送质量。
波形是指位移对于质点坐标的曲线形状。
它是在波的传播过程中，由波线上一系列质点在某一时刻的位移的点所连接而成的曲线图形。
图2-2(a)给出了表示波形的空间坐标系，其坐标原点O位于静水时的水平面上，z为指向上方垂直于该水平面的坐标轴，x为指向波浪传播方向的坐标轴。
表示波形的时间历程的坐标系。
图2-2(b)给出了表示波形的时间历程的坐标系。
图2-2波形在空间的坐标用于描述海浪的特征的物理量称为波浪要素，主要包括波高、波周期、波长和波速等等。
1．波峰、波谷、振幅与波高波形最突起的地方或波面的最高处称为“波峰”，波峰处的纵向位移为正向最大值。
同理，波形最凹下的地方或波面的最低处称为“波谷”，波谷处的纵向位移为反向最大值。
振幅是用来表示波浪强弱的物理量，它是指从静止水平面至波峰或波谷的距离，一般用符号ζa 表示。
波高指相邻波峰或波谷间的垂直距离，一般用符号H表示，显然，波高等于2倍的振幅，即Ha=2ζa。
2．波浪周期波浪完成一次波动所需要的时间或两个波峰（或波谷）相继通过一固定点所经历的时间，称为“波浪周期”，简称“波周期”，一般用符号T表示。
波浪的显著特点是周期性，即位移、速度、加速度，经过一定时间之后又重复地回到原来的数值。
根据简谐振动原理，有T =2π/ω其中，ω为“角频率”，也称波浪频率。
3．波速波速指波传播的速度，一般用符号c 表示。
试论汽车船在大风浪中的操纵
４回转时的横倾
４．Ｉ横向力 船舶回转时作用于正横方向的力有： ４．１．１舵力的横向力Ｐａｙ ４．１．２阻力的横向力Ｒｙ ４．１．３离心惯性力Ｆｊｙ 根据相对平衡原理，任一瞬间作用于船体上的各力（矩）之和为零。 Ｆｊｙ—Ｒｙ＋Ｐａｙ＝０ Ｒｙ＝Ｆｊｙ＋Ｐａｙ ４．２横向力矩
４．２．１ ４．２．２ ４．２．３
跳板与开口的船体是两个独立体，其在波浪中运动和形变的状态也是不一致的，但利用柔性的水密
材料保障了二体在不同方向形变中的水密要求。兼做水密门的跳板是船舶总体结构中最薄弱的环节， 航行中经常会受到风浪的冲击，装卸时受到车辆的压力，以及横倾时的扭力，在这种状态下尽量减
少或避免外力的直接至关重要，否则容易发生变形或损坏，导致强度结构受到破坏降低水密功能，
．１５７－
特大型船舶操纵和船舶安全与管理论文集 离心惯性力横向分力Ｆｊｙ的作用，使船舶产生更大的横倾角。若圆航时突然操反舵，使舵力横向分
力Ｐａｙ变反向，此时舵推力产生了横倾力矩Ｐａｙｅ和离心惯性力产生横倾力矩Ｆｊｙｊ变为同向，将产生
更大的横倾角。
５汽车船在大风浪中操作注意事项
由于汽车船的结构与滚装货物的特殊性。在大风浪中航行更具危险性，因此，需采取有效措施， 减缓大风浪的冲击与摇摆，确保航行安全。 ５．１减轻横摇
．１５９．
横摇周期与波浪周期的比值。当船舶摇摆周期比波浪周期大时，船舶摇摆较慢，船舶易受波浪撞击。
当船舶摇摆周期比波浪周期小时，船舶横摇较快。船体所受惯性力较大。当二者的周期接近相等，
．１５６－
特大型船舶操纵和船舶安全与管理论文集 船舶摇摆剧烈，横摇角越摇越大，此种现象称为谐摇运动，会导致船舶倾覆。 ３．２．２纵摇 船舶绕横向轴的摇摆称纵摇。船舶纵向受浪时，由于船舶纵摇质量惯矩和水的阻尼力矩很大， 同时纵向稳性也较大，所以在波浪的作用下产生的纵摇摆幅比横摇小。当船舶的纵摇周期比波浪周 期大，即船艏迎着短浪航行或航速大时纵摇较小。当船舶的纵摇周期比波浪周期小，即船艏迎着长 浪航行或船速很低或顺浪航行时，则船舶都将随波而摇。当船舶纵摇周期与波浪周期近似相等时， 发生纵摇谐振，摇摆剧烈．会损坏船舶设备，危及船舶安全。 ３．２．３垂荡 船舶绕垂向轴的运动称垂荡。当波浪通过船体时，随着浮力的周期变化，使船体作上升和下降 的垂荡运动，波高越大，垂荡越剧烈。垂荡运动是由波高和垂荡周期与波浪周期之比来决定的，波 高越大垂荡越剧烈。当垂荡周期与波浪周期之比较小时，垂荡运动也小，船舶作周期性的升降。当 垂荡周期与波浪周期之比较大时，垂荡运动再度变小。当垂荡周期与波浪周期相等时，为谐摇，垂 荡位移达到最大，会导致船舶水线面积减少而失去稳性。
大风浪中船舶航行和操纵
❖ 甲板上浪
▪ 甲板上的海水产生自由液面，对稳性不利，尤其是在主 甲板载有管桩货物时。严寒时结冰将使GM值减小。打上 甲板的海水还可造成甲板货物移动，冲击货物系固索具 造成货物系固失效，对船舶的安全造成威胁。同时浪的 作用还会使甲板设备、上层建筑等直接遭受破坏。
▪ 甲板上浪与船艏的干舷高度、船速及相对波高有关。
▪ 这种方法可减轻波浪对船艏的冲击和甲板上浪，使船滞留 在原地附近，等待海况好转后再续航。在执行对近海装置 的守护任务时，通常采用该方法使船舶保持在近海装置附 近守护，或在距近海装置相应距离处，如在10级大风圈外 的水域防台。
▪ 进行此项操纵时，要根据风浪的变化及时调整船速，保证 舵效，防止打横。要根据风浪的情况选择风浪与船艏的最
▪ 当垂荡周期与波浪周期之比较小时，垂荡运动 也越小，船舶随波浪作周期性的升降。
11
中国石油集团海洋工程有限公司
大风浪中船舶航行和操纵
船舶事业 部
▪ 当船舶垂荡周期与波浪周期之比接近1时，成 为谐振，此时的垂荡位移达到最大，
▪ 当垂荡周期与波浪周期之比大于1时，垂荡运 动再度变小。
中国石油集团海洋工程有限公司
▪ 漂滞中波浪对船舶的冲击力大为减少，甲板上浪也不多。只 要船舶保持水密，有足够的稳性，就可以度过大风浪。为了 避免船舶打横和保持船艏逆风浪的态势，如必要，可考虑把 锚卸下把锚链松出，也可把锚直接用锚机松出2.5节左右， 利用锚链的阻力，起到稳定船艏的作用。另外可在船艏拖曳 一个具有一定阻力的拖曳物，如海锚、大缆等（注意防止绞 缠螺旋桨），以使船艏能迎着风浪以减轻横摇。
❖ 船舶在直航中操舵转向会使船产生一个向操舵一舷的横倾力矩。在这个 期间 的横倾叫做内倾斜。其倾斜角不大，而且持续时间也较短。但操舵后不久，在 向内倾斜之后便转为向外倾斜，以致进入定常旋回而稳定在一定倾斜角上。但 是，由向内倾斜转向向外倾斜时，因其惯性力会引起过渡性很大的向外倾斜。 其最大倾斜角是非常大的，有时可达到定常横倾角度的2倍左右。船速越大， 稳性及旋回半径越小、重心位置越高时，这种向外倾斜角度就越大。
▪ 甲板上的海水产生自由液面，对稳性不利，尤其是在主 甲板载有管桩货物时。严寒时结冰将使GM值减小。打上 甲板的海水还可造成甲板货物移动，冲击货物系固索具 造成货物系固失效，对船舶的安全造成威胁。同时浪的 作用还会使甲板设备、上层建筑等直接遭受破坏。
▪ 甲板上浪与船艏的干舷高度、船速及相对波高有关。
▪ 这种方法可减轻波浪对船艏的冲击和甲板上浪，使船滞留 在原地附近，等待海况好转后再续航。在执行对近海装置 的守护任务时，通常采用该方法使船舶保持在近海装置附 近守护，或在距近海装置相应距离处，如在10级大风圈外 的水域防台。
▪ 进行此项操纵时，要根据风浪的变化及时调整船速，保证 舵效，防止打横。要根据风浪的情况选择风浪与船艏的最
▪ 当垂荡周期与波浪周期之比较小时，垂荡运动 也越小，船舶随波浪作周期性的升降。
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船舶事业 部
▪ 当船舶垂荡周期与波浪周期之比接近1时，成 为谐振，此时的垂荡位移达到最大，
▪ 当垂荡周期与波浪周期之比大于1时，垂荡运 动再度变小。
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▪ 漂滞中波浪对船舶的冲击力大为减少，甲板上浪也不多。只 要船舶保持水密，有足够的稳性，就可以度过大风浪。为了 避免船舶打横和保持船艏逆风浪的态势，如必要，可考虑把 锚卸下把锚链松出，也可把锚直接用锚机松出2.5节左右， 利用锚链的阻力，起到稳定船艏的作用。另外可在船艏拖曳 一个具有一定阻力的拖曳物，如海锚、大缆等（注意防止绞 缠螺旋桨），以使船艏能迎着风浪以减轻横摇。
❖ 船舶在直航中操舵转向会使船产生一个向操舵一舷的横倾力矩。在这个 期间 的横倾叫做内倾斜。其倾斜角不大，而且持续时间也较短。但操舵后不久，在 向内倾斜之后便转为向外倾斜，以致进入定常旋回而稳定在一定倾斜角上。但 是，由向内倾斜转向向外倾斜时，因其惯性力会引起过渡性很大的向外倾斜。 其最大倾斜角是非常大的，有时可达到定常横倾角度的2倍左右。船速越大， 稳性及旋回半径越小、重心位置越高时，这种向外倾斜角度就越大。
第六章 大风浪中船舶操纵.
一、大风浪航行的准备工作
2．排水畅通 1）检查排水管系、抽水机、分路阀等，保证处于良好工作状态。 2）清洁污水沟（井），保证黄蜂巢畅通。
3）甲板上的排水孔应保持畅通；
3．绑牢活动物 1）吊货设备、主锚、备锚，舷梯、救生艇筏以及一切未固定的甲板 物件都要绑牢。 2）散装货及烧煤要扒平。 3)各水舱及燃油舱应尽可能注满或抽空，以减少自由液面。 4)舱内或甲板装有重件货物时，应仔细检查加固，必要时加固绑扎。
二、大风浪中的操船方法
1．“Z”航法 以船首一弦100～300的受浪角航行一段距离后再改为船首另一弦100～ 300的受浪角航行的方法，其中航向和航速的调整以减小船舶摇摆幅度为准。
二、大风浪中的操船方法
２．滞航（heave to） 以能保持舵效的最小速度将风浪放在船首2～3罗经点的方位上迎浪前 进的方法，称为滞航。这时的船舶实际上是处于缓进或不进，甚至是微退
四、避离热带气旋的船舶操纵
如果风浪已十分猛烈或者 由于前方有陆地等的阻碍，不 能全速驶离时，可以采取右首 顶风滞航使船处于几乎不进不 退的状态，其相对航迹如图B1、
B2、B3所示。随着台风中心的
前移而避离台风区。 综上所述，在北半球危险 半圆的避航法，可概括为“三 右”，即右半圆，风向右转， 右首受风驶离。
四、避离热带气旋的船舶操纵
2）可航半圆内避台操纵法 北半球的左半圆，风向与台风移动 路径相反，风向逐渐左转（逆时针 方向），风力比右半圆小，船舶被 压入台风中心的危险少。此时，应
使右尾受风驶离台风中心。其相对
航迹如图D1、D2、D3所示。直到风 力由大变小，气压由低变高，则台 风中心已过。
综上所述，在北半球可航半圆的避
四、避离热带气旋的船舶操纵
第六章 大风浪中船舶操纵
以右舷受浪为例
1）当0º≤μ＜30º时，称为 顶浪，也称为“迎浪”，其 遭遇频率比波浪频率要高， 纵摇摆幅较大，横摇摆幅较 小。在μ=0º时遭遇频率最高， 相应的纵摇摆幅最大。
2. 波向角及船舶摇摆程度
2）当30º≤μ＜60º时，称为偏顶 浪，其遭遇频率比顶浪时要低， 纵摇摆幅比顶浪时要小，但横摇 摆幅比顶浪时有所增大。
5）当150º≤μ＜180º时，称为顺 浪，其遭遇频率比偏顺浪时要低 ，纵摇摆幅比偏顺浪时要大，横 摇摆幅比偏顺浪时要小。
6）在μ=180º时遭遇频率最低 ，相应的纵摇摆幅较大，横摇摆 幅较小。
三、横摇运动 1．自由横摇周期 船舶在规则波中小角度(小于15º)无阻尼横摇周 期(船舶自由横摇周期)可用下式近似求得：
B——船宽(m)； GM——初稳性高度(m)； C——横摇周期系数，
2.横摇摆幅
当船舶横摇周期小于遭遇周期，即TR/TE＜1时 ，则船舶横摇频率大于遭遇频率，船舶横摇较快 ，甲板平面与波面经常保持平行，很少上浪，但 船舶所受惯性力较大。
当船舶横摇周期大于遭遇周期，即TR/TE＞1时 ，则船舶横摇频率小于遭遇频率，船舶横摇较慢 ，甲板平面与波面经常不平行，上浪较多，且船 舶经常受到波浪的冲击。
二、船舶在波浪中的运动
船舶在波浪作用下，沿着和围绕着通过船舶重 心的X、Y、Z轴作线性运动和回转运动。各摇荡 运动的名称为：
X轴——纵荡和横摇； y轴——横荡和纵摇； Z轴——垂荡和首摇；
其中对船舶安全有威胁的摇摆是横摇、纵摇和 垂荡。
1.波浪遭遇周期
设船舶以与波浪方向成一定 的交角μ和船速V在波浪中运动 ，如右图所示，则波浪相对于 船舶的传播速度为：
当船舶横摇周期近似等于遭遇周期，即TR/TE≈1 时，则船舶横摇频率近似等于遭遇频率，船舶横 摇剧烈，横摇角越来越大，严重时将导致船舶倾 覆，这种现象称为谐摇或谐振。
1）当0º≤μ＜30º时，称为 顶浪，也称为“迎浪”，其 遭遇频率比波浪频率要高， 纵摇摆幅较大，横摇摆幅较 小。在μ=0º时遭遇频率最高， 相应的纵摇摆幅最大。
2. 波向角及船舶摇摆程度
2）当30º≤μ＜60º时，称为偏顶 浪，其遭遇频率比顶浪时要低， 纵摇摆幅比顶浪时要小，但横摇 摆幅比顶浪时有所增大。
5）当150º≤μ＜180º时，称为顺 浪，其遭遇频率比偏顺浪时要低 ，纵摇摆幅比偏顺浪时要大，横 摇摆幅比偏顺浪时要小。
6）在μ=180º时遭遇频率最低 ，相应的纵摇摆幅较大，横摇摆 幅较小。
三、横摇运动 1．自由横摇周期 船舶在规则波中小角度(小于15º)无阻尼横摇周 期(船舶自由横摇周期)可用下式近似求得：
B——船宽(m)； GM——初稳性高度(m)； C——横摇周期系数，
2.横摇摆幅
当船舶横摇周期小于遭遇周期，即TR/TE＜1时 ，则船舶横摇频率大于遭遇频率，船舶横摇较快 ，甲板平面与波面经常保持平行，很少上浪，但 船舶所受惯性力较大。
当船舶横摇周期大于遭遇周期，即TR/TE＞1时 ，则船舶横摇频率小于遭遇频率，船舶横摇较慢 ，甲板平面与波面经常不平行，上浪较多，且船 舶经常受到波浪的冲击。
二、船舶在波浪中的运动
船舶在波浪作用下，沿着和围绕着通过船舶重 心的X、Y、Z轴作线性运动和回转运动。各摇荡 运动的名称为：
X轴——纵荡和横摇； y轴——横荡和纵摇； Z轴——垂荡和首摇；
其中对船舶安全有威胁的摇摆是横摇、纵摇和 垂荡。
1.波浪遭遇周期
设船舶以与波浪方向成一定 的交角μ和船速V在波浪中运动 ，如右图所示，则波浪相对于 船舶的传播速度为：
当船舶横摇周期近似等于遭遇周期，即TR/TE≈1 时，则船舶横摇频率近似等于遭遇频率，船舶横 摇剧烈，横摇角越来越大，严重时将导致船舶倾 覆，这种现象称为谐摇或谐振。
超大型集装箱船舶大风天气顺流掉头靠泊操纵
越大。因此，超大型集装箱船舶的舵力和舵力转船力
矩要 大一 些 ，舵效 好 。
年大风平均频率高 ， 在大风天气下拖轮马力配置存在
不 足 现象 。
（ ４ ）单位载重 吨分配的主机功率 ：大型油轮为 ０ ． ２ ５ 以下 ，但大型集装箱船舶一般为０ ． ６ ０ 以上。单位
载重 吨分配 的主机 功率决 定倒 车停 船 陛能 的好 坏 ，该 值 越大 ，倒 车停 船性 能越 好 。
Ｓ Ｓ Ｗ风为 主 ，其 余月 份均 以Ｎ Ｎ Ｅ 和Ｎ Ｅ 风为主 。湾 内外 全 年 大于８ 级风 的平均 天数 为 １ ２ ． ８ 天 和９ ８ ． ３ 天 。最 大强
集两散”中的一个集装箱港区所在地 ， 是我国不可多
得 的天 然深水 良港 。江阴港 区２ ０ ｍ深槽从 口外 经路 屿 航 门可 直抵 湾 内的江 阴集 装箱 码头 附近 。兴化 湾江 阴
关键词 ：超 大型集装箱船舶 ；大风天气；靠泊；船舶操纵
一
江 阴港 区概况
６ ． ９ ｍ／ ｓ ，最大风 速 ３ ４ ． ０ ｍ ／ ｓ ，港 区除夏季 （ ６ — ７ 月 ）以
福 州港 江 阴港 区位 于福建 省兴 化湾 内 ，是 福州港 九 大港 区 的重 点港 区 ，是 福建 沿海 港 口重 点发 展 “ 两
超大型集装箱船舶 大风天气顺流掉头 靠泊操纵
福建省福州港 口管理局引航站 黄文峰
摘要 ：随着世 界经济和船舶制造技 术的持 续发展 ，集装箱船舶吨位越 来越 大 ，对 引 航 员和船长在港 内靠离泊船舶操 纵方面不断
提 出新 的挑 战。随着福 州港 口建设 的飞速发展 ，靠泊福 州港 江阴港 区的集装 箱船 舶不断大型化 。结合几年 来超 大型集装箱船舶 靠离泊操纵的经验 ，对超大型集装箱船舶在 大风天 气顺流掉头靠泊操 纵进行探讨 ，供 同人参考。
第6章 大风浪中船舶操纵
2016年5月29日星期日
武汉海事学院
15
4、横摇运动 1）自由横摇周期、固有的横摇周期(TR)
TR C
B GM
C—横摇周期系数； B—船宽； GM—初稳性高度，可以调整，但航行中不可调整。 货船满载横摇周期 9-14s 货船压载横摇周期 7-10s 大型油船横摇周期，空载6s以下，满载14s以上 GM＞B/10横摇过于剧烈， GM＜B/30横摇过于缓慢， B/30＜ GM＜B/10比较适中。
2016年5月29日星期日
武汉海事学院
14
3、谐摇运动 船舶本身具有的摇摆性能称为自由摇摆性能，如船舶横 摇周期、纵摇周期以及垂荡周期等都是船舶固有的摇摆 性能。 波浪引起的船舶运动是一种强迫运动，或称为强迫摇摆。 当船舶自由摇摆周期近似等于遭遇周期，或船舶自由摇 摆频率近似等于遭遇频率时，船舶将发生谐摇运动。 横向谐摇可能造成船舶横倾角过大，严重时可能导致船 舶倾覆；纵向谐摇和垂荡谐摇可能产生拍底、螺旋桨空 转等现象，严重时可能导致船体结构、船舶主机以及船 舶设备等的损坏。
2016年5月29日星期日 武汉海事学院 16
2）横摇摆幅
船舶在规则波中的强制横摇摆幅可以近似表示为：
a0 TR 2 1 ( ) Tw
TR/Tw<1，即船舶的横摇周期比波浪周期小，则船舶横摇 较快，甲板与波面经常保持平行，很少上浪，但船体所 受惯性力较大。 当TR/Tw>1 ，即船舶的横摇周期比波浪周期大，则横摇较 慢，并且与波浪不协调，船舷易与波浪撞击，甲板上上 浪较多。 当TR/Tw=1 ，即二者的周期接近相等，船舶摇摆最剧烈， 横摇角越摇越大，将会导致船舶倾覆。这种现象称为横 谐摇。
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2. 波向角及船舶摇摆程度
4）当120º≤μ＜150º 时，称为偏 顺浪，其遭遇频率比横浪时要低 ，纵摇摆幅比横浪时要大，横摇 摆幅比横浪时要小。 5）当150º≤μ＜180º 时，称为顺 浪，其遭遇频率比偏顺浪时要低 ，纵摇摆幅比偏顺浪时要大，横 摇摆幅比偏顺浪时要小。 6）在μ=180º时遭遇频率最低 ，相应的纵摇摆幅较大，横摇摆 幅较小。
2. 波向角及船舶摇摆程度
2）当30º≤μ＜60º 时，称为偏顶 浪，其遭遇频率比顶浪时要低， 纵摇摆幅比顶浪时要小，但横摇 摆幅比顶浪时有所增大。
3）当60º≤μ＜120º 时，称为横 浪，其遭遇频率比偏顶浪时要低， 纵摇摆幅较小，横摇摆幅较大。 在μ=90º或270º 时遭遇频率等于波 浪频率。相应的横摇摆幅最大， 纵摇摆幅最小。
二、船舶在波浪中的运动
船舶在波浪作用下，沿着和围绕着通过船舶重 心的X、Y、Z轴作线性运动和回转运动。各摇荡 运动的名称为： X轴——纵荡和横摇； y轴——横荡和纵摇； Z轴——垂荡和首摇； 其中对船舶安全有威胁的摇摆是横摇、纵摇和 垂荡。
1.波浪遭遇周期 设船舶以与波浪方向成一定 的交角μ和船速V在波浪中运动 ，如右图所示，则波浪相对于 船舶的传播速度为： VE=c + Vcosμ VE——相对波速(m/s)； c——波速(m/s)； μ——船首向与波向的交角 ，简称波向角。
5.波陡 指波高与波长之比(H/λ)，它是用 来描述波形的陡峭程度。 6.深水波与浅水波 由于波浪在传播过程中，波速、 波长、波高和波形受水深影响较大 ，通常依据水深h与波长λ之比来划 分深水波和浅水波。 h/λ小于0.5时 为浅水波，而h/λ大于0.5时为深水 波。
7.波形的变化 1）浅水区的波形变化 波浪从深海向浅海接近时，由于水质点的垂直 移动受阻，水质点的运动轨迹将由圆形变为椭圆 。同时，由于回转运动与海底之间的摩擦阻力使 波速降低。在浅水域中波速只随水深变化，但波 浪的周期不变。因此，当波速减小时，波长变短 ，波高增大。而且海岸的倾斜越急，这种变化越 剧烈。此外，由于波谷与海底的摩擦部分的行进 速度变缓，而波峰的行进较快，使波峰向前卷起 ，同时在行进中破碎。这种波浪俗称为开花浪， 对船舶的冲击力较大。
谐摇时的横倾角可用下式估算：
α0——最大波面角。 实际上，一般在TR/TE＝0.7～1.3区间内就会发 生谐摇，该区间称为“谐摇区间”或“谐振区间 ”。因此，船舶在海上航行时，应尽可能避免船 舶横摇频率与遭遇频率相近的情况。
3.避免横向谐摇的措施 避免船舶的横向谐摇，即使船舶的固有横摇周 期与波浪遭遇周期之比大于1.3或小于0.7。 1) 调整船舶自由横摇周期 在装载时适当调整GM值，即选择船舶自由横 摇周期，使船舶的横摇避开谐振区间。 2) 调整波浪遭遇周期 对于航行中的船舶，调整船速和（或）航向对 于减轻横摇是行之有效的措施。 但是，当波向角μ=90º或270º ，即正横受浪时， 遭遇周期等于波浪周期，这时改变船速对调整波 浪遭遇周期不起作用。
第六章大风浪中船舶操纵
第一节 船舶在波浪中的运动
第二节大风浪中航行的危害 第三节大风浪中海上航行操船
第四节大风浪中港内操船方法
第一节 船舶在波浪中的运动
波浪及其要素
船舶在波浪中的运动
横摇运动 纵摇运动 垂荡运动
一、波浪及其要素
1.波峰、波谷、振幅与波高
波形最突起的地方或波面的最高 处称为“波峰” 波形最凹下的地方或波面的最低 处称为“波谷”
2）干扰引起的波形变化 当从大海上远处袭来的大浪与本海区相反方向 的波浪相遇；或袭来的波与该处的反射波相互干 扰时，形成合成波，它的波速变得很小，而波高 可能增加一倍。这种波浪俗称为三角浪。对小型 船舶危害较大。 由于风向的变化，使所产生的两个不同方向的 波浪形成某一交角时，就会发生波高作周期性变 化的群波。在海上经常遇到的，周期性的3个或5 个大浪，随后又出现几个小浪，就是这种群波。
四、纵摇运动
1．纵摇周期 船舶的纵摇周期可用下列近似公式估算：
TP——船舶纵摇周期（5）： L一船长（m）； CP——纵摇周期系数，
2. 减轻纵摇的措施 在船舶纵摇周期与遭遇周期相等，即TP/TE≈1时 ，船舶将发生纵向谐摇。由于船舶纵摇惯性矩、 阻尼力矩和稳性高度都比较大，故船舶在波浪的 作用下产生的纵摇摆幅比横摇摆幅要小，纵倾角 一般不超过最大波面角。纵向谐摇的摆幅取决于 波长与船长之比、波向角和船型等因素。 因船舶自由纵摇周期与船长有关。实际上，调 整自由纵摇周期是不可能的，故一般采取调整遭 遇周期，即调整船速和(或)航向的措施来减小纵摇 摆幅。
振幅是指从静止水平面至波峰或 波谷的距离。
波峰与波谷之间的垂直距离称为 “波高”。
2.波浪周期 波浪完成一次波动所需要的时间 或两个波峰(或波谷)相继通过一固 定点所经历的时间，称为“波浪周 期” 。 3.波速 波速指波浪传播的速度 。 4.波长 沿着波的传播方向，两相邻的同 相位水质点或两相邻的波峰(或波谷) 间的水平距离叫做“波长”。
波浪相对于运动中船舶的周 期称为波浪遭遇周期，它就是 船上人员所看到的波浪周期， 故也称为波浪视周期，简称为 “遭遇周期”。
TE——遭遇周期(s)； λ ——波长(m)；
2. 波向角及船舶摇摆程度
以右舷受浪为例
1）当0º≤μ＜30º 时，称为 顶浪，也称为“迎浪”，其 遭遇频率比波浪频率要高， 纵摇摆幅较大，横摇摆幅较 小。在μ=0º时遭遇频率最高， 相应的纵摇摆幅最大。
三、横摇运动 1．自由横摇周期 船舶在规则波中小角度(小于15º )无阻尼横摇周 期(船舶自由横摇周期)可用下式近似求得：
B——船宽(m)； GM——初稳性高度(m)； C——横摇周期系数，
2.横摇摆幅 当船舶横摇周期小于遭遇周期，即TR/TE＜1时 ，则船舶横摇频率大于遭遇频率，船舶横摇较快 ，甲板平面与波面经常保持平行，很少上浪，但 船舶所受惯性力较大。 当船舶横摇周期大于遭遇周期，即TR/TE＞1时 ，则船舶横摇频率小于遭遇频率，船舶横摇较慢 ，甲板平面与波面经常不平行，上浪较多，且船 舶经常受到波浪的冲击。 当船舶横摇周期近似等于遭遇周期，即TR/TE≈1 时，则船舶横摇频率近似等于遭遇频率，船舶横 摇剧烈，横摇角越来越大，严重时将导致船舶倾 覆，这种现象称为谐摇或谐振。