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警惕船舶参数横摇风险

近年来,太平洋海域发生了多起集装箱掉海事故,大约有3000个集装箱落海。

-2022年1月7日,ONE旗下一艘13900TEU的集装箱船在大西洋遭受恶劣天气发生集装箱倒塌事故,造成了60个集装箱落水,80个集装箱受损。

-2021年10月22日,集装箱船“ZIM KINGSTON”在温哥华岛外约30海里处丢失了约106个集装箱。

-2021年1月16日,集装箱船“MAERSK ESSEN”号(13100 TEU)在太平洋沿岸发生集装箱落水事故,经初步统计,损失了约750个集装箱。

-2020年11月30日,超大型集装箱船“ONE APOS”轮,由于早于恶劣天气丢失了大约1800个集装箱,损失高达16亿元。

-同年10月30日,ONE旗下一艘14052TEU的大型集装箱船“ONE AQUILA”轮,在北太平洋遭遇风暴等恶劣天气堆垛倒塌,船上至少有100个集装箱落水

......

其中可能的原因是船舶发生了参数横摇并且没有妥当应对。世界航运理事会数据统计,每年大约有1000个集装箱落海是由于船舶参数横摇导致。集装箱船如果短时间内发生大幅度异常横摇,可能导致集装箱堆垛倒塌、集装箱落海,对货物和船舶设备造成损坏。

什么是参数横摇

参数横摇是阻尼较小的船在纵浪或接近纵浪的情况下,当遭遇一定频率的波浪时稳性变化较大,伴随着显著的纵摇、升沉运动在短时间内产生很大横摇角的现象。

参数横摇何时发生

当满足以下两个条件时,就可能发生参数横摇:

1)波浪遭遇周期约为船舶固有横摇周期一半;

2)波浪长度接近船舶长度

参数横摇在波涛汹涌的海域中经常发生,但在摇晃周期很长的海域也可能发生。即使是互相接在一起的几个高浪也可能会触发意想不到的大角度运动,如下图所示的摇晃运动的测量时间轨迹所示。以下面这个图例为例,船长240米,固有横摇周期为32秒,摇晃角度在1分钟内就从4度增加至26度。

参数横摇的影响

参数横摇主要影响集装箱船等船体线型前后甲板呈喇叭形的船舶。参数横摇运动可能突然发生且持续时间较短,但也可能足够对船舶和货物造成损坏。

怎样合理避免参数横摇

一艘船可能在短时间内突然发生参数横摇,为了防止这种情况的发生,船员应该学会在早期识别这种情况和危险迹象。当波浪在下方通过时,平缓的横摇和颠簸运动之间的同步是一个明显的特征,特别是当船开始从左舷转向右舷,与连续的摇晃周期几乎同步时。这表明波浪遭遇周期等于或接近船舶固有横摇周期的一半,在这种情况下,只要波浪足够高,任何时候都可以发生参数横摇。要避免上述情况,最直接的方法是改变航向为横浪或艏后浪,避免突然转向。改变航向可以与增加速度相结合,但前提是它不会增加其他危险的风险。改变航向似乎有悖直觉,但这是减少后续海域中参数滚动风险的唯一方法。

船员在考虑分析参数横摇现象时应注意以下几个因素:

1. 主波的方向、长度和高度

2. 航行水域位置,是否经常发生参数横摇;

3. 使用IMO 图表来计算波浪遭遇周期;

4. 船舶稳定特性。

在极有可能遇到参数横摇运动的海区,船员必须在船舶驾驶台保持适当瞭望。如果船长认为船舶将经历参数横摇运动,则应改变船舶的航速和航向,使船舶离开危险航行区域。

在计算目标船舶海浪汇遇频率时,气象导航可能会提供有关这方面的帮助,并对可能引起参数横摇运动的区域发出警告。

可以安装检测设备,以确定参数横摇运动的风险。船上的船员应该接受适当的培训以评估参数横摇运动情况。近年来,太平洋海域发生了多起集装箱掉海事故,大约有3000个集装箱落海。

-2022年1月7日,ONE旗下一艘13900TEU的集装箱船在大西洋遭受恶劣天气发生集装箱倒塌事故,造成了60个集装箱落水,80个集装箱受损。

-2021年10月22日,集装箱船“ZIM KINGSTON”在温哥华岛外约30海里处丢失了约106个集装箱。

-2021年1月16日,集装箱船“MAERSK ESSEN”号(13100 TEU)在太平洋沿岸发生集装箱落水事故,经初步统计,损失了约750个集装箱。

-2020年11月30日,超大型集装箱船“ONE APOS”轮,由于早于恶劣天气丢失了大约1800个集装箱,损失高达16亿元。

-同年10月30日,ONE旗下一艘14052TEU的大型集装箱船“ONE AQUILA”轮,在北太平洋遭遇风暴等恶劣天气堆垛倒塌,船上至少有100个集装箱落水

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其中可能的原因是船舶发生了参数横摇并且没有妥当应对。世界航运理事会数据统计,每年大约有1000个集装箱落海是由于船舶参数横摇导致。集装箱船如果短时间内发生大幅度异常横摇,可能导致集装箱堆垛倒塌、集装箱落海,对货物和船舶设备造成损坏。

什么是参数横摇

参数横摇是阻尼较小的船在纵浪或接近纵浪的情况下,当遭遇一定频率的波浪时稳性变化较大,伴随着显著的纵摇、升沉运动在短时间内产生很大横摇角的现象。

参数横摇何时发生

当满足以下两个条件时,就可能发生参数横摇:

1)波浪遭遇周期约为船舶固有横摇周期一半;

2)波浪长度接近船舶长度

参数横摇在波涛汹涌的海域中经常发生,但在摇晃周期很长的海域也可能发生。即使是互相接在一起的几个高浪也可能会触发意想不到的大角度运动,如下图所示的摇晃运动的测量时间轨迹所示。以下面这个图例为例,船长240米,固有横摇周期为32秒,摇晃角度在1分钟内就从4度增加至26度。

参数横摇的影响

参数横摇主要影响集装箱船等船体线型前后甲板呈喇叭形的船舶。参数横摇运动可能突然发生且持续时间较短,但也可能足够对船舶和货物造成损坏。

怎样合理避免参数横摇

一艘船可能在短时间内突然发生参数横摇,为了防止这种情况的发生,船员应该学会在早期识别这种情况和危险迹象。当波浪在下方通过时,平缓的横摇和颠簸运动之间的同步是一个明显的特征,特别是当船开始从左舷转向右舷,与连续的摇晃周期几乎同步时。这表明波浪遭遇周期等于或接近船舶固有横摇周期的一半,在这种情况下,只要波浪足够高,任何时候都可以发生参数横摇。要避免上述情况,最直接的方法是改变航向为横浪或艏后浪,避免突然转向。改变航向可以与增加速度相结合,但前提是它不会增加其他危险的风险。改变航向似乎有悖直觉,但这是减少后续海域中参数滚动风险的唯一方法。

船员在考虑分析参数横摇现象时应注意以下几个因素:

1. 主波的方向、长度和高度

2. 航行水域位置,是否经常发生参数横摇;

3. 使用IMO 图表来计算波浪遭遇周期;

4. 船舶稳定特性。

在极有可能遇到参数横摇运动的海区,船员必须在船舶驾驶台保持适当瞭望。如果船长认为船舶将经历参数横摇运动,则应改变船舶的航速和航向,使船舶离开危险航行区域。

在计算目标船舶海浪汇遇频率时,气象导航可能会提供有关这方面的帮助,并对可能引起参数横摇运动的区域发出警告。

可以安装检测设备,以确定参数横摇运动的风险。船上的船员应该接受适当的培训以评估参数横摇运动情况。

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