《航海学》备课笔记(7)

2018-11-19 22:00

2.利用公式计算法

在研究和分析航海资料的基础上确定限制纬度后,可利用以下公式求算混合航线(如图9-l-6所示);

第一段航线:

tan?1 (9—1—10) cosD?1?tan?L sinC?? cosS1?cos?Lcos?1sin?1sin?L (9—1—11) (9—1—12)

式中:?1——起始点纬度‘

?L——限制纬度; C?一—大圆始航向;

Si一一第一段大圆航线的航程。 第二段航线:

C= 090? 或 270? (9—1—13) S2= D?2 ?cos?2 (9—1—14) 式中:C一—限制纬度圈恒向线航向;

D?2一—限制纬度圈上两切点间的经差; S2——限制纬度圈上的恒向线航程。 第三段航线:

tan?2 cosD?= (9—1—15)

tan?L cosS2=

'sin?2sin?L (9—1—16) (9—1—17)

sinCF=

'cos?Lcos?2 CF?CF?180? (9—l—18) 式中:?2——到达点纬度;

S2——限制纬度圈上第二个切点至到达点的大圆航程; CF——大圆终航向。

在进行解算时,应首先求出总经差以判定各段经差的名称,然后再依照前面大圆航行求算中的判断规律,确定各相关符号和名称,其中CF可视作从到达点向第二切点航行的情况求出。

例6—1—2:某船拟由35°40? S,118°06? E航行至22°15? S,41°30? W,并取60°S为限制纬度,求采用混合航线的最短航程、始航向和终航向。

解:

a.求取总经差D?:

D???41?30'?118?06'??159?36'?159?36'W b.求取始航向C?和第一段航程S1: cosD?1?tan35?40'tan60?cos60?cos35?40'sin35?40'sin60??0.414359

D?1?arccos(0.414359)?65?.52W?65?31'.3W sinC???0.615443

C??arcsin(0.615443)?38?SW?218? cosS???0.673270

S??arccos(0.673270)?2860.8 n mile c.求取终航向CF和第三段航程S3: cosD?3?tan22?15'tan60?cos60?cos22?15'?0.236200

D?3?arccos(0.236200)?76?20'.3W sinCF?'?0.540225

' CF?arcsin(0.540225)?32?.7SE?147?.3

CF?147?.3?180??327?.3 cosS3?sin22?15'sin60??0.437226

S3?arcsin(0.473226)?3844.4 n mite

d.求取第二段(等纬圈航线)航程S2:

D?2?D??D?1?D?3??159?36'?(?65?31'.3)?(?76?20'.3)?17?44'.4W S2=17?44??4?cos60?=532.2 n mile e.求取总航程S:

S =S1+S2+S3=2860.8+532.2+3844.4=7237.4 n mile

与求算大圆航线一样,在航海实际中,可主要利用计算机编程或用导航仪和组合导航系统的辅助计算功能解算混合航线问题。

三、大洋航线的选择与航行注意事项 1.选定大洋航线应考虑的各种因素 (1)气象条件

查阅资料诸如《世界大洋航路》、航路设计图、《航路指南》、相关气象图等,综合中长期天气预报,仔细分析,充分考虑本航次中遭遇诸如盛行风、季风、热带气旋等大风和灾害性天气及雾区的可能性。

(2)海况

着重研究海流、海浪、流冰和冰山对航行的影响,尽量避开逆流,利用顺流,避开大风浪区、流冰区和冰山活动区。

(3)障碍物

大洋航行时,必须对岛、礁等危险障碍物予以充分的注意,留有足够的安全距离。 (4)定位与避让条件

选择航线时,应充分考虑利用各种定位方法的可能性。接近陆地时,应选有显著物标或有明显特征等深线的水域。注意避让条件,特别是能见度不良时更应尽可能避免航线通过渔区和拥挤水域。

(5)本船条件

①本船结构强度:老船应考虑因船壳锈蚀,容易在大风浪中被冲击漏水;新船亦应注意预防。

②吃水:空船吃水浅,受风面积大,不利于充分发挥车效和舵效;满载时则易严重上浪而损伤船体。

③船速:大洋航行中,船速是选择航线的一个重要因素。低速船在大风浪中顶风航行,航程进展小;傍风航行又偏移很大,舵效较差。

④吨位:一般船舶吨位大抗风能力也大;船型不同,适航性能也不同。但是,吨位大小不一定是主要因素,重要的问题是措施应该得当。

⑤客货载情况:要考虑货载多少,是散装货或杂货,是否有危险品,以及封舱、衬垫和绑扎情况;有否甲板货,稳性情况如何等。客船一般应选择风浪小的航线。

⑥船员:要考虑船员的技术水平、熟练程度和应付紧迫局面的能力。在其他条件一定的情况下,船长的经验和船员集体的应变能力,是选择航线应当考虑的一个重要因素。 (6) 推荐航线与分道通航

一般应尽量采用《世界人洋航路》和航路设计图中的推荐航线(recommended route);在有分道通航制的区域,应遵守分道通航的规定。

对于上述各种因素的利弊,应当充分加以权衡。总之,选择大洋航线的主要出发点,应当突出安全,其次是达到节约航行时间的目的。即使是选择大圆航线或混合航线,也只是由于符合了安全和缩短航行时间的要求,才有实际意义。

2.气象定线概述

在大洋航行中为选择最佳航线,除了研究了解固定的航海环境外,主要是掌握分析海洋水文气象条件对航区和本船的影响。多年来人们通过具体的航海实践,对此早有注意,并总结了选定航线的丰富经验。各种航路图以及《世界大洋航路》所推荐的航线,就是以气象学资料为基础而制定的,这种推荐航线,确切地说,应称为“气象航线”。

随着天气预报学和船舶通信导航设备的不断发展完善以及缩短船舶营运周期的需要,使根据气象条件具体制定最佳航线的工作获得迅速的发展和越来越广泛的应用。岸上气象咨询开辟了大洋航线设计的新纪元,国际上已有一些专门机构提供针对北大西洋、北太平洋及印度洋的气象定线服务,即岸上气象咨询机构根据大洋气候资料、气象和海况预报,结合船舶的各种条件,通过计算,为船舶优选大洋航线,并在航行过程中继续给出航线的修正指导。气象定线对于保证航行安全、缩短航行时间、节省燃料和减少船、货的损失等方面取得了显著的效果。

由岸上的专门机构负责向接受导航的船舶提供航线指导是气象定线的主要方式,其一般步骤如下:

(1)出航前,船长或船公司向气象定线公司提出定线申请,并报告以下内容: ①船舶名称、呼号、航速和所属公司或本航次受雇公司的名称和地址; ②预计起航时间;

③出发港口和目的港(如果中途有挂靠港,需说明港名和预计停靠时间); ④装载情况(装货量、甲板货物情况和稳性等); ⑤船舶吃水与干舷; ⑥其他要求与说明。

气象定线公司收到船舶的申请后,结合气象预报资料,通过计算机及时分析处理。为船舶提出推荐航线和开航后未来5天的天气形势、风浪、海雾、海流等情况;同时根据各种类型船舶航速曲线的特点和货载安全的需要,向被导船舶提供导航指导意见。

(2)船舶收到定线公司的定线咨询报后,应在仔细分析的基础上确定本船的计划航线。 (3)航行中,船舶和气象定线公司应密切配合。一般情况下,船舶每2天把午时船位、航向、航速、风向、风级和海况等电告定线公司;定线公司也每2天发一次跟踪导航的指导电报。如果船舶因非天气原因发生故障或减速,或船舶自行改变航线,应速电告定线公司;如遇复杂的天气情况,双方加发电报联系协调。

(4)航行结束时,船长应尽快电告定线公司实际到达时间;定线公司将及时做出航次总结并发给船舶公司,副本送船长。至此,气象定线服务全过程结束。

在气象定线过程中,通信手段是非常重要的,有时一般的通信手段难以满足要求,多采用卫星通信。自动气象定线系统,可谓是通信系统与大型电子计算机的结合。

应当指出,气象定线的岸上机构,仅系咨询性质的。接受气象定线服务,并不解脱驾驶员使用其他必要办法妥善计划航线的责任。

3.大洋航行注意事项

在大洋航行中,正确选定航线,采用最佳方案,是很重要的。但是,为了补充航线选定方案中的不足,以及根据变化的情况不断修正航线,在航行中采取及时、正确的航海措施,也是保证航行安全不可缺少的重要环节,其中包括:

(1)认真推算

推算船位是在任何时候获取船位的最基本方法,进行天文定位、无线电航海仪器定位,包括比较现代化的卫星定位,都必须以推算船位作参考。因此,大洋航行中决不可忽视推算船位。为了尽可能提高推算的准确度,应坚持使用计程仪,并切实掌握计程仪改正率;重视罗经工作状况,改向或长时间在同一航向上航行,要注意每隔1~2 h进行磁罗经和陀螺罗经对比,以利随时发现问题,采取正确措施;每天早晚利用太阳出没或低高度各测1次罗经差,并将测定结果记人罗经误差记录簿;应根据各地地磁的变化,计算罗经差;当船舶跨越赤道后,应对磁罗经的工作情况进行检查,以确定自差有无较大变化。由于航行时间长,更要特别注意正确计算风流压差,以保证推算的准确度。

(2)充分利用机会观测船位

在航行中应充分利用一切机会进行天文定位和无线电导航仪器定位。正常情况下,每昼夜至少有3个天文船位(晨、昏天文船位和上午或下午太阳位置线间或与中天纬度间的移线船位各一个);远距离无线电定位每2h一次;如装有卫导仪应及时定位。定位后,均应注意分析产生船位差的原因,作为继续进行航迹推算的参考。如果只能获得单一位置线,也应加以应用,作为分析船位误差的参考。

(3)注意接近海岸的安全

远航接近海岸时,由于可能存在较大的推算误差,要特别注意仔细识别物标,正确定位,确保航行安全。除应选择显著物标作为接岸点外,必须仔细了解接岸区的地形特点,水深变化规律、水中危险障碍物位置、水流情况和助航设施等。接近海岸时,应先开启雷达,提前加强隙望,反复确认物标,直至对船位确信无疑,方可继续航行,决不可粗枝大叶,贸然行事。

(4)注意收听天气预报、收录气象传真

大洋航行气象多变,灾害性天气时有出现,因此,必须按时收听有关气象台站的气象报告和传真图,结合本船的气象观测资料进行分析判断。如有灾害性天气,应采取必要的避离和预防措施。

(5)按时接收航海警告

由于大洋航行一般持续时间较长,应特别注意接收无线电航海警告,并及时进行必要的图书资料改正工作。

(6)及时拨钟

在大洋航行中,为了维持正常的作息时间,并使船时与所航行海区的时间一致,应及时按时区拨钟,通过日界限时变更日期,并记人航海日志。

(7)必要时选用适当船速

大洋航行由于可能遭遇灾害性天气等意外原因,有时会延长航行时间,造成燃料储存短缺。因此。船舶除应有额外燃油储备(一般不少于两天的耗油量)外,航行中应选择适当航速,以保证续航至中途港或目的港。

为了考虑船舶燃料消耗问题,应明确耗油量与航速V、船舶排水量D和航程S之间的关系。船舶航行每小时耗油量Q(单位:t)与船舶排水量D(单位:t)和航速V(单位:kn)的关系为:

2 Q?D3?V3 (9—1—19)

即:单位时间耗油量与船舶排水量D的2/3次方成正比,与航速V的三次方成正比。 船舶航行航程S耗油量F(单位:t)与航速V和航程S(单位:n mile)的关系为: F?V2?S (9—1—20) 即:船舶单位距离耗油量与航速的平方和航程成正比。

例6-1-3:某船以18kn航行1 000 n mile,需燃油100t。现仅存燃油80t,但至中途港尚有l200 n mile航程。为使船舶能在不增加燃料的情况下续航至中途港,试求适当航速。

解:

设应驶的航速为x kn,于是:

18?1000x?1200222?10080

?15kn

x=

18?1000?80100?1200即:这时应选用约15kn航速可维持l 200 n mile航程,到达中途港。

例6-1-4:某船排水量10000t,以15kn航速航行一天燃油消耗28t,试求: ①航速增加kn,一天燃油消耗增加多少?

②加载2000t货后,以14kn航速航行,一天燃油消耗多少? 解:

①设一天耗油增加x t,根据每小时耗油公式得:

2

1000010000323?15?16233?32828?x3

x?10000?16?2823?28?5.98t

100003?15即:航速增加1 kn,一天燃油消耗增加5.98t。

②设加载2 000t货后,以14kn速度航行一天耗油量为yt,根据每小时耗油公式得:


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