大型集裝箱船舶操縱與墜箱原因分析
航海技術
作者：李亞榮
摘要：隨著萬箱船舶日益增多，萬箱船舶的操縱技術也在不斷摸索中進步和累積經驗。本文依據了航海實踐經驗，陳述了5 600箱位大型集裝箱船舶在大風浪中航行環境，並分析在大風浪中各種受力影響船體、物體的原始位置和狀態，特別是甲板上集裝箱受到大風浪劇烈衝擊後墜箱的受力分析。同時，為了求證墜箱原因，本文還簡單陳述了大風浪形成的過程和船舶在大風浪中狀態。因為存在船尾發生墜箱的情況，本文簡單論述了手操舵和自動舵在大風浪操縱的不同結果。
關鍵詞：大風浪 順浪航行 綁紮屬具 手操舵 自動舵
1 概況
某輪是5 600箱位的集裝箱船舶，在大西洋比斯開灣北部風浪中飄搖航行，再過7～8小時候就會離開比斯開灣是非之地，進入英吉利海峽抵達歐洲第一目的港。
此值北大西洋的冬季，進入比斯開灣之後，一股強冷空氣裹挾了風雪飄然而下，海麵風力8級以，風向西南風，海麵風浪洶湧澎湃，烏雲籠罩，似乎要將航船吞沒。
大型集裝箱船舶的抗風能力足以抵擋大風浪的侵襲，在風雨飄搖中駛向目的港。船長、駕駛員把操舵的繁重任務交給了自動駕駛儀（Pilot）。
船舶左舷正橫後受風，根據船舶裝載狀況以及船舶在大風浪航行的特征，船舶會在左右15°左右搖擺，極端情況下會產生超過25°的左右橫搖。
餐廳裏，服務員把濕布放在了餐桌上以防碗筷被大幅度搖擺而墜落地上。同樣，甲板上集裝箱在進入大風浪區前已經作了加固，船長和甲板部人員都認為高枕無憂了。
正當全船毫無畏懼比斯開灣中部地區大風浪時，一個深深的湧浪從左後部衝擊船舶尾部，船舶先微微向左舷傾斜，船首大幅度轉向左舷，甲板上的集裝箱綁紮屬具以及扭鎖在傾斜狀態下受到了額外的拉力和張力，發出可怕的金屬摩擦聲。
巨大的湧浪將船舶壓向下風，偏離了航線。而自動舵依照設定的程序，頑強挽回偏移航線的“過錯”。它毫不遲疑，大幅度地來了一個右舵20。當船舶尾部的湧浪過後，在恢複力矩作用下，右舷尾部馬上向左邊壓去，同時發生大幅度的右傾，超過了左傾的幅度，達到了25°以上，前部船首巨浪開花，覆蓋了駕駛台全部，瞭望玻璃完全浸濕。劇烈搖晃產生了瞬間巨大的縮張力。右後的邊沿集裝箱綁紮杆和扭鎖發生了超負荷的拉力而發生了斷裂，在傾斜力矩的作用下墜箱發生， 30多個自然箱“跳海遊泳”了。
船長和駕駛員怎麼也弄不明白船尾後會墜箱。在大風浪貨損案例中，船長和駕駛員的概念總以為墜箱發生在易遭風浪直擊的船首部位，船體嚴重浪損部位也在防浪板前後。
2 比斯開灣風浪產生的原因
每一位船員都會經曆大風浪和湧浪海況。風浪的形成是由空氣流動直接造成的，當風達到一定強度後，風的能量就傳給了海洋引起了軟體的水麵波動。
風浪離開風區傳至遠處或風區裏的風停息後所存在的波浪稱為湧浪。海上風浪和風的關係是：風速越大，產生的風浪越大，風持續時間越長，海水獲得的動能越大，風浪也就越大。風區越大，浪在風區內移動越遠。當大洋中海水深度越大，海麵的風浪、湧浪越大。
無論冬季和夏季，地球上大氣環流一般發展和生存期基本上在5～7天之間。由於地球自西向東繞地軸由西向東移動的規律，大氣環流也是從西到東位移和發展。區別在於季節性變化。夏季無論高壓和低壓，中低緯度大氣環流強盛，冬季高緯度因其下墊麵溫差梯度懸殊，其能量聚集都讓高壓和低壓猶如咆哮的西伯利亞叢林中的老虎和雪豹，東進南下時脾氣很大。到了北大西洋更是如虎添翼，所向披靡，洋中航行的船舶就可能處於滅頂之災了。由於地理位置，冬季，北美高緯度極地高壓凝聚力量後，在前呼後擁的深度低壓前開道後頂推下，開始向東部位移，並向南方擴散。由於下墊麵的崎嶇地形，移動中會大風呼嘯，一夜之中急劇降溫8℃～10℃。當寒潮推進到了北大西洋上後，下墊麵發生了變化，加上海水流體特性，前部的低壓引起的大風吹向海水，在延時數小時後，海（洋）麵開始波濤洶湧起來並以輻射的形式綿延數百海裏，甚至數千海裏，低壓圓周外圍都是擴散的深度湧浪。當風力作用停止後風所引起的波浪受到地球重力和和摩擦力的影響才逐漸衰弱。
高強度低壓在移動過程中導致海麵驚天駭浪外，初始移動速度比較緩慢，並在下墊麵洋麵上還將吸收能量發展，中心氣壓持續下降。其較深的氣旋內部中心氣壓可以到950帕巴以下，近中心風力到達10級以上，極端可以到達12級以上，風力範圍廣泛，可以覆蓋整個30°N至60°N範圍，在1 000海裏之外的外圍風力也可能達到8級以上，大風浪幾乎覆蓋了中高緯度的北大西洋。
北大西洋的溫帶氣旋在它自西向東移動過程中越過北大西洋的會給北歐地區各國帶來非常劇烈的大風寒冷天氣。多數情況下在洋麵上和北歐沿岸形成波浪形移動，或偏下，或偏上移動，導致北歐、西歐各國的深度寒冷。
因為比斯開灣麵向大西洋西部，開敞的特殊地理位置，麵對寒潮的行進方向，具備了半永久性的滯留。當寒潮擴充到此時，突然受到地理阻擋，能量釋放、舒緩條件受到障礙，所以在冬季比斯開灣的風浪更盛於其他海區，其盛行強大的西風、西南風。另外，比斯開灣水深，大部分離海岸半海裏就是數百米深水區，由此，風大浪更高，過後的大湧浪如綿延山峰，幾乎終年占據了比斯開灣地區，變成了世界著名的風浪區。
西歐班輪航線，從地中海出去到歐洲的航線選擇是唯一的。避開比斯開灣大風的機會幾乎沒有。因此，防範大西洋氣旋和寒潮，在風浪中謹慎操縱是橫渡比斯開灣船舶船長首要關心的問題和操控技藝，尤其是在冬季北大西洋比斯開灣北上，船長將麵臨非常痛苦的安全操縱抉擇來對抗氣旋。船舶遭遇大風浪是很可怕的，船舶發生前後顛簸不說，船員的情緒都處於非常低迷的狀態，精神萎靡不振。