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“长赐号”搁浅,或因这个物理现象

2021-08-24七君

发明与创新·中学生 2021年8期
关键词:船速船身苏伊士运河

七君

今年3月24号,一艘名为“长赐号”的巨型集装箱船在苏伊士运河搁浅,超过200艘轮船被卡在了河道里,6天6夜后才再次通行。

比利时根特大学海洋技术系系主任Evert Lataire认为,“长赐号”搁浅可能与岸壁效应这个经典的物理现象有关。

“长赐号”长400米,高60米,横过来就可以把苏伊士运河堵住。在这样狭窄的水道里,大船运行时尾部很容易被水岸吸住,这就是岸壁效应。

当船在狭窄的水道中前进时,船头的水位总是比船身和船尾的高,因此,当水流从船头沿船身流向船尾时,就会从一个较宽的通道进入一个狭窄的区域。而当液体经过一个狭窄区域时流速增加,压强降低。这就意味着,和船头相比,船体附近是低压区。如果船靠水岸或其他船只太近,就容易被吸住,造成岸壁效应。

根据岸壁效应可知,当船头开始转向时,更靠近水岸一边的船身易被水岸吸住。因此,大船经过狭窄的水道时,要特别留心避免让船体与水岸或其他船只靠得太近,且速度不能太快,要尽量走水道中心线。

历史上曾出现过因岸壁效应而造成的事故。1934年1月,英国纳尔逊级战列舰以每秒4.6米的速度离开英国朴次茅斯港,结果就因为岸壁效应搁浅。

从行驶记录来看,“长赐号”可能也发生了类似的事。

在当地时间3月23日早上7 :30,“长赐号”刚进入苏伊士运河不久就遇到了沙尘暴。苏伊士运河管理局在3月26号表示,相关人员是在“长赐号”遇到了强风和沙尘暴后才无法掌舵的。

根据船舶自动追踪网站VesselFinder对当时“长赐号”航行姿势的跟踪记录,当“长赐号”遇到强劲的西风时,相关人员曾试图向西面操舵对抗风力,如此一来就陷入了岸壁效应的困局,最终船身顺时针旋转,船头扎入了东岸。

不过,狭窄水道中“邪门”的物理现象并不只有岸壁效应,大船过小道还要注意艉坐效应。

实际上,岸壁效应的物理原理也适用于船底的情况,因为水流从船头流到船底时要经过更狭窄的通道。如此一来,船底也会被河床吸引,也就是说船尾容易在浅水区下沉,这就是艉坐效应。

艉坐效应主要和水深以及船速有关。船速更大时,船尾更容易被河床吸引,而水深不足吃水深度的2.5倍时艉坐效应非常明显。因为艉坐效应,大船在浅水区时人们很难操舵,导致船很容易跟着水底地形运动,或在浅水中打转。

艉坐效应也曾造成不少事故。

1992年7月8日,“伊丽莎白女王二号”远洋邮轮在美国马塞诸塞州的卡蒂杭克岛附近的沙洲上搁浅。美国国家运输安全委员会后来的调查指出,船员们不清楚水底地形,因此低估了船速过高造成的艉坐效应,直接导致了事故的发生。

2000年,Tecam Sea号和Federal Fuji號散货船在加拿大魁北克的索雷尔·特雷西港口相撞,后来的事故分析报告指出,艉坐效应也是肇事因素。

甚至还有轮船利用艉坐效应强行降低“身高”,以避免超过最大安全通航高度的奇怪操作。

2009年11月1日,世界第三大游轮、高出水面72米的“海洋绿洲号”为了能通过丹麦的大贝尔特桥,在过桥时加速至每小时37千米,成功让大船多入水30厘米,最终以小于最大安全通航高度4厘米的距离惊险过桥。

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