操船術
制限水路影響1-a,1-b:浅水影響 2-a,2-b:側壁影響 3.傾斜海底影響 4.船接近影響制限水路影響とは水深が浅かったり水路幅が狭かったりする場合に起こる現象である。下記に示すようないくつかの典型的な状況例のいずれもが、その原理は1つであり、水面下の船体の近くに固定された平面や流水とは別の動きをする表面がある場合、船体とその面との間の流水だけが流れが早くなり、ベルヌーイの定理が示す効果によってその部分での圧力が周囲に比べて下がるため、船体が引かれて思わぬ動きをするというものである。 浅水影響 「浅水影響」は船底が水底に近いために、船底部周囲の水の流速が早くなり船体が下方へと引かれ喫水が大きくなることである。 側壁影響 「側壁影響」は運河などの通航時に船体が側壁に近い場所を航行すると船体と側壁との間の水が早く流れる場合に側壁に吸い付けられるように引かれることである。
アンカー(錨)は比較的浅い沿岸海域などで停泊する場合に、海底に投錨することで船体の移動を抑制する機能を果たす。
特に台風などで強風や波浪の高まりが予想される場合には、大型船は港内での高潮によって岸壁に乗り上げたり係留索の断裂等による事故を避ける為、港から開けた沿岸海域に事前移動後、投錨して危険を避ける事が普通である。
21世紀はじめの近年では、使用しないときには余分な重量となるアンカーは軽量ものを1つだけ搭載する船もあり、いざとなればエンジンをかけて風に対抗することでアンカーの軽量化分を十分補えるとしている。
船橋にあって、舵を動かす様に船尾に伝える装置を「操縦装置」または「操舵制御装置」といい、機械式、水圧式、電気式の3つの方式がある。
機械式では歯車やロッドによって伝えられるもので、小型船に多い方式である。
中大型の船でも、古い汽船では水圧式と電気式の両方式を備えていたが、その後、水圧式は廃止されて21世紀の現在は電気式を2系統備えている。
船首揺れ(ヨーイング; Yawing)......垂直を中心軸に、水平面で時計廻り反時計廻りに回転する。
横揺れ(ローリング; Rolling)......船首船尾を中心軸に、右廻り左廻りに回転する。
縦揺れ(ピッチング; Pitching)......左右を中心軸に、前転と後転に回転する。
船舶の運動は地上での自動車での走行とは異なり、いくつか特異な挙動を示す。以下に単胴船での特異な運動例を示す。
大型船の露天デッキに備わっている「E-PIRB」(Emergency Position Indicate Radio Beacon、イーパブ)は沈没する船に放置されたままでも4m以上の水深水圧が加われば自動的に離れて浮かび上がり、船名や位置情報を含む救難信号を発信するようになっている。
1999年2月1日からは「SOS」で有名だった海上緊急通信としてのモールス信号は公式には廃止され、電子装置が発するデジタル信号を基本とするGMDSSに置き換わっている。E-PIRBもGMDSSを使用している。
DSC(デジタル選択呼出:Digital selective calling)通信装置は無線機に付加して特定の無線局との通信チャンネルを自動的に設定する機能である。ボタン一つで遭難信号を送信する機能も備える。
パラメトリック横揺れ1.水線面積減少 2.水線面積増大 3.静水時水線 4.波浪による水線。波浪によって1.と2.の状態を繰り返す。船体が水面と接している線を水線と呼び、その水線で囲まれた面は「水線面」と呼ばれる。言い換えれば、水線面は船体と水面の交差する面である。
水線面の面積は復原力にとって重要な要素であり、水線面面積の増減によって復原力係数が変化する。波浪によって水面が上下することでこの水線面の面積が減少・増大を繰り返し、波による水線面面積の周期的な変化は同時に復原力係数の周期的な変化をもたらす。
復原力係数の変動が船体固有の横揺れ周期の半分になった時、船体の横揺れが増幅されて「パラメトリック横揺れ」と呼ばれる強い横揺れが発生することがある。パラメトリック横揺れでは横揺れの周期1に対して縦揺れの周期は半分で同調するため、2回の縦揺れの間に1回の横揺れを起こすことになる。
追波を受ける状態ではパラメトリック横揺れの発生リスクが高くなるが、向波の中でも発生することがある。高速船のような水線面積の変化が大きな船型の船では発生しやすく、21世紀初頭の最近登場したバトックフロー船型の船では横波でも発生することが確認されている。