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1、 1 船舶同时转向与变速的效果互船舶同时转向与变速的效果互船舶同时转向与变速的效果互船舶同时转向与变速的效果互见见见见 2009 年 3 月 17 日 摘要：船舶采取的避碰行动有转向、变速和转向结合 变速，在转向结合变速的行动中，转向与变速各自取得 的避让效果合成以后是相互叠加的，还是相互抵消的?文 章对不同象限来船所采取此类行动产生的效果合成进行 了深入的分析，这对船舶避免碰撞会有重大现实的指导 意义。 关键词：避碰行动 转向 变速 避让效果 效果互见 引言 船舶采取避碰行动必须首先满足使两船最近会遇距离 DCPA 增大的条件， 用雷达几何作图的方法可直观判断这 种行动导致的相对运动线是顺时
2、针变化(来船过本船左舷) 还是逆时针变化(来船过本船右舷)， 从而确定相对运动线 是否远离本船中心 O 点(见图 l4)。 单一的采取转向或变 速，往往行动的效果比较直观容易判断，即使行动的幅 度不够，亦可通过再次行动来弥补前一次行动的不足； 而同时采取转向和变速行动之后，转向和变速的效果所 导致的相对运动线顺时针或逆时针变化，合成后到底是 相互叠加还是相互抵消，即本文所说的效果互见，非常 2 值得关注。如果相互抵消，可能最终导致避碰措施无效 甚至直接引起碰撞。 1 船舶会遇态势的具体划分 本船航行中，来船在本船周围 360 度范围内，按照象 限划分为：右前方、左前方、右后方、左后方；针对这
3、些象限的来船，按照1972 年国际海上避碰规则规定， 如果采取同时转向和变速，则这些行动也可以划分为右 转减速、右转加速、左转加速、左转减速。 表 1 中，共出现 16 种组合，对各种情况下来船，本船 采取不同的转向和变速复合行动的效果逐一详细分析 之，并得出相应的结论。 将上述各种态势综合归纳成表 l。 表 1 复合避碰行动的种类 采取措施 来船位置 右转/减速 右转/加速 左转/加速 左转/减速 右前方 1 2 3 4 左前方 5 6 7 8 右后方 9 10 11 12 左后方 13 14 15 16 2 不同象限来船，本船采取行动的效果分析 3 21 对右前方来船，本船采取行动的效果分
4、析 211 本船右转 如图 la 所示。来船处于本船右舷，假如两船均不采取 任何避让行动， 来船将相对于本船沿 AC 相对运动线接近 本船中心 O，与本船发生碰撞。为此本船采取向右转向， 由原先的航向 BA 转到 BA。 若来船的航向航速 BC 不变， 本船也保持航速不变，转向后，根据矢量合成的原理， 新的相对运动线是 AC，因此本船右转后， 相对运动线由 方向 AC 变为 AC，即产生了顺时针方向的改变。 212 本船减速 如图 1b 所示，本船若采取保持航向改变航速的做法， 由原先的航速 BA 减小到新航速 BA。 如果方法船来船的 航向航速不变，变速后，新的相对运动线是 AC，因此本 船
5、减速后，相对运动线由方向 AC 变为 AC，同样也产生 了顺时针方向的改变。 213 同时右转和减速 如图 1c 所示，本船采取同时改变航向、航速的做法， 同样也产生了顺时针方向的改变。此时能够导致船舶的 安全会遇距离增大。 4 214 右前方来船复合行动的效果互见 由上面的分析可以得出这样的结论， 在对右前方来船， 本船采取右转同时减速的避让行动，其避让效果是相互 叠加的，更有利于避免碰撞的发生。能够用相同方法推 得的是，在对右前方来船，本船采取右转同时加速的避 让行动，这两种行动的效果是相互抵消的；采取左转同 时加速，效果是叠加的，采取左转同时减速，效果是抵 消。 图 1 右前方来船右转
6、22 对左前方来船，本船采取行动的效果分析 221 本船右转 如图 2a 所示， 来船处于本船左舷， 假如两船均不采取 任何避让行动， 来船将相对于本船沿 AC 相对运动线接近 5 本船，与本船发生碰撞。为此本船采取向右转向，由原 先的航向 BA 转到 BA。若来船的航向航速不变，本船也 保持航速不变，转向后，根据矢量合成的原理，新的相 对运动线是 AC，因此本船右转后，相对运动线由方向 AC 变为 AC， 即产生了顺时针方向改变。 值得注意的是， 在此种情况下，当 BC 大于 BA 时，亦即来船的航速大于 本船航速时，存在“转向不变线”问题。这说明，本船航向 在右转的过程中，存在一个最佳转向
7、角度，超过此转向 角后，相对运动线将逆时针反向偏转。 222 本船加速 如图 2b 所示，本船若采取保持航向改变航速的做法， 由原先的航速 BA 增加到新航速 BA。 若来船的航向航速 不变，本船也保持航向不变，变速后，新的相对运动线 是 AC，因此本船加速后，相对运动线由方向 AC 变为 AC，同样也产生了顺时方向的针改变。 223 转向和变速效果的合成 如图 2c 所示，本船采取同时改变航向、航速的做法， 同样也产生了顺时针方向的改变。此时能够导致船舶的 安全会遇距离增大。 6 图 2 左前方来船右转 224 左前方来船复合行动的效果互见 由上面的分析可以得出这样的结论， 在对左前方来船，
8、 本船采取右转同时加速的避让行动，其避让效果是相互 叠加的(注意转向不变线)。更有利于避免碰撞的发生。能 够简单推得的是，在对左前方来船，本船采取右转同时 减速的避让行动，这两种行动的效果是相互抵消的；采 取左转同时减速，效果是叠加的，此时应该导致的效果 是使相对运动线逆时针变化；采取左转同时加速，效果 是抵消的。 23 对右后方来船，本船采取行动的效果分析 231 本船右转 7 如图 3a 所示， 来船处于本船右后方， 如果两船均不采 取任何避让行动， 来船将相对于本船沿 AC 相对运动线接 近本船，与本船发生碰撞。此时本船考虑到这种危险， 采取向右转向，由原先的航向 BA 转到 BA。若来
9、船的航 向航速不变，本船也保持航速不变，转向后，根据矢量 合成的原理，新的相对运动线是 AC，因此本船右转后， 相对运动线由方向 AC 变为 AC， 即产生了逆时针的方向 改变。值得注意的是，在此种情况下，同样存在“转向不 变线”问题。这说明，本船航向在右转的过程中，存在一 个最佳转向角度，超过此转向角后，相对运动线将反向 逆时针偏转。 图 3 右后方来船右转 232 本船加速 8 如图 3b 所示，本船若采取保持航向改变航速的做法， 由原先的航速 BA 加到新航速 BA。 若来船的航向航速不 变，本船也保持航向不变，变速后，新的相对运动线是 AC，因此本船加速后，相对运动线由方向 AC 变为
10、 AC， 同样也产生了逆时针方向的改变。 233 转向和变速效果的合成 如图 3c 所示，本船采取同时改变航向、航速的做法， 同样也产生了逆时针方向的改变。此时能够导致的船舶 的安全会遇距离增大。 234 右后方来船复合行动的效果互见 由上面的分析可以得出这样的结论，在对右后方的来 船，本船采取右转同时加速的避让行动，其避让效果是 相互叠加的(注意转向不变线)。更有利于避免碰撞的发 生。能够简单推得的是，在对右后方来船，本船采取右 转同时减速的避让行动，这两种行动的效果是相互抵消 的；采取左转同时减速，效果是叠加的，此时应该导致 的效果是使相对运动线顺时针变化；采取左转同时加速， 效果是抵消的
11、。 24 对左后方来船，本船采取行动的效果分析 9 241 本船左转 如图 4a 所示， 来船处于本船左后方， 如果两船均不采 取任何避让行动， 来船将相对于本船沿 AC 相对运动线接 近本船，与本船发生碰撞。此时本船考虑到这种危险， 采取向右转向，由原先的航向 BA 转到 BA。若来船的航 向航速不变，本船也保持航速不变，转向后，根据矢量 合成的原理，新的相对运动线是 AC，因此本船右转后， 相对运动线由方向 AC 变为 AC， 即产生了逆时针方向的 改变。 242 本船减速 如图 4b 所示，本船若采取保持航向改变航速的做法， 由原先的航速 BA 改到新航速 BA。 若来船的航向航速不 变
12、，本船也保持航向不变，变速后，新的相对运动线是 AC，因此本船加速后，相对运动线由方向 AC 变为 AC， 同样也产生了逆时针方向的改变。 10 图 4 左后方来船右转 243 转向和变速效果的合成 如图 4c 所示，本船采取同时改变航向、航速的做法， 同样也产生了逆时针方向的改变。此时能够导致的船舶 的安全会遇距离增大。 244 左后方来船复合行动的效果互见 由上面的分析可得出这样的结论， 在对左后方的来船， 本船采取右转同时减速的避让行动，其避让效果是相互 叠加的。更有利于避免碰撞的发生。能够简单推得的是， 在对左后方来船，本船采取右转同时加速的避让行动， 这两种行动的效果是相互抵消的；采
13、取左转同时加速， 效果是叠加的，此时应该导致的效果是使相对运动线顺 时针变化；采取左转同时减速，效果是抵消的。 11 3 结语 综合以上分析，在表 1 划分的 16 种船舶会遇态势中， 如果本船需要采取避碰行动，且同时采取改向和变速， 其转向和避让的联合作用效果如表 2 所示，“#”表示行动 的效果相互叠加；“”表示行动的效果相互抵消。 表 2 复合避碰行动的种类 采取措施 来船位置 右转/减速 右转/加速 左转/加速 左转/减速 右前方 # # 左前方 # # 右后方 # # 左后方 # # 在上面的矢量合成中，值得注意的是，根据解析几何 理论，已知AB 时，此三角形有两解。这两解运动合成的
14、意义是，其 中之一就是初始相对运动矢量 AC，而另一解，应该是矢 量 AB 以 B 点为圆心， BA 为半径旋转后与原相对运动矢 量 AC 的一个交点。相对运动的方向 AC 没有发生变化， 而相对运动速度的大小发生了变化。因此在上述的分析 中，只要来船的速度大于本船速度，只要是采取转向行 动，均存在“转向不变线”问题。只不过是对右前方、左后 方来船采取右转；对左前方、右后方来船采取左转在实 12 际运用中，转向 180 度以上的避让的措施极少存在，因 此可以不考虑转向不变线的问题。而对右前方、左后方 来船采取左转；对左前方、右后方来船采取右转。在转 向 180 度之前，且在海上经常发生。在本船采取 30 度以 上的转向行动后，相对运动线的旋转方向便与初始的旋 转方向发生了逆转。这尤其应该引起注意。 注意到以上各点的论述，在具体的避让过程中，结合 实际，尽可能采取转向和变速效果一致的、叠加的行动， 对船舶避免碰撞安全航行有着极其重要的意义。 作者：周振路 来源：天津航海