摘 要

现在大多数船舶都会安装防倾覆装置，以此作为增强船舶抗沉性能、减摇性能的手段。这些装置虽能在各自的船舶上能较好地发挥其作用，但存在明显的缺陷。当海况极其恶劣时，我们需要更为直接有效的方式防止船舶倾覆。

本文的研究意义就在于当内河船舶在不良海况下航行时，短时间内将船舶锚系统启动，并将锚快速发射到江底，通过锚抓住江底来稳定船舶，以避免船舶的翻沉。

本文旨在基于倾角传感器、新型锚等装置，结合导弹发射坐标系理论以及船舶动态稳性，设计一种新型的、针对内河船舶大幅倾角状态下的防倾覆系统，主要对即将处于危险状况的船舶进行报警。根据对船舶动态稳性的计算选取报警的临界角度，再加以已经成熟的倾角传感器技术，设计出预警系统。

同时，深入了解各种发射系统的利弊，选取适合的紧急状态下的锚发射系统。对于特定船舶的单体发射系统的数量进行规划，另外对系统的分布位置和发射角度进行计算，以期达到锚最快入水的目标。

关键词：防倾覆；锚；船舶

Abstract

Now most of the ships have installed anti - overturning devices, as a means to enhance the anti - settlement performance of the ship. Although these devices can play a good role in their own ship,there are obvious defects. When sea condition is extremely bad, we need more direct and effective ways to prevent the ship from being capsized.

The significance of this study lies in when the inland ships sailing under adverse sea conditions,the ship anchor system is able to launch the anchor immedinately into the river, through the anchor hold of riverbed to stabilize the ship, in order to avoid ship being capsized.

The aim of this paper is to design a new type of system which is based on ship in inland ships a rake angle of the anti overturning system with zhe help of tilt sensor and ship dynamic stability, a new anchor, missile launch coordinates theory.The new system is to alarm in a dangerous situation of ship. According to the calculation of critical angle of the ship's dynamic stability, we will select the critical angle of the high security.Next the angle sensor technology has been matured and the early warning system is finished.

At the same time, we need to keep deep understanding of the pros and cons of a variety of launch systems and the best one is selected for the anchor system of the emergency state . In order to achieve the goal of the most rapid water entry, the number of single launch system and the distribution position and launch angle of the ship are calculated.

Key Words：Prevent capsizing; anchor; ship

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究现状 1

1.3 本文的工作 1

1.4 目的及意义 2

第2章 报警系统 2

2.1 报警临界角的选取 2

2.1.1 精确方法 2

2.1.2 辅助方法 4

第3章 锚发射系统 7

3.1 锚发射系统结构 7

3.2 锚气压冲压发射原理 8

3.3 发射系统的排布 9

3.4 锚系统 10

3.4.1 锚的分类 10

3.4.2 锚的选取 13

3.4.3 锚的运动模型的建立 15

3.4.4锚抓力的计算 17

第4章 锚链研究 18

4.1 岀链长度的估算 18

4.1.1 建立坐标系 18

4.1.2 各类天气下锚链出链长度估算 19

4.2 单个锚链可克服外力 19

第5章 结论 22

5.1总结 22

5.2不足与展望 22

参考文献 23

致 谢 24

第1章 绪论

1.1 研究背景

2015年6月1日21时30分左右，在长江湖北监利附近，一艘名为“东方之星”的旅游客船突然遇到强对流天气发生倾覆，东方之星隶属于重庆东方轮船公司。经过调查，我们发现，船舶倾覆主要是由于龙卷风。而现在预测龙卷风的技术还不够成熟，主要是由于龙卷风的速度太快，难以预计它的路线，而船舶在突遇大风浪时，没有有效的抗沉措施。

为增强船舶抗沉性能、减摇性能，防止船舶倾覆，我们会采取一系列措施，它们分别是：（1）为了让船舶减摇，我们通常在船上安装减摇水舱、舭龙骨、减摇鳍、回转仪减摇装置和舵减摇装置。（2）为防止船沉，我们会采用双层船底，对舱壁进行水密，以及增加干舷高度等措施。（3）在船上，我们通常会安装减摇装置，设置纵向舱壁，以及将船宽吃水比进行调大。虽然这些措施和装置有明显的防止船舶倾覆的效果，但是不足之处也有很多。当海况极其恶劣时，我们需要更为直接有效的方式防止船舶倾覆^[1]。

1.2 研究现状

自20世纪初，我们一直努力探寻减轻船舶摇晃的方法。国内外航运研究人员开发出许多不同的减摇装置。但根据现实情况来看，现在船上通常装备的只是减摇水舱、舭龙骨以及减摇鳍。这几种装置主要被采用的是减摇鳍，它的作用效果最为显著。虽然它的质量轻，且减摇作用显著，但是当航速不高和船舶静止不动时，它的作用不大。而减摇水舱能弥补这一缺陷，并且它在其他航速下也有一定的作用。可是，减摇水舱占用的船舶体积过大，而且它只能在与船舶发生谐摇时，才能发挥较好的作用。所以我们需要联合减摇控制，这也是减摇装置未来发展的趋势^[2]。

1.3 本文的工作