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1、计算艏盲距的三种方法 内容提要：SOLAS公约对驾驶台视野(包括艏盲距)有明确的要求。本文对现有的两种计算艏盲距方法的优缺点进行了比较分析，并介绍交叉直线解析法的计算方法及其优点，供同行们计算艏盲距时选用。关键词：艏盲距 相似三角形 图表 交叉直线艏盲距是指由于船艏、船舶设施或货物的阻挡，在驾驶台指挥位置视觉看不见的船艏前方海面区域的距离。SOLAS公约第V章对船舶驾驶台视野规定中的一条如下：“从船舶指挥操舵位置向前的海面视野，在任何吃水、纵倾及甲板装货的情况下，船艏向前方至左右各舷10度的区域内，被挡住的范围不应大于2倍船长或500m(取其小者)距离”。本文将此距离简称为艏盲距，它是驾驶台视
2、野中的一项重要数据，船长应当随时掌握本船艏盲距的确切数值，以便把它控制在允许范围内。计算艏盲距在预配货物阶段就要进行，要对预配方案进行符合艏盲距有关法规的校核。否则，等装好货发现不对再来纠正麻烦就大了。装完货还要再根据实载情况和吃水进行核算，发现有问题及早设法纠正。大型集装箱船甲板堆装较高，艏盲距最容易超过规定标准，因此必须特别注意。掌握艏盲距的准确数值，除了可以用来控制艏盲距，还可以作为船舶操纵的一项参考数据，供避让和靠离泊时参考。计算船舶艏盲距，有以下三种方法：l相似三角形法相似三角形法是较常见的方法。其原理是：视点E、视线与前方阻挡视线的物体的切点T，以及视点E到水面的垂线与过T点的水面
3、平行线的交点C三点构成的三角形ETC；相似于T点、ET线延长线(下称视线ET)与水面线交点S，以及T点到水面的垂足C1点三点构成的三角形TSC1(见图1)。先算出直线EC、CT和TC1的长度，然后用相似三角形公式C1S=CTTC1/EC算出直线C1S的长度，C1S即艏盲距。在吃水差为零时，因为三角形ETC和TSC1为直角三角形，边长CT、TC1和EC的长度可从船舶图纸上量出或查出，所以相似三角形法计算较方便。但是吃水差不为零时，三角形变形，不再是直角三角形。这时求算边长CT、TC1和EC的长度需要用三角公式以及其它相关数据，因而比较麻烦。也有人采用先按吃水差为零计算，再按吃水差大小用一个估计数
4、值做修正，这种方法容易产生计算误差。2计算图表法造船厂按船舶不同装载情况，以吃水和吃水差为参数，计算出相应艏盲距并编制成计算图或计算表。船员根据船舶实际装载情况、吃水和吃水差，即可直接在图表上查出相应的艏盲距。例如艏盲距交叉曲线图，根据不同载货情况，以吃水为引数，垂直交于吃水差艏盲距曲线于一点，再经由该点水平交于艏盲距标尺，即可查出艏盲距。图表法计算简便，但是图表难以包含所有T点变化情况，例如集装箱船，甲板集装箱各排各列层数不一致，而且有高箱普箱混装情况，因此T点的位置有很多可能，图表法难以全部包括。而且图表法难以考虑各种不同眼高，所以图表计算法有其局限性，更何况，很多船没有配计算船舶艏盲距的
5、图表。3交叉直线解析法仔细观察图l可以看到，艏盲距其实可以看成是视线ET和船舶水面线这两条直线的交点S到船艏的水平距离，无论吃水差怎样变化都是如此。如果能算出S点的相对位置，就可以求出艏盲距。(1)交叉直线法的原理根据平面解析几何原理，平面上两条不平行的直线，必然有一个交叉点。换言之，驾驶台嘹望者向海面的一条视线，会和船舶水面线相交于一点。因此，通过建立平面坐标系，以船舶水面线为一直线，以视线ET为另一直线，通过数学运算可以求出两条直线的交点S的位置坐标，然后就能求算出艏盲距。这种方法，比相似三角形方法较直观、直接、简单。(2)坐标系的建立和坐标值求算如图1，以龙骨延长直线为X轴，以过船舯的垂
6、线为Y轴，两轴交点为原点O。画出水面线和视线ET，两条直线相交于S点。水面线与前后水尺各有一个交点：坐标为Q1(X1，Y1)和Q2(X2，Y2)。从总布置图上可以量出前后水尺距船中纵距，得到X1，X2。注意X的符号舯前为正数，舯后为负数(下同)；读取前后吃水值可得到Y1，Y2。注意Y都是正数(下同)。由X1，X2，Y1，Y2可以求算出水面直线方程。视线ET的一点为视点E，坐标为E(X3，Y3)，以驾驶人员通常嘹望时眼睛位置确定。X3为眼睛到船中纵距，Y3为眼睛距龙骨高度(Y3=驾驶台甲板距龙骨垂直高度+18m)。另一点为T，是视线与前方阻挡视线的物体的切点，坐标为T(X4，Y4)。对于散货船或
7、油轮，通常T在船头挡浪板上缘，其坐标值X4，Y4可以在图纸上量取，是固定值。但对于集装箱船来说，由于甲板实际装载箱量和各BAY层数是经常变化的，并且高箱普箱混装，所以T点的坐标是不确定的，要按实际装载情况确定T点位置，求算X4，Y4。由X3，Y3，X4，Y4，可求出视线ET的直线方程。以两条直线的方程组再解算出水面线与视线ET交点S的坐标X5。X5是S点到船舯的距离，减去船艏距舯X6，就是艏盲距。集装箱船舶T点坐标的计算方法：先按照预配图或实际装货情况，确定T点相关BAY。x。为该BAY前沿距船中纵距，可在总布置图上量取。Y4要计算：将该BAY甲板上箱高、基座和钮锁高之和，加上舱盖距龙骨高，即
8、为Y4。各BAY前沿距船舯距离，以及舱盖距龙骨高，可以事先量好作为计算资料，便于计算。当然，有时甲板货少，T点也在船头挡浪板上缘。(附：原点可以选在不同位置，例如艏、艉水尺上。坐标系移动，各坐标值变化，但计算艏盲距结果不变)(3)直线方程的求算将X1、Y1和X2、Y2分别代入直线方程式Y=kX+6，得方程组：Y1=k1X1+b1Y2=k1X2+b1，(Yl-Y2)=kl(X1-X2)整理得：k1=(Yl-Y2)/(X1-X2)；b1=Yl-k1X1，求出k1，b2的值。解出水面线方程式Y=k2X+b2。将X3、Y3和X4、Y4分别代人直线方程式y=kX+6，得方程组：Y3=k2X3+b2Y4=
9、k2X4+b2整理得：k2=(Y3-Y4)/(X3-X4)；b2=Y3-k2X3。求出k2,b2的值。解出视线ET的方程式Y=k2X+b2对于散货船或油轮，视线ET通常是不变的,可以预先算好其方程,作为固定数据，不需要每次运算。(4)两条直线交点S点坐标(X5)的求解解直线方程组，得X5=(b1-b2)/(k2-k1)。(5)艏盲距的求算设船艏距船舯纵距为X6则：艏盲距=(X5-X6)/cosaX5-X6(a为纵倾角，纠通常很小，cosa1)。(6)实际运算为了说明道理，以上阐述略显繁琐，但实际只需其中几个公式。步骤如下表：表1 计算表格查首水尺距舯X2尾水尺距舯X2首吃水Y1尾吃水Y2算k1
10、=(Yl-Y2)/(X1-X2)；b1=Yl-k1X1 查视点距龙骨高度Y3T点距龙骨高度Y4视点距舯X3T点距舯X4算k2=(Y3-Y4)/(X3-X4) b2=Y3-k2X3查 船艏距舯X6算 艏盲距=X5-X6说明除了Y1，Y2和T点坐标，其余各需查的数字都可以事先查好。注意各X的符号，舯前为正，舯后为负。(7)直线交叉法的特点是直观、简单、准确、适用性强。因此与相似三角形法相比，有计算简便，不受吃水差变化影响，计算误差小等优点。与图表法相比，无须制表，不受局限，各种装载、吃水、眼高情况的艏盲距都可以算。如果利用计算机EXCEL软件计算，则非常快捷。只要输入前后吃水和E点、T点坐标值，瞬
11、算出艏盲距。对于大型集装箱船舶而言，确实很实用。如果使用者用个人眼高数据计算，可以算出对的艏盲距，供操纵时参考。4计算实例：CH轮艏盲距计算资料：驾驶台指挥位置：舯后7175 m；船艏：舯前1415m：艏水尺：舯前1265m前艉水尺：舯后121 m：后艉水尺：舯后1319mBAY1前侧：舯前1165m舯艏柱1335 m；舯艉柱1335 m；艏柱船艏8m；驾驶台甲板距龙骨高438m驾驶台指挥位置眼高=438+18=456m舱盖上面距龙骨高2640 m4层普箱加底座加钮锁高=104+03 m；4层顶部距龙骨高=107+264=371m(1)艏盲距计算图表资料，满载状态：吃水F1403；A1403
12、m，T点在BAYl第4层，艏盲距486 m。(2)交叉直线法计算(参考表1)，满载状态查得：Xl=1265 Yl=1403X2=-121 Y2=1403X3=-7175 Y3=456X4=1165 Y4=371X6=1415算出：kl=0 b1=1403k2=85/-18825=-0045 15b2=456-324=4236X5=-2833/-0045 15=6275 m艏盲距=6275-1415=486 m(3)三角形公式计算，满载状态：T(1 165；371)，E(-7175；456)EC=456-371=85CT=1165+7175=18825TC1=371-1403=2307C1S=CTTC1/EC=18825230785=5109艏盲距=511-(1415-1165)=511-25=486m作者：王福生
