基于“东方之星”的翻沉看旅游船的稳性缺陷及其对策

黎法明+黄志新+黄星柱

摘 要：本文对“东方之星”旅游船的翻沉及其稳性缺陷进行了分析，并对一般单体旅游船的稳性特点进行分析研究，得出一个初步的结论：这类船遇到突然的自然灾害或人为事故而翻沉，可能是一个较大的概率事件。为保障旅游船的航行安全，从旅游船稳性要求及游船乘坐的高档性的矛盾中，研究得出在内河或湖泊中使用，双体船是一个较佳的选项。若是海上邮船，则以三体船较为理想。

关键词：东方之星 旅游船 稳性 对策

近年来，大型游轮在海上翻船事故频发，如2012年的歌诗达“协和”号邮轮事故、2014年的韩国“世越”号客轮事故、2015年中国的“东方之星”号事故等等，如何保持旅游船的稳性，确保旅游船的安全航行，是一个值得深入思考的问题。

1.“东方之星”号翻沉的稳性分析

1 . 1“东方之星”号翻沉基本情况

“东方之星”长76.5米、宽11米、高13，型深（3.1+0.1）米，吃水深度2.5米。东方之星客轮的长宽比是5.95：1，宽高比是1：1.18，见图一（正立面图），图二（每层平面图），该轮倾覆时既没有超载，也没有超期服役。

“东方之星”轮航行至长江中游大马洲水道时突遇飑线天气系统，该系统伴有下击暴流、短时强降雨等局地性、突发性强对流天气。受下击暴流袭击，风雨强度陡增，瞬时极大风力达12～13级，1小时降雨量达94.4毫米。在强风暴雨作用下，风舷角和风压倾侧力矩逐步增大（船舶最大风压倾侧力矩达到船舶极限抗风能力的2倍以上），船舶倾斜进水并在一分多钟内倾覆。

调查组还查明，“东方之星”轮抗风压倾覆能力不足以抵抗所遭遇的极端恶劣天气。该轮建成后，历经三次改建、改造和技术变更，风压稳性衡准数逐次下降。

1 . 2“东方之星”号翻沉的稳性分析

龙卷风和暴雨突袭击，其实这应该只是造成东方之星翻船事故的客观的相关诱因之一，不是东方之星翻船事故的主因。很多专家不解，为什么2000多吨级的这么大型客船能够这么容易被一阵强风吹倒？

这船就像一座4层的高楼（如图1和图2），重心特别高，坐落在软地基上，只有2.3m深，但却没有一个桩，而侧面的面积又特别大，因此一旦有侧面的大风，就肯定容易翻船的，“东方之星”号翻沉，是船舶在强风中的稳性不足引起。虽然该船舶稳性符合船舶稳性检验的要求，但风压稳性衡准数偏低，如何保障这类游艇船在大风中的航行安全，是我们面对的一个重要的课题。

1.3影响船舶稳定性因素

（1）船舶重心越低，稳性越好，反之越差。

（2）船宽越大，稳性越好，反之越差。

（3）型深越大，稳性越好，反之越差。

（4）中国船级社法定规则对稳性的要求与IMO（国际海事组织）的要求最大的不同是，IMO增加了天气衡准这项（当船舶的长度大于等于24米的话，要增加天气衡准这个项目的校验，看能否满足要求）。IMO规定了在正常装载状况下，船舶抵港横风和横摇联合作用应具有的能力。我国的规定是：稳性衡准数K≥1。

（5）稳性过小，首先不能保证船舶具有抵御风浪的能力，导致船舶翻沉。但是稳性过小却会延长船舶摇摆周期，在客船上可以提高乘客的舒适度。也就是说，邮（游）船往往为了增加乘客舒适度，却牺牲了稳性，加大了船舶在遭受风浪时翻船的危险性。

（6）遭遇强风时复原力矩要大于倾斜力矩，否则会被风吹倒了，东方之星是没能满足这一条件的！该轮在21.5米/秒（9级）以上横风时，或在32米/秒瞬时风（11级以上），风舷角大于21.1°、小于156.6°时就会倾覆。

2.解决旅游船的稳性不足的对策

2 . 1单体旅游船

因为乘坐旅游船的人都是图一种享受，为了眼界开阔，都想乘坐高一点，都要直视窗外的美景，因此买票都在三等以上（甲板以上），甲板以下的4、5等倉位是绝对没有旅游者肯要的，故旅游船就取消了甲板以下的倉位，也没有压倉货，因此就变成了一座重心很高的高楼浅浅的漂浮在水面上，稳定性很差，因此大风一吹就翻了。

另外邮轮设计都有一个指标要求，要求舒适度，船不摇或少摇摆，顾客才舒服。但是这是以牺牲了稳性为代价的，一旦天气发生变化，狂风吹侧或触礁，引起船体进水，原来的稳性条件发生了改变，就容易翻沉。

单体旅游船无法无法解决上述这些矛盾，处于潜在的危险的状况。既要高高在上，乘坐舒适，又要稳定平安，唯有靠双体或三体船了。

2 . 2双体旅游船

2.2.1双体旅游船优点

所谓双体船，就是水线面以下有左右两个相似的船体，浸没在水中，上面连成一个宽阔、高大的船体，这样，在船的重心，装载量及船高与单体船同样甚至超过单体船的情况下，由于它的船体较宽，按照前述第二条，它的稳定性会比单体船大大的提高，除此之外，还有以下的优点：

（1）具有良好的居住条件与宽阔的休闲甲板；（2）航速较快，有利的航速为Fn=0.3～0.75之间；（3）良好的操纵性能（双车双舵，回旋性能好）；（4）稳性比单体船好得多，受侧风时，它的横飘比单体船小得多；（5）在保持最佳尺度的情况下，吃水深度比单体船少；（6）推进效率高。

因而能很好的适合做旅游船，特别适合在浅水的内河或湖泊航行。

2.2.2双体旅游船缺点

（1）由于这种船的船体较宽，因而它的转动惯性矩较大，船体的横向摇摆周期较短（4～6秒），与纵向周期较为接近，在波长较短的波浪作用下，较易发生纵-横耦合谐振运动，这个摇摆周期也接近人体的晕船周期；并且它的加速度较大（达0.25g），故人体极易感觉不适，容易晕船，不太适合海上航行。（注：一般认为船舶自由周期不应小于9s，而15s是比较合适的。）

（2）由于横摇周期较短，不利于在大海中航行。

（3）两个片体增加了摩擦阻力，并且增加了兴波阻力。

改进的办法：①加大双体船的长度。②减少两船体的宽度。这两种办法都是为了使得该船的纵-横摇摆周期不要较为接近，以免耦合谐振，适合沿海航行。

因此双体船特别适合内河及湖泊的游船。但不太适合远洋邮轮。

2.3三体旅游船

所谓三体船，就是在中央有一个较大的主船体，左右两边各并列一个副船体，它们共同负担整船的浮力，水线面上，有一个整体的高大船体，作为游船的居住、生活间。

三体船既具有单体及双体船的所有优点，又克服了它们的缺点。除此之外还特别有以下的优点：

（1）它的消波性能特别好；（2）船舶的生存力强，增加船舶与旅客的安全性；（3）较好的舒适性，避免了双体船的“扭摇状态”（3.2.2节第 1、2点）；（4）兴波阻力比单体及双体船都小；（5）推进效率高和灵活的操纵性；（6）良好的经济性；故此种船型特别适合海上航行，适合作为海洋邮船之用。

3.结语

旅游船既要眼界开阔，就必须高高的浮在水面上，让游客得到高尚的享受；而船舶稳性安全是关系到旅游船的航行安全及旅客的生命安全，在进行旅游船的设计建造时应给予充分的考虑，尽可能把船舶设计为最安全的船型，保证有足够的船舶稳性，确保旅游船能抵抗大风的能力，保障旅客的生命和财产的安全，这样既能兼顾旅游享乐又具有足够安全的船只，根据中、外多起海难事故的教训及前面的分析，单体船是很难保证的，而双体和三体船却有一箭双雕的功效。

参考文献：

[1]百度图片，东方之星轮船内部结构图[Z]，2015-06.

[2]郭翔，专家解读“东方之星”翻沉事件[J]，珠江水运，2015年06期，P36.

[3]国家安全监管总局，国务院“东方之星”号客轮翻沉事件调查报告[M]，2015-12-30.

[4]卧马先生，东方之星翻船事故，疑是客船设计惹的祸[N]，京东网，天涯论坛，新闻众评，2015-06.

[5]吴晓光.吴启锐主编，高速船快速性[A]，国防工业出版社，2015，51-61，79-86.

[6]朱珉虎，<十二>江河双体船设计[J]，江苏船舶，1991（2），42-45.

[7]范育军，船舶原理与积载[A]，哈尔滨工程大学出版社，2011，20-28，72-91.

[8]徐邦祯.王建平.田佰军编，海上货物运输[A]，大连海事大学出版社，2001-09（1），90-97.[9]陈雪深等编，船舶原理与结构[A]，上海大学交通出版社，1990，15-49.

[10]刘洪梅，船舶横摇运动的稳定性分析及倾覆概率计算[D]，天津大学硕士学位论文，2005，1-4.

[11]赵连恩.韩端锋编著，高性能船舶水动力原理与设计[A]，哈尔滨工程大学出版社，2007，37-108.

[12]赵连恩，王庆编著，高性能船（舰）原理与技术[A]，哈尔滨工程大学出版

社，2013，47-92，149-199.

[13]周熊，三体船在沿海和内河的应用[J]，航海科技动态，1994（8），25-28.

[14]李培勇.裘泳铭.顾敏童，高速三体船型概念设计研究[J]，上海交通大学学报，2004-11，1886-1888.