【大副業務】淨空高度計算原理與自動計算表
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在有空高限制的裝卸貨港，往往在做裝卸順序計劃時，我們需要計算每個貨艙對應的空高問題；另外在過橋梁，也涉及船舶最大空高計算問題，有些船配載電腦較為先進，可以直接計算出各基站的空高，但是有船需要自己計算，對于部分新手大副可能不知道如何計算，所以，本期小海哥分享一下有關空高計算原理和制作自動計算表，供各位航友參考與交流！
圖-1裝卸貨計劃空高計算
空高計算的重要性
空高計算不準的後果，可能出現哪些問題?
有船在美國港空高超限，船舶臨時安排割大桅的，造成滞期，打官司，索賠的；有船超空高碰到橋梁的，這個損失可能是無底洞；有裝載機觸碰艙蓋，造成船舶待時延誤的等等問題。
我們如何避免這些問題呢？那就需要準确的把控空高限制問題，正确的進行空高計算。
圖-2船舶空高不準确的後果
圖-3空高過大裝載機可觸碰到艙蓋
淨空高度計算原理
大道至簡，其實淨空高度計算原理公式，就是小學生問題：2-1=？（開個玩笑了），你看：淨空高度AIR DRAFT=最大高度HMAX-吃水d
所以，隻知道最大高度和吃水兩個數據，AIR DRAFT自然就算出來了，接下來分别談談如何獲取到這兩個數據：
1.最大高度HMAX
簡單的說，從船舶龍骨到船舶某處最頂端的高度就是最大高度HMAX。如果計算船舶前後大桅杆的空高，那最大高度就是從龍骨到桅杆頂部的距離，這項數據在船舶資料中可直接獲得，如下圖，前桅H=38.6m, 後桅杆H=54.02m.
圖-4 船舶空高計算資料
如果計算各貨艙艙蓋頂部空高，則最大高度就是從龍骨到艙蓋頂部距離，這個數據有些船舶資料也直接給出，但也有不少船需要計算或者通過實際測量得出。
如果計算各貨艙艙口圍頂部空高，則最大高度就是從龍骨到艙口圍頂部距離，這個數據有些船舶資料也直接給出，但也有不少船需要計算或者通過實際測量得出。
如上圖-4，直接給出從龍骨到艙口圍頂部的全高H=26.96m, 到艙蓋頂部的全高H=27.73m。如果資料未給出各艙最大高度，如何獲取這一數據呢？其實也簡單，1把米尺實地測量一下就好，測量各艙縱向中線處的主甲闆到艙口圍頂的高度，主甲闆到艙蓋頂的高度，再加上從龍骨到甲闆縱向中線高度，這一數據船舶資料上已給出。
2.吃水d
吃水即沿船長方向任意處從龍骨到水線面的距離。
其原理公式為：吃水d=DA-TRIM*L/LBP
其中，DA為尾垂線上的吃水，L為任意吃水處沿船長方向的縱向距離，TRIM為首尾垂線上的吃水差即TRIM=DA-DF, LBP為兩垂線間距。
這個公式怎麼來的？
小海哥就接下來利用相似三角形原理推導一下。
為便于理解，将首尾垂線上的前後吃水制作成如下圖-5，已知首尾垂線上的吃水DA,DF,縱向距離L,兩垂線間距LBP,吃水差TRIM=DA-DF, 求任意處吃水d? （哈哈，好像又回到初中學生時代，解幾何問題！！）
圖-5 相似三角形原理
如圖所示，易證明三角形ADF與三角形ABC相似，利用相似三角形的等比例原理, 所以有：
等比例關系：AD/AB=DF/BC, 即X/TRIM=L/LBP
則：X=TRIM*L/LBP
所以，任意處的實際吃水d=DA-X=DA-TRIM*L/LBP
即推導出原理公式為：吃水d=DA-TRIM*L/LBP
3.淨空高度AIR DRAFT
以上解決了最大高度和吃水兩個數據問題，則有：
AIR DRAFT=HMAX-d=HMAX-(DA-TRIM*L/LBP)
綜上，即可推出淨空高度計算原理公式：
AIR DRAFT= HMAX-(DA-L*TRIM/LBP)
其中，HMAX為最大高度，DA為尾垂線上的吃水，L為任意吃水處沿船長方向的縱向距離，TRIM為首尾垂線上的吃水差即TRIM=DA-DF, LBP為兩垂線間距。
舉例說明，如下圖-6，某船圖紙關于淨高高度計算方法，分别計算A,B,C,D個站點的淨空高度則為：
A.MAST HEAD LIGHT TOP =38.60-(dA -275·35xTRIM/LBP)
B.INMARSAT 'C' TOP=54.02-(dA–26.16xTRIM/LBP)
C.HATCH COAMING TOP=26.96-(dA –LxTRIM/LBP)
D.HATCH COVER TOP=27.73-(dA–LxTRIM/LBP )
正好驗證以上淨高高度計算原理公式！
圖-6 淨空高度計算船舶資料
淨空高度自動計算表
以上我們了解了關于淨空高度原理公式理論基礎，接下來就可以直接利用原理公式制作淨空高度自動計算表了。制作這個表格并不難，就一個公式，不用向水尺檢驗自動計算表，壓載水自動計算表，吃水差調整自動計算表需要導入大量的船舶參數。
條條大路通羅馬，一千個哈姆雷特就有一千種做法。表格的制作可以按自己喜歡的風格來制作，大可不必拘泥格式，如下示例，圖7-9 AIR DRAFT 計算表幾個樣本。
圖-7 AIRDRAFT計算表
圖-8 AIRDRAFT計算表
圖-9 AIRDRAFT計算表
制作要點：
1.查找各站點縱向距離，圖紙可查；
2.查找或測量計算各站點最大高度數據；
3.利用淨空高度原理公式：AIR DRAFT= HMAX-(DA-L*TRIM/LBP)建立公式即可。
淨空高度自動計算表格制作較簡單，所以小海哥不再一一詳細演示制作過程，文末附幾個淨高計算樣闆供大家參考,如需自行獲取！
淨空高度實踐注意要點
以上我們制作出的淨空高度自動計算表，僅僅是輔助計算作用，即便我們的計算是正确的，裝卸貨計劃表也符合港口要求，實踐中可能還存在諸多的考慮因素和注意事項：
如下圖-10為澳大利亞港關于淨空高度計算要求，必須以海圖基準面起算:Air Draught= (Height of Hatch Cover from Keel)-Vessel Draught+(High of Tide from Chart Datum)
如Air Draught=27.0-7.0+1.7=21.7m
圖-10 澳大利啊港淨空高度要求
實踐中的幾個注意點：
1.在航次任務出來時，要考慮整個裝卸貨港空高問題，是否能順利執行；航行中是否存在空高問題，如大橋，電纜空高限制，上文提到割船舶大桅的事件真實存在，就是因租家和船上對航次任務考慮不周造成的。
2.定期檢修和保養船舶設備保證正常工作，如艙蓋，液壓管，壓載水處理系統，壓載水管系等等，其中一個環節出問題，在存在空高限制情況下，都可能引發不必要的麻煩，船舶待時，投訴，滞期，索賠等一系列問題。
3.潮汐預報來源是否準确，到達日期是否準确，到達日、時的具體潮汐情況；
4.船舶的預計到達吃水，吃水差情況控制是否準确，是否存在橫傾較大情況；
5.各艙壓載水測量是否準确，尤其是貨艙壓載的情況下，計算貨艙壓載水往往不準确，直接影響預計到達吃水；
6.配載儀的理論計算吃水與實際吃水是否差異過大；
7.裝卸貨過程中，裝、卸貨速率與壓載水排、壓速率是否匹配；裝貨速率過快，及時叫停；裝貨速度過慢，及時停排壓載水等等；
8.裝卸貨過程中的橫傾情況控制，可能由于裝卸貨的原因，也可能是排、壓壓載水的原因造成橫傾過大，空高超限問題；
9.既存在空高限制又存在吃水限制問題，二者如何到達一個安全區間；
10.其它影響空高限制的問題等等。
以上即本期關于淨空高度計算問題個人心得，注意本文分享的内容僅供參考與交流，還有卻考慮的地方，分享的目的為航友們提供思路，提供一個藥引子，具體問題還得具體解決，感謝您的閱讀！
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