“長賜號”擱淺，或因這個物理現象

◆七 君

今年3月24號，一艘名為“長賜號”的巨型集裝箱船在蘇伊士運河擱淺，超過200艘輪船被卡在了河道里，6天6夜后才再次通行。

為什么擱淺

比利時根特大學海洋技術系系主任Evert Lataire認為，“長賜號”擱淺可能與岸壁效應這個經典的物理現象有關。

圖1 擱淺的“長賜號”

“長賜號”長400米，高60米，橫過來就可以把蘇伊士運河堵住。在這樣狹窄的水道里，大船運行時尾部很容易被水岸吸住，這就是岸壁效應。

當船在狹窄的水道中前進時，船頭的水位總是比船身和船尾的高，因此，當水流從船頭沿船身流向船尾時，就會從一個較寬的通道進入一個狹窄的區域。而當液體經過一個狹窄區域時流速增加，壓強降低。這就意味著，和船頭相比，船體附近是低壓區。如果船靠水岸或其他船只太近，就容易被吸住，造成岸壁效應。

圖2 船身附近的水壓比船頭小，更容易被河岸吸引（圖/themarinestudy）

根據岸壁效應可知，當船頭開始轉向時，更靠近水岸一邊的船身易被水岸吸住。因此，大船經過狹窄的水道時，要特別留心避免讓船體與水岸或其他船只靠得太近，且速度不能太快，要盡量走水道中心線。

歷史上曾出現過因岸壁效應而造成的事故。1934年1月，英國納爾遜級戰列艦以每秒4.6米的速度離開英國樸次茅斯港，結果就因為岸壁效應擱淺。

從行駛記錄來看，“長賜號”可能也發生了類似的事。

在當地時間3月23日早上7 :30，“長賜號”剛進入蘇伊士運河不久就遇到了沙塵暴。蘇伊士運河管理局在3月26號表示，相關人員是在“長賜號”遇到了強風和沙塵暴后才無法掌舵的。

根據船舶自動追蹤網站VesselFinder對當時“長賜號”航行姿勢的跟蹤記錄，當“長賜號”遇到強勁的西風時，相關人員曾試圖向西面操舵對抗風力，如此一來就陷入了岸壁效應的困局，最終船身順時針旋轉，船頭扎入了東岸。

“邪門”的不只是岸壁效應

不過，狹窄水道中“邪門”的物理現象并不只有岸壁效應，大船過小道還要注意艉坐效應。

實際上，岸壁效應的物理原理也適用于船底的情況，因為水流從船頭流到船底時要經過更狹窄的通道。如此一來，船底也會被河床吸引，也就是說船尾容易在淺水區下沉，這就是艉坐效應。

艉坐效應主要和水深以及船速有關。船速更大時，船尾更容易被河床吸引，而水深不足吃水深度的2.5倍時艉坐效應非常明顯。因為艉坐效應，大船在淺水區時人們很難操舵，導致船很容易跟著水底地形運動，或在淺水中打轉。

圖3 經過淺灘時，艉坐效應很明顯（圖/wikipedia）

艉坐效應也曾造成不少事故。

1992年7月8日，“伊麗莎白女王二號”遠洋郵輪在美國馬塞諸塞州的卡蒂杭克島附近的沙洲上擱淺。美國國家運輸安全委員會后來的調查指出，船員們不清楚水底地形，因此低估了船速過高造成的艉坐效應，直接導致了事故的發生。

2000年，Tecam Sea號和Federal Fuji號散貨船在加拿大魁北克的索雷爾·特雷西港口相撞，后來的事故分析報告指出，艉坐效應也是肇事因素。

甚至還有輪船利用艉坐效應強行降低“身高”，以避免超過最大安全通航高度的奇怪操作。

2009年11月1日，世界第三大游輪、高出水面72米的“海洋綠洲號”為了能通過丹麥的大貝爾特橋，在過橋時加速至每小時37千米，成功讓大船多入水30厘米，最終以小于最大安全通航高度4厘米的距離驚險過橋。