[海工辅助船] 锚的抓底能力

过去，锚的设计仅仅依靠制造商的经验。现在，科学技术已经作为经验之外的重要补充，依靠在实验室和实地测试的结果，对锚的形态特征有了更好的理解。

锚的表现与下列因素有关：

1、锚爪面积及设计；

2、锚干的设计；

3、海底状况；

4、锚的自重或压载；

5、锚链的型号等。

在起抛锚作业中，对锚抓底能力的影响因素有所了解也是非常重要的。以下介绍这些因素如何影响锚的抓底能力，并非断言锚的设计无需要提高，而是为了达到更好地设计有好的参照。

影响锚抓底能力的因素主要由以下几点构成：

1、锚爪面积

面积大小受锚强度设计限制。

2、锚的穿透性

穿透力取决于海底的底质，在烂泥底入泥深，反之在沙质底入沙浅。还有锚和锚链的类型也会影响穿透力，增加锚抓的面积和锚的入泥深度都能增加锚的抓底能力。

3、锚的流线型

锚的流线型设计对于锚的穿透力很重要，流线型好的锚入泥时碰到的阻力小。反之，阻力大。

                              

                                 

4、锚干的形状

一些老旧的方形锚干会导致锚入泥时锚干下方的泥无法快速通过锚干，形成团泥，显著增加锚入泥的阻力。有斜面的锚干有着更好的穿透力。如图，当单杆被替换为两块钢板连接的结构时，泥土能更加容易通过，结果就是后者扎入海底更深。

   

5、系泊缆

如果连接锚的系泊缆是钢缆，那么锚入泥的深度将比锚链连接锚获得更深的入泥深度，因为锚链入泥碰到的摩擦力更大。这个效应在各种海底底质中都能观察到，而且在烂泥底中更加明显。锚链锚的抓底能力要超过钢缆锚也是因为这个摩擦力。

   

当一只锚达到最大抓底能力后，也就是说不能抵御更高的冲击力时，在入泥较浅的情况，一堆楔形的泥土（锚的前部和上面）会坍塌。此时，锚的抓底能力可以用下面的数据来描述。

A~锚的重量；

B~楔形部分泥土的重量；

C~楔形部分泥土产生的摩擦力；

D~锚爪表面和泥土的摩擦力；

E~锚干和锚缆的支撑力；

F~锚缆的摩擦力。

                                                                                                                                                                                          

   

下列属性对锚的设计至关重要：

1、锚的设计必须适合各种底质；

2、锚爪和锚干的角度可以调节；

3、锚的设计必须易于制造、安装、回收以及储存；

4、锚的入泥能力取决于锚的形状和设计，锚上的突出部件应尽可能少；

5、锚的稳定性与入泥和抓底能力联系密切，所以平衡杆设计非常重要；

6、锚干的设计必须使得泥土快速通过；

7、结构和强度满足船级社的要求。

直到十九世纪七十年代，锚的设计实际上都是凭经验，并没有多少科技含量可言，当然这并不容易。例如，用已知的泥土力学公式去计算锚的最大抓底能力，最大的问题是估计锚所聚集的泥土体积。很大程度上，这个体积决定了最大的抓底能力，优秀的锚的设计和制造者必须对泥土的行为和性质要有详细地了解。对于锚的设计和安装、锚的海底适用性是需要考量的因素，下面的项目都会随着海底的底质变化受到影响。

1、适用底质

锚的各种类型中，有些锚适合烂泥底，有些锚则更适合稍硬一点的底质。不过，现今市场上的锚大多能够应付各种底质。

2、抓底能力

相当一部分锚在较硬的底质情况下（粘土或沙）比烂泥底更容易获得最大抓底能力。

3、入泥能力和拖曳距离

在柔软的烂泥底中，锚会入泥更深，同时被拖曳滑行的距离更远。

5、起锚难易

烂泥底中，起锚需要的力是布锚时的80%到90%，较硬底质仅需20%至30%。

实际起锚作业时可以参看下面的的表格：（单位是公吨），其中的1/3的破断力经常是平台抛锚作业完毕的测试负荷。

锚干和锚爪之间的角度对于锚的入泥深度影响很大。一些现代的锚，如：STEVPRIS MK5可以调节至41度，能用于多种底质。举个例子，锚到达海底后，先要穿透一层烂泥，然后是沙质底，41度的角度可以很好应付这种情况，如果搞错了角度锚入泥肯定会受到影响。

在底质是硬土的情况下，当锚干和锚爪的角度是32度时，可以提供最大抓底能力。如果设置成50度，锚受力后，则不能快速入泥，而是沿着海床滑行。

   

  

下表推荐使用的角度是烂泥底设成50度，常规粘土和沙质底用32度。