更新时间:2022-08-25 14:22
无杆锚(Stockless Anchor)又称山字锚,没有横杆,两锚爪(Anchor Fluke)可以相对锚干(Anchor Shank)转动并同时抓底。其锚头(Anchor Head)与锚干系分别铸造,锚干上部的孔与锚卸扣相连接,锚干下部的孔可插入销轴。锚头是锚爪和锚冠(AnchorCrown)组成的整体,中间有孔,锚干从孔中穿过,紧挨孔旁有两个半圆形的槽,销轴嵌在半圆形槽内,这样锚爪平面对锚干可在一定角度范围内转动,因此属于转爪锚一类。
无杆锚的一般特点是:
(1)因无横杆,抛起锚非常方便,起锚后可直接收存在舷边链孔处,不占甲板面积。
(2)两锚爪同时抓底,无锚爪露在土外。
(3)普通无杆锚(如霍尔锚、斯贝克锚等)的抓重比,在软泥底中一般为3左右,沙质底可达5~7,最大不超过8,抓力比有杆锚小,但可通过适当增加锚重来弥补。
因使用方便,无杆锚被广泛用作商船的首锚。现代新型无杆大抓力锚在结构和性能上都有较大改进,抓力有很大提高。
商船上常用的普通无杆锚有霍尔锚、斯贝克锚、艉翼式锚、贝尔特脱锚等多种。
(一)霍尔锚
霍尔锚锚干是锻钢的,将两个锚爪连在一起的锚冠是铸钢的,装配时将锚于自下而上穿过锚冠,直到锚干下端的锚轴紧靠在锚冠的窝穴内,然后在锚冠上插入两个插销,以挡住锚轴不使锚干脱出。这样,锚爪即可相对锚干而转动。
霍尔锚不仅制造装配容易.其最大优点是没有锚杆,收存方便,在起锚时能将锚干收入锚链筒内,而且锚经常处于抛出状态。霍尔锚的抓重比较小,为2.5~4。但由于其抛起锚方便、省时省力,它的两爪均啮入水底,不会对过往船只造成危害,故被广泛应用于各种船舶上,作为主锚。
霍尔锚锚头的重心位于锚轴轴线之上,起锚时,提起锚干后,两爪会向一侧倾斜,若恰好倾向船外板,就会擦伤船外板,甚至卡住,妨碍锚干收入锚链筒中。
(二)斯贝克锚
斯贝克锚的锚头重心位于锚轴轴线之下,起锚时,提起锚干后,两爪向上与锚干处在同一垂直平面内。当爪尖触及船外板时,锚爪会向离开外板的一侧倾斜,不致擦伤船外板,能使锚干顺利收入锚链筒内,锚爪与船外板的贴合性较好,故被广泛用做始首锚。
(三)尾翼式锚尾翼式锚是我国研制出的一种新型无杆锚。国标有AR6(长柄)和BR6(短柄)两种类型。其结构特点是设有4个尾翼,使得助抓突角很宽厚,锚头重心低。其操作特点是入土阻力小,入土性能和稳定性好,抗浪击,容易冲洗干净。其抓力、稳定性等各方面性能均优于霍尔锚和斯贝克锚,更符合商船对船用锚的多方面性能要求。尾翼式锚已在船上较广泛地使用。
四)贝尔特脱锚
贝尔特脱锚是由美国研发并得到长期使用的无杆锚。
无杆锚的入土过程是这样的,抛锚着底后两爪先平躺在水底。由于在锚冠四周没有突缘,迫使锚爪的爪尖转向水底,锚爪与水底成一定的角度,在锚链的拖曳下,爪尖支持在水底,而使锚冠逐渐升起。然后两锚爪在锚重及锚链的拉力作用下逐渐啮入泥土,直到锚抓力与锚链拉力达到平衡为止。
影响无杆锚入土及性能的主要因素有以下二点。
(一)锚爪袭角
如图1所示为几种锚的袭角与折角。锚爪袭角有二:锚冠未离开地面时的α0,它影响锚冠的升起;锚冠升起后将要入土前的α1,它影响锚爪入土。近代一些锚大都取α0为18°,而α1为64°~74°。一般锚的锚爪折角β为45°。突缘的形状、大小、转动轴心B的位置均影响锚爪袭角的大小。为了迫使爪尖朝向水底一面,有利于锚冠升起,通常转动轴心B点的位置不能太靠后。
(二)锚的重心位置
锚的重心位置是以锚冠升起时的CH/CA值(如图2所示)来表示的。为了使入土时爪尖处具有较大的垂直分力,常使爪尖稍偏于重心之前,CH/CA之值常取0.05~0.10。此时爪尖上的压力相应为1.05~1.10W(W为锚重)。假定压力平均分配给两个爪,则每一爪尖入土的垂直分力为0.53W~0.55W,仍较海军锚小(海军锚约为0.66W)。
无杆锚既以两个锚爪同时啮入泥土,则其抓重比似应比单爪入土的有杆锚高,但实际上,无杆锚的抓重比往往反而较低,其主要原因如下。
①当船只在抛锚停泊时,若遇到风力、流力方向改变,船位常以锚为中心发生转动。由于船位改变,作用在锚卸扣处锚链的水平拖力不能与锚干的方向保持一致,因而,会引起锚爪在泥土中旋转。单爪入土的海军锚转动时,锚爪与泥土的啮合受到破环的程度较小。而两爪同时入土的无杆锚转动时,就使锚爪与泥土之啮合遭到严重的破坏,致使锚的抓力大为降低。
②无杆锚锚爪端部的形状不像海军锚那样易于深入泥土,锚爪啮入不深,因而抓力较小。
③无杆锚的两个锚爪啮泥土的深度可能不相同,两爪的受力就不等,从而形成力矩,促使一爪从泥土中翻转出来,这种不稳定性将大大影响无杆锚的抓力及锚泊的可靠性。
应该指出,凡是以锚爪与水底啮合而产生锚抓力的普通船锚,为了保持最佳的啮合状态,以产生最大的锚抓力,故要求锚干始终平躺在水底,不能翘起,即要求锚链保持与水底相切,锚链上的拉力为水平方向。否则,锚爪与水底的啮合就会遭到破坏,锚爪会从泥土中翻出,抓力降低,就有走锚的危险。换言之,普通船锚只能产生水平方向的抓力。因此,在锚泊时最好有一段锚链躺在水底,以保证船锚不受提升力。