船锚为什么能让万吨巨轮停下来？锚链有多长？

作为世界上载重量最大的交通工具，船舶的吨位已经随着海上运输业的发展越来越大，比如说曾经的海上巨无霸诺克·耐维斯号运输船，可以一次性装载410万桶原油，排水量达到了惊人的82万吨，是美国福特级航母排水量的六倍。

Tips：福特级航空母舰全名为杰拉尔德·R·福特级航空母舰，在其第一艘“福特”号正式定名之前，本级航空母舰原本被称为CVN 21未来航母计划。

不过让人惊讶的是，即便是现在的万吨巨轮，在港口停靠，依旧用的是传统的抛锚固定方式。那么问题来了，一个相对于巨轮来说很小的船锚，究竟是怎么让这些海上的庞然大物停下来的呢？锚链到底有多长？在深海能不能抛锚停留呢？

船锚到底长什么样？

在大家的印象里，船锚的样子基本上都是由两个锚爪构成的海军锚，这种样式的船锚最为经典，也成为了现代海军的象征物。但实际上，不同吨位和用途的船只，所用的船锚都不尽相同。船锚按照结构可以分为四个大类，分别是有杆锚、无杆锚、大抓力锚和特种锚。

Tips：船锚是指铁制的停船器具，用铁链连在船上，把锚抛在水底，可以使船停稳。锚指船停泊时所用的设备。一般为铁制或钢制。

我们先说有杆锚，顾名思义，这种船锚上面有一根和锚爪相互垂直的横杆，用来帮助船锚插入海底的泥沙之中。在有杆锚这个分类之下还有很多变种，比如说只有一个锚爪的单爪锚，以及锚爪可以旋转的层螺门锚等等。这里我们还是用最经典的海军锚来说明它的作用原理。海军锚由锚卸扣，螺栓，锚杆，锚柄，锚腕以及两个锚爪构成，其中的锚杆是可以拆卸的结构，方便收纳。在使用时，会将锚杆插进锚腕之中抛入海中，因为锚杆和锚爪之间相互垂直，所以海军锚沉底之后，锚杆会支撑在水底，让重量更大的锚爪直接与海底接触。

Tips：泥沙，是指在土壤侵蚀过程中，随水流输移和沉积的土体、矿物岩石等固体颗粒。泥沙颗粒的大小，通常用泥沙的直径来表示。

在抛锚的时候，船舶的锚链长度总是大于水深，所以锚链都是拖在海底的，当船舶受到扰动的时候，锚链就会被拉动，处于水底的锚就会受到一个水平方向的拉力。而船锚本身也非常重，所以水平拉力和自身重力会形成斜向下的合力，锚爪在此作用下切进海底泥沙之中被牢牢固定，锚链再也无法移动，船舶就牢牢停靠在港口了。想要把海军锚拉上来也非常简单，船只先向船锚的位置缓慢前进，同时慢慢往上收锚链，直至移动到船锚上方。这时，锚链被完全拉直，受力方向从水平作用变成竖直向下，锚爪就会像翻地用的锄头一样翘起来，脱离海底。

Tips：海军锚，船用锚是系住船舶的主要装置，它的性能直接影响到船舶能否可靠地系留，因此对其性能提出了很高的要求。

不过，传统的海军锚并不适合大型船只使用，主要原因有两个。第一，船舶的吨位越大，相应的船锚就越重。比如说前面提到的诺克·耐维斯号运输船，它的船锚足足有36吨，如果说这种吨位的船锚还有需要拆卸的锚杆部件，实在太费时费力了，所以万吨巨轮所用的船锚，都是没有锚杆的无杆锚。第二，海军锚的抓地力不强，抓重比一般在4到8之间，比如说一个重量100公斤海军锚，抓地力最多只有800公斤。也因此，海军锚一般只会用在排水量小于一吨的小型船只身上。

Tips：诺克·耐维斯号是一艘新加坡籍、属于超大型原油运输船等级的超级油轮，也曾经是世界上最长的船只与最长的人工制造水面漂浮物，船长超过1/4英里，比横躺下来的艾菲尔铁塔还长。

接下来说说无杆锚，这种锚取消了麻烦的横杆设计，转而把锚爪做成了可以活动的样子，就像一个刃部可以活动的锄头一样。其中最有代表性的就是霍尔锚，它的工作原理和海军锚类似。在抛锚之后，霍尔锚有锚爪的那一面会贴在海底，这时锚爪只能转动一个很小的角度，刚好让锚爪的尖部顶在海底。这时躺在水底的锚链在牵拉下给船锚施加水平作用力，锚爪因此刺入海底牢牢固定住。

Tips：霍尔锚又称山字锚，是一种锚爪可自由转动与锚干成一定倾角的无杆锚。锚头与锚爪为一整体铸件。

至于收锚的方式，也和海军锚一样，只要行驶到船锚上方拉起来就可以了。霍尔锚最大的优点就是制造和装卸都非常简单，所以适用性做得很大，因此成为了万吨级船只的首选装备。比如说美国的尼米兹级航母，为了保证船舶停靠时足够稳定，所以使用了一个大型主锚和四个辅助锚，而且全部都是霍尔锚，而我国的大型船只，也以霍尔锚为首选。

Tips：尼米兹级航空母舰Nimitz-class aircraft carrier，是美国海军隶下的一型现役核动力多用途航空母舰，亦是美国海军远洋战斗群的核心力量。

其次是大抓力锚，它是上述船锚的一个变种，特意增加了锚爪的面积和长度，让抓重比达到了17以上。这种船锚沉下去之后非常牢固，甚至把锚链拉断，大抓力锚依旧可以保持不动。抓得牢听上去是个好事，但抓力太强还有坏处，就是船锚容易损坏，所以大抓力锚一般只在浅海的海上钻井平台上。至于特种锚就更加少见了，其中用得最多的是菌形锚，看上去就像一个展开的伞骨，四面八方都有锚爪。看它的样子你就能明白，这种船锚就没有考虑要把它拉上来，所以多用在需要长久固定的漂浮物上，比如说海上的灯船、浮筒等等，都是用这种锚来固定的。

Tips：海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施。

当然，不管是多大的船锚，它的抓地力都是有限的。比如说大型的霍尔锚，其实重量只有30多吨，而且抓重比只有2，也就是60吨。所以船舶停靠，并不是靠船锚的抓力稳定，而是靠拖在海底的锚链来稳住船只的，船锚说白了是为了不让船链在海底到处乱跑而设计的。那么一艘万吨级的大船究竟需要用多长的锚链才能停稳呢？

锚链到底有多长？

首先应该说明一点，锚链的长度不应该用米这个单位来计算，而是用航海中最常用的节点为单位，锚链每节的长度大概为27.5米。这里有必要解释一下这个单位是怎么来的。

Tips：船舶boats and ships，各种船只的总称。船舶是能航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。

锚链的节长和航海中用到的航速单位节并不一样，它其实是源于英制单位，英寻。一英寻的长度大概为1.8288米，因为大英帝国航海强盛，之后成为了国际通用标准，之后统一规定，锚链的节长为27.5米。在实际使用的时候，锚链之间每一节都有一个卸扣组成，节与节之间通过可拆卸的链环相连。一般链环会被喷成白色，这样船员就可以知道究竟有多少节锚链已经下水了。

Tips：锚链，是指连接锚和船体并传递锚抓力的专用链条。常由锚端链节、中间链节和末端链节等组成。

而锚链最后一节通常会被喷成红色，用以警告船员已经到达锚链末端。通常情况下，锚链是固定在链盘上的，如果在放完之前轮船还未完成减速，锚链很有可能从船上崩裂飞出去。为了防止这种情况发生，一般会把倒数第二节锚链喷成黄色，类似于红绿灯的用法了。

Tips：交通信号灯是指挥交通运行的信号灯，一般由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示。

按照国际惯例，一艘大型商用船只的每个锚链通常只有12到13节，长度算下来在330米到357.5米之间。不过这只是一个含糊的标准值，具体到一艘船上，就需要根据这艘船的舾装数来确定。舾装数的计算方法非常复杂，这里就不再赘述，大家只需要明白，如果一艘船的舾装数越大，就说明这艘船在海上受风和海浪的影响就越大，所以就需要配备更重的锚，以及更粗的锚链和缆绳等等。一般来说军舰的舾装数要比普通货轮高，但锚链达到13节之后不适宜再继续加长，因为会延长收锚的时间，所以就需要加粗锚链，甚至需要多条锚链才能保证稳定。

Tips：海浪ocean wave，通常指海洋中由风产生的波浪。主要包括风浪、涌浪和海洋近海波。海浪是发生在海洋中的一种波动现象。

至于到底是12节还是13节，就需要看锚链上的肯特卸扣究竟是偶数还是奇数了。如果是双数，那么船舶两边的锚链就都是12节，如果是奇数，一般右边的锚链就会多出一节。当然，这也只是一般的情况，由于航母的舾装数实在太大，所以不得已，把锚链的长度延长到了450米左右。看到这里，你就会明白，在深海之中，任何船只都不会用抛锚的方式停泊。一方面是船锚根本够不到海底。另一方面，如果船锚全部全控在水中，链盘轮根本就没有那么大的力气把锚收回来。而且，锚链必须拖在海底，才有足够的摩擦力停稳船只。所以，如果船只想要在深海中停留，就需要反转螺旋桨或者发动机。

Tips：发动机Engine，是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机、往复活塞式发动机、外燃机（斯特林发动机、蒸汽机等）、喷气发动机、电动机等。

如果在深海中关闭了发动机，船只就只能随波逐流了。当然，到了现代，军舰等船只也找到了在深海停泊的办法。在上世纪70年代，美军开发出了船舶动力定位系统，简称DPS。它由定位系统、动力装置和推力装置组成。定位系统会根据GPS定位，再通过风速和洋流方向，确定修正数据，再把它们传输到推力系统上，指导船只在深海中停泊。不过这种方法只是一个粗略的定位，如果想让一艘船在海中纹丝不动，就需要更加精确的DP2或者DP3动力系统了。

Tips：定位系统是以确定空间位置为目标而构成的相互关联的一个集合体或装置（部件）。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。

如此说来，船只只要选择一个浅海位置抛锚，就可以停稳船只了吗？也不是，船只对锚地的选择其实非常讲究，尤其是大型军舰，锚链又长又粗，造价可以高达数百万美元。如果说抛锚的地方有礁石，船锚很有可能被完全卡住。一旦遇到这种情况，就只能砍掉锚链或者解开肯特卸扣，弃锚而走。

Tips：礁石，一方面是指高出海蚀平台的海蚀残留体；同时指子著名诗人艾青著作的现代诗《礁石》。江河海洋中距水面很近的岩石。

为了减少不必要的浪费，大型船只在停泊前，都需要先实地测量浅海区域，看是否符合锚地要求，才会抛锚停船。在现代航海图上，基本都标注出了每个港口的锚地，供船只停泊。

什么地方才适合做锚地？

一块合格的锚地，要求非常苛刻。首先是深度的选择，为了让锚链有足够的长度拖在海底，锚地的水深要满足两个条件。第一，锚地水深要大于船舶最大吃水深度至少20米，算是锚地水深的最低要求。第二，锚地水深不能大于8倍锚链的长度。一般来说，船舶在抛锚时，锚链的长度至少是水深的4倍，如果在风浪天气，这个比例最大可以达到7倍。在国际标准中，锚地的深度一般在250-350英尺深，也就是76.2米到106米之间。

Tips：航海图 Nautical chart)，直接用于舰船航线设计、定位导航和系泊，保证航行安全的海图。航海图是海洋地图的一种，是海上安全航行的指南。

其次，是锚地地形的选择，锚地的地势一定要尽量平坦，而且以沙质或泥质为主。只有这两种地形，船锚才能插入其中完成固定。如果抛锚的地点是石质的平面，就会出现走锚的情况，船舶无法停稳，极易发现走锚或者撞船事件。

Tips：走锚，是指锚泊船受强风流等外力推压，出现锚的抓力系数陡降，导致船舶拖锚位移现象。当锚地的海底底质不好时，船舶最容易走锚。

再者，锚地最好选择在周围有避风地形的浅海处，这种地形一般不会有太大的风浪，所以锚链抛出的长度只需要达到4:1就行。当然，也不是说只要锚链够长，再大的风浪都没事。根据实际测算，8:1 的下锚比例，是锚链的最大有效长度，超出这个比值就没有任何意义了。所以如果说遇到大型风暴，船舶最好可以离港躲避，要不然哪怕是万吨巨轮，在浅海也会像一块冲浪板一样左摇右晃。当然，锚地还需要避开航线，如此才能保证船舶的安全。