友谊的小船说翻就翻,但是船在海中还真的不会轻易的就能翻船。
为什么呢?
设计!
船上最常见的被动式稳定系统是舭龙骨 (bilge keel),它几乎在所有的大小型船只上都能见到。舭龙骨 (bilge keel)通常是最便宜而且性价比较高的平衡装置。
装于船中两舷舭部(船舷和船底板连接的线型部分)外侧,与舭部外板垂直的长条形板材结构,简单有效。当船舶横摇时,舭龙骨产生与横摇方向相反的阻力,形成减摇力矩,从而减小船舶的横摇。
在船体发生晃动的时候,舭龙骨的两侧会产生与晃动方向相反的湍流,如此便能够有效降低船体的晃动幅度。但对于大型邮轮来说,只靠舭龙骨还是不够,它们还装有一种形似鱼鳍的部件,这个部件就叫做“减摇鳍”或者“防摇鳍”。
减摇鳍减摇原理减摇鳍有被动式的,也有主动式的,主动式减摇鳍可以人为控制进行活动,能够有针对性地减缓船只摇晃的趋势,对于船只来讲,这算是一种高大上的配置,所以小船肯定是没有的。
通过操纵机构转动减摇鳍,以调整角度,使水流在上产生作用力,从而形成减摇力矩,减小摇摆,以便减少船体横摇。该设备结构复杂,造价较高,且效果取决于航速,航速越高,效果越好,故多用于高速船舶。根据船舶对减摇效果的不同要求,可以安装一对或两对减摇鳍,每对减摇鳍必须以船的中线面对称布置。
另一种被动式稳定系统是被动式减摇鳍:
减摇鳍有不可收式(或固定式)减摇鳍和可收放式减摇鳍两大系列。可收式又有伸缩式和折叠式两种。
704所固定式减摇鳍
704所的折叠式减摇鳍,带有襟翼
704所研发的伸缩式减摇鳍
罗罗设计的矩形鱼尾型减摇鳍
斯凯孚博隆福斯工业(SKF Blohm Voss)公司生产的减摇鳍,翼型可提高空泡性能
如果有了舭龙骨,又安装了减摇鳍,船只的晃动幅度还是不能令人满意,那也有办法,可以在船体内部安装减摇水舱,通过位于船体两侧并相互连通的水舱来产生与晃动方向相反的力,从而起到平稳船身的目的。
船体内部左右舷连通的U型或槽形水舱。分为主动式和被动式两种。当船舶侧倾时,水在水胎中的流动产生的水柱振荡滞后于自振荡180度相位角,所产生的减摇力矩与波浪的倾侧力矩正好相反,从而起到减摇作用,效果与水胎的形状、水量、位置有关。缺点是需占用较大的容积。
704所生产的减摇水舱
还有减摇陀螺装置,利用陀螺转子产生阻摇的稳定力矩使舰艇减小摇摆。陀螺的旋转力(旋转力矩)与船舶的横向摇摆呈相反方向,从而起到抑制摇摆的效果。减摇陀螺的减摇效果一般为33%~47%。因安装方便,噪音低,减摇能力跟航速无关,且无舷外部件而在小型游艇上应用较多见。
Seekeeper公司的减摇陀螺
江苏华阳重工股份有限公司自主研制减摇陀螺在浙海科01船上进行试验
除此之外,还可以采用双体船船体形状设计,船舶受到外力时,运动方式由单体船的摇晃变成双体船的横移,来提高船舶的稳性。
总之,船舶设计者们不断努力通过多种方式来提高船舶的稳性来抵御狂风巨浪的侵袭,保障了船舶在海上的安全航行。下面看一个视频来直观的了解一下:
大海里航行不容易翻船,但阴沟里就不好说了。。。
参考文献:
[1]军武次位面:狂风巨浪中的战舰如何保持“姿势”不被船震呢?
[2]钛科普:船只不会倾覆的秘密!黑科技舭龙骨、减摇水舱、减摇鳍的工作原理
[3]科学信仰:海上风大浪急,船为什么不翻也不晃?船体有玄机
[4]浙江省海洋监测预报:为什么船在风浪中不倾覆,你知道吗?
[5]上海海事大学:我是要成为海贼王的人,可是我为什么晕船又晕车?
[6]渔业界:船舶是如何在狂风巨浪的海洋中保持平衡的?
整理:直观学机械