轮船在风浪中是怎样抑制左右摇摆的?

如题所述

在炎热的夏日里,很多放暑假的网友会在家里打游戏,但这种避暑方式既费显卡又费电。而另一些网友则从长计议,选择做游轮出海避暑,这样既保护视力又陶冶情操。最近就有这样一位网友在航行中突发疑问,他站在顶层甲板上,感到侧风很强,海面有两米左右的中浪,但船身左右摇摆却并不剧烈。这让网友好奇,轮船是用什么方法来减轻左右摇摆呢?

在一处交战水域,某某航运的长摇号货轮正悬挂红十字标志,满载人道物资,摇摇晃晃的航行。由于该轮遇到中浪就会大幅左右摇摆,而遇到大浪就会人仰马翻,因此全体船员都是临危不惧的航海精英。说话间警报大作,航道上发现若干水雷,值班驾驶员当即吓得面无人色,瘫坐不起,而旁边操作的水手更是陡如筛糠。可此时一阵大风,海浪瞬间增强,船身摇摆更加剧烈,操纵十分困难,随时可能触雷沉没。要想挽救于水火,我们必须在水线以下想办法。通常是在距离船底基线一定高度的侧舷上焊接长条形的片状突出物,叫做比龙骨。它装在船身中段,长度是船长的1/3到1/2,宽度是船体大小从0.3到1.2米不等。

比龙骨的横截面既有单层钢板的构型,也有我们这种两层钢板焊接的三角形。从下往上看,比龙骨在侧舷上只是很窄的一条,但减摇效果却相当明显。原来,船体在摇摆中,自下而上的水流会冲击下沉一侧的鼻,龙骨在尖角后面形成强劲的附体涡流,使水压急剧降低,和迎流一面的水流动压形成了较大的压差,让肩角在下沉中受到了向上的推力,而另一侧肩角在上升中也同样会制造涡流,受到了向下的推力。于是左右两股反向推力对摇摆形成了阻尼,可使摇摆幅度减小30%。

因此,鼻龙骨是几乎所有船只都不可或缺的简摇装置,它让长摇号的性情温顺了许多,总算能够勉强规避前方的水雷。可刚才剧烈摇摆时,甲板上不少货物连同大腹一起掉进了海里。为了进一步剪摇,我们再次来到水下,在比龙骨的前后位置割开一个长条形的旗箱,里面安装短翼。船身两侧的短翼就是收放式减摇旗,向前旋转90度,展开后就像船底深处的对称异形的机翼。航行时,船身摇摆舵机就会收到空支信号,通过液压油缸驱动下沉一侧的短翼旋转抬头指引角增大,生力系数提高,产生对抗下沉的作用力,另外一侧的短翼则反向旋转,副弓角增大,形成对抗上升的作用力。

由于减摇其弓角可变,能制造更大的阻尼,因此减摇效果更胜一筹,并且折叠后不产生附加阻力,还可节能减碳。但是它需要在一定航速下才能产生足够的力量,因此八节以下航行时就会基本失效。装上简摇旗,长摇更加稳定了,开始调戏起水雷但是减妖器太贵,装在这艘破船上很不划算。结果有人想到了船尾的方向舵。当它以低频率偏百时,主要作用就是让船首跟着多面偏转来改变航向。

但如果把方向舵的摆动频率提高,则船身由于在航向轴上的转动关量过大,就来不及跟着偏航,而船身在纵轴上转动关量较小,会对方向舵制造的倾侧力矩做出反应,于是船身就会跟着舵面摆动而倾斜。因此可以利用方向舵来减摇,方法就是给舵机加上解摇控制信号,让方向舵替代昂贵的减摇旗,向船体倾斜的反方向偏转。只要让方向舵以较高频率运动,就不会影响航向。因此多减摇的方案具有很高的性价比。但如此一来,持续高速运转的舵机就会加速磨损,很可能摇着摇着就卡住不动了,最后像俾斯麦一样以画圈圈的方式终结。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2022-08-09
轮船里面一般都是有减摇装置的。这个装置就可以减小船在风浪中的摇摆角。
第2个回答  2022-08-09
船体在摇摆中,自下而上的水流会冲击下沉一侧的鼻,龙骨在尖角后面形成强劲的附体涡流,使水压急剧降低,和迎流一面的水流动压形成了较大的压差,让肩角在下沉中受到了向上的推力,而另一侧肩角在上升中也同样会制造涡流,受到了向下的推力。于是左右两股反向推力对摇摆形成了阻力。
第3个回答  2022-08-09
轮船在设定的时候有发动机和动力系统,在大海当中需要通过控制发动机来稳定航向,现在的轮船更搭载了很多先进的导航系统
相似回答