船如何抑制在风浪中左右摇摆?

炎炎夏日,很多网友会在暑假的时候在家打游戏,但是这种暑假方式既费显卡又费电。还有的网友目光长远,选择乘坐邮轮出海避暑,既保护了视力又陶冶了情操。最近就有这么一位网友,在航行途中突然产生了怀疑。他站在顶层甲板上,感觉到一阵强烈的侧风。海面上掀起了两米左右的中浪,但船体左右摇晃但并不剧烈。这让网友很好奇,该船是用什么方法减少左右摇摆的?

在一片交战的水域,某航运的长摇货轮挂着红十字标志,满载着人道主义物资,摇摇晃晃地航行着。因为船遇到中浪会左右摇摆,遇到大浪会打翻人,所以船员都是临危不惧的航海精英。说话间,警报声大作,通道上发现了几个地雷。值班的司机立刻吓得脸色苍白,坐不起,而在他旁边操作的水手们则像沉船一样陡直。但此时有大风,海浪瞬间加大,船体摆动更加剧烈,非常难以控制,随时可能沉没。如果我们想从火和水中拯救自己,我们必须找到吃水线以下的方法。通常是在船舷离船底基线一定高度处焊接一个长条状突起,称为龙骨。它安装在船体中部,长度为船长的1/3至1/2,船体宽度为0.3至1.2米不等。

龙骨的截面既有单层钢板的配置,也有我们两层钢板焊接的三角形。从下到上,龙骨只是侧面窄的一条,但减摇效果还是挺明显的。原来,船体摇摆时,自下而上的水流会冲击下沉侧的机头,龙骨在尖角后面会形成强烈的附着涡,使水压急剧降低,与迎侧的水流压力形成较大的压差,从而在下沉时将肩角向上推,而在上升时另一侧的肩角也会产生旋涡而被向下推。因此,左右相反的推力阻尼了摆动,这可以使摆动幅度减小30%。

所以,鼻龙骨是几乎所有舰船不可或缺的简易摇具,使得龙耀豪的性情温顺,终于能勉强避开前方的水雷。但是就在刚才,甲板上的很多货物连同大肚子一起掉进了海里。为了进一步的剪切和晃动,我们又到了水下,在龙骨前后切了一个长长的旗箱,里面装了短翼。船体两侧的短翼是可伸缩的防摇旗,向前旋转90度,展开后就像深藏在船底的对称异形翅膀。航行时,船体的摇摆舵机会接收到空转信号,液压缸带动下沉侧的短翼旋转,提高导向角,使力系数增大,产生反下沉的力,而另一侧的短翼反方向旋转,辅助艏角增大,形成反上升的力。

因为减摇的艏角可以改变,可以做出更大的阻尼,所以减摇效果更好,折叠后不产生额外阻力,还可以节能减碳。但它需要一定的速度才能产生足够的动力,所以在八节以下航行基本会失效。有了珍旗,长荡变得更稳,开始调戏水雷,但恶魔减速器太贵,无法安装在这艘破船上。于是,有人想到了船尾的舵。当它处于低频率时,它的主要功能是使船首向多个方向偏转以改变航向。

但如果增加舵的摆动频率,船体会因为航向轴上的转动间隙过大而无法跟随偏航,而船体会因为纵轴上的转动间隙较小而对舵产生的横摇力矩产生响应,因此船体会随着舵面摆动而倾斜。所以可以用方向舵来减少横摇,方法是给舵机增加减摇控制信号,让方向舵代替昂贵的减摇旗,向船体倾斜的反方向偏转。只要舵以更高的频率运动,就不会影响航向。因此,多辊压下方案具有较高的性价比。但这样一来,一直高速运转的舵机会加速磨损,一摇就很可能卡死,最后像俾斯麦一样绕圈子收场。