船在海上如何解决摇晃问题-摇晃

kinganyang 11-25 15:16:16 47


耐波性是指船舶在波浪上克服摇摆等运动的性能。为改善船舶的耐波性,以达到减小摇晃幅度和改变摇晃周期是达到船舶舒适度的关键目的,通常在船上装设减摇设备:
1. 双体船设计
双体船设计
大家看到的很多高速游轮很多才有双体船设计,通俗来讲即是将两个船体连接起来,一般装有双桨双舵,操控性能良好。双体船设计大大提高了船舶浮心,降低了重心,前文述浮心和重心间的距离决定船舶的稳性,因此该类船舶稳定性大大提高,摇摆性比单体船少,进而增加了整体船员的乘坐舒适度及减少了晕船的机率。同时还不需要安装“平稳器”类的设备,也减少了购置成本。
2. 装设舭龙骨
船舶舭龙骨
舭龙骨是应用最广泛,最简单的减摇装置,它沿着船长方向安装在船的舭部,在横摇时扰动船体周围的流场,使船产生附加阻尼,借以增加横摇阻尼从而达到减摇目的的被动式减摇装置,在任何海况情况下都有效,尤其是当船舶的周期性摇摆与波浪的周期性作用发生共振摇摆时效果最显著。唯一的缺点是装上舭龙骨会使船舶阻力略有增加。由于它结构简单,建造成本低和对航速影响小等优点,几乎在所有海船上都毫无例外地装有舭龙骨,它已成为海船船体的一部分。所以,在一般情况下,所谓减摇装置是指舭龙骨以外的减摇措施和设备。
3. 装设减摇鳍
减摇鳍
减摇鳍装置是目前世界各国装船最多的一种减摇装置,船舶在摇摆过程中,通过控制机构自动调整减摇鳍机翼相对于水流的角度,使左右两个减摇鳍产生最大的与摇摆方向相反的力矩,达到减摇的效果。这种减摇装置效果较好,对航速较高的客船尤为显著。它是一种主动式减摇装置,减摇效果高,使用广泛,减摇鳍最早出现在1889年,被JohnI.Thomeyeroft申请了专利。1923年,日本的元良信太郎设计了第一套减摇鳍,经装船试验得到了良好的减摇效果。1935年,英国的布朗兄弟公司设计的减摇鳍成功应用于一艘2200吨的海峡渡轮,从此,减摇鳍得到了广泛的应用。

4. 装设减摇水舱
减摇水舱调控系统
相比减摇鳍需要高速度才能发挥作用,减摇水舱不受船速影响,其工作原理是在船体内部设有一个左右连通的水舱,当船舶发生横摇时,该水舱里的水也随之从一舷移到另一舷来回振荡运动;通过连通管道截面尺寸的设计和配以调节装置控制两侧的水位差,使左右水舱中水的重量差产生与摇摆方向相反的力矩,达到减摇的目的。
减摇水舱按照其工作方式上可分为被动式、可控被动式和主动式3种。被动式减摇水舱按照双共振的原理进行工作,在谐摇区域具有良好的减摇效果,它具有结构简单、造价低廉、便于维护保养等特点,得到了广泛的应用。可控被动式减摇水舱是随着控制技术的飞速发展而兴起的减摇装置,是对被动式减摇水舱的一个重要改进,它综合考虑了昂贵的减摇鳍装置和被动式减摇水舱之间的关系,控制系统所需功率较小,具有自动化、占空间小、操作简单及高可靠等特点,另外可控被动式减摇水舱可用来抗横倾和检测稳性,是目前减摇水舱的发展方向,具有广泛的应用前景和研究价值。被动式减摇水舱是依靠水舱本身的横摇固有周期而工作,当实际海浪周期与水舱固有周期相差较大时,水舱往往达不到预期的减摇效果,在某些海情下还可能发生增摇,缺点是占据了船体中相当大的体积,并且它的自由液面总是要降低船舶定倾中心高度,使得横摇初稳性减小。主动式减摇水舱具有响应快,速度快的优点,但是它的造价较高,系统复杂,消耗功率大,因此己经很少被使用。
5. 舵阻摇技术运用
舵阻摇是一项新的减摇技术。船的横摇实际上是由风、浪等外部作用力对船体施加变化的力和力矩产生的,但是操舵时,也会使船身产生横摇,即操舵不仅能产生首摇力矩,而且同时产生横摇力矩。因此,大部分豪华游轮都装有船首侧推器,或者如果能够正确地控制舵所产生的横摇力矩与波浪扰动力矩之间的关系,那么,舵也就可以作为一种减摇装置来减少船舶的横摇。
舵阻摇装置与减摇鳍、减摇水舱相比具有许多优点,在许多国家受到了不同程度的重视。它可以利用船上现存的舵和操舵系统,不仅可以在大中型的军用船、特种船舶和民用船上应用,也适用于小船。舵阻摇对操纵系统的动态特性和船的流体动力特性的要求一般也是容易得到满足的,因此它拥有极其广阔的应用前景。