每当看见新闻报道,巨型货轮动辄上万吨,那么重的身躯万一遇到巨浪,不会翻船吗?它们究竟是如何保持船身平稳的?

大船面对巨浪

在陆地上,人们步行的时候其实很难发生左脚绊右脚摔倒的情况。这就是因为我们的体重在引力的作用下,形成了一个向下的重力。

可一旦有外人推搡我们,人体轻则发生晃动,重则还会摔在地面上。而这两种状态,也是海上船舶要面对的境况。

船体下水之后,会基于浮力作用伫立在水面之上,而所有浮力都要经过的点,就叫做浮心。

此外,船身、货物、各种舱室设施就会产生向下的重力。与此同时,就像人挑扁担一样,肩膀与扁担的交接处会形成平衡的中心点。而船舶上也存在这样一个中心点,俗称重心。

那么停靠在海上的船舶为什么不会倾覆呢?其实,依靠的就是合适的重心设计。一般来说,重心要比浮心的位置低,因为这样才能形成“初稳定高度”。二者高度差越大,船舶的稳定性也就更优越。

而当强度较低的风浪出现时,船舶确实会不可避免的,开始发生不规律的摇晃,从而导致浮心的转移。简单来说,就是船体发生倾侧之后,一边的排水量必定会大于另一边的。

此时,由于重心较低,就可以向下产生了稳定船身的作用,所以在面对这种级别的海浪时,其就会将船舶拽向相反的位置,实现船体的回正。

可一旦出现强风巨浪,仅靠重心的设计就已经震不住场面了。此时,就得靠额外的防风浪装置才能摆平麻烦。

目前,大型船舶的防风浪设施中有着舭龙骨的存在,这种装置在大小船舶上都会进行配置,主要就是因为成本低而且性价比高。而这些设备通常会被安放在船舶的底板附近。

出现风浪后,舭龙骨便可以体现出“阻尼器”一般的效用,让船体横向晃动的程度尽可能的降低。在平时,这种配置可能会影响航速,但面对强风巨浪时,其反而能成为船舶提速的有效辅助。

此外,大型的远洋海船上还会装备球鼻艏,那些万吨巨轮的船艏位置出现的“大鼻子”,其实就是这一设施。并且大部分球鼻艏还会根据船舶的具体数据,来设计成特制的大小形状。

通过这种配置,一方面可以让渡轮的航行速度提升,降低燃料消耗。另一方面,其实也是为了压制航行过程中出现的水上波浪,减小兴波阻力。

总而言之,大型货船由于出行任务重、航行里程长以及成本高昂,所以在保护其出行安全方面,各国也是操碎了心。

小船自己的生存之道

大船怕涌,小船怕浪,虽然小船一般不会面对强风巨浪,但总有意外情况的发生。而为了让小船不会一吹就倒,人们便在风浪预警、驾驶方式、船锚配置方面下了功夫。

实际上,问题最简单的解决方式,就是尽可能的避免让其发生。我国目前,就使用着一套基于蒲福风级而设立的风力等级划分。通常而言,风力强度会被分为三种等级,分别是1-8级、9-10级以及11级以上。

当强度来到五级以上是,挂机渔船和木帆渔船就不能外出航行了。而当强度来到八级以上,那么港口中的渔船将全部被禁止出行。不过海浪从来不会根据人为的预测而准时发生。

一旦遇到意外情况,小型船舶则会依靠独特的驾驶路线与船锚来化险为夷。早在2017年,我国海事局就发布了具体的风浪中操船方法。其中对小船提出了这两点建议。

首先,小型船舶要尽可能的踏浪而行。毕竟海上的风向变化是可以被驾驶者分析出来的,通过顺浪航行的方法,便可以极大的减少波浪对船体的冲击,从而减小倾覆的可能。

此外,小船还可以利用“漂滞”来抵御风浪。简单来说,就是让船舶的主机停止,随浪而行。通过这种方式,可以让风浪作用在船体上的力得到削弱。

但这也会带来其他问题,那就是随着风浪的强度上升,小船很可能会迎来失控的局面,所以在漂滞之外,船上还需要配备合适的船锚锚链。进而将船体调整为顶浪的状态,等待下一步的救援。

小型船舶的船锚通常会放置在船艏附近,通过抛锚,便可以让船身收到的冲击力降低,同时也可以避免船锚与螺旋桨缠绕而发生不必要的事故。

也就是说,虽然在技术力与成本投入上,小型船舶是很难与大货船媲美的,但麻雀虽小五脏俱全,小船也拥有着自己的防风浪妙招。那么目前是否存在着,能适用于所有民用船只的稳定装置呢?

军舰的稳定系统更丰富

船舶无论大小,都会设置相应的压载系统与稳定装置,甚至就连军舰上,也随着时代的发展不断更迭着稳定系统。

早先,在机械化与自动化还没有涉入船舶制造之前,大部分船舶都要以靠船舵来不断调整船体平衡。毕竟船舶不能等到智能化设施出现之后再出海。

此后,随着制造业的发展,船舶上逐渐出现了主动式的减摇鳍,其状貌与飞机机翼相似,并且作用也并无二致。

简单来说,就是紧靠着这一个小竖板,就能够改变船舶的升力程度,这并不是夸大其词,而是因为海水的密度是空气的近八百倍。通过这种设施,大型船舶抵御风浪的能力也就有所提升了。

而到了现在,大部分船舶之中还会配备压载系统。这种系统遍布船体侧壁、甲板下方,能够通过人为的加满或者排空,改变舱室的吃水深度。

2019年,韩国的一艘汽滚船却因为压载水配置问题,发生了倾覆事故。事后经过调查,怀疑是货物载重过高,同时人为调试压载水时存在操作不当,这才导致了事故的发生。

可见,虽然科技的发展为驾驶员提供了辅助,但本身的操纵能力也是不可或缺的。而船舶的稳定系统不仅在民用领域一直进化,军舰方面其实也是日日新。

起初,各国海军的大炮通常放置在船身两侧,由于炮击带动后坐力,因此就需要加强船体应对横向颠簸的能力。风帆时代,人们投入大量的人工设施与技术,就只是为了解决这一个难题。

然而,随着科技的进步,军舰的主流逐渐从风帆变成了金属甲板,并且火炮的配置也几乎来到了360°的船身围绕形态。此时,军舰不仅要解决横摇问题,纵摇也需要考虑在内了。

为此,各国海军则是借助坦克方面在发射火炮之后用于稳定的垂稳系统,照猫画虎般改进为了军舰适用的稳定系统。

所以说,民用船只上存在的稳定系统,军舰上也会使用,除此之外,甚至还会投入一些在民用领域无从知晓的黑科技。毕竟比起金贵程度,大部分民用船只都是无法和军舰比拟的。

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