船舶是如何在狂风巨浪的海洋中保持平衡的?

如题所述

简单解释一下吧,我们知道,如果无风无浪,船在海上应该是平衡的,重力和浮力大小相等,方向相反,有固定的横倾和纵倾。如果突然从左舷或者右舷刮大风,我们称之为突风,船就会突然倒向另一侧。那么重力与浮力作用点就会变得不在同一条直线上,两者会形成复原力,迫使船舶向平衡状态去恢复。这个恢复过程就是一个横摇过程,复原力在横倾角最大时最大,随着横倾角的减小而缩小,在回到原来的平衡状态时复原力消失,但摇摆会继续向反方向进行,想象一下钟摆的原理。多次反复摇摆后,船舶会趋向稳定,则又回到了平衡状态。浪的作用下保持平衡的原理与风类似。

不过需要多考虑纵向的摇摆以及螺旋桨的浸没以保持动力等问题。如果风或者浪过大,超过了船舶设计以及实际操作中能够调整得到的复原力臂的极限,那么就危险了。与其说船舶是怎样对抗风暴和波浪的,不如说船舶设计及实际操作中过程中是如何利用平衡的原理最大化的确保各种复杂海况下的安全问题的。设计时,综合考虑船东对船型的期望和相关规范对稳性的要求,各方面博弈后得出一个相对较优的结果,以确保足够的复原力臂,使得船能够在恶劣的海洋环境下保持安全不至于倾覆。

操作上,要求船长谨慎驾驶,通过错开波浪的方向,避免大风横向作用在船体上,降低重心等一系列措施,降低横纵向作用力,或者增大最大复原力臂,来确保航行的安全。

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第1个回答  2017-10-30

在实际的船舶运营中,以广泛应用的集装箱船为例,航运公司在船未到港前即已根据预订上船的所有集装箱的具体重量,计算、安排好了所有集装箱在船上的具体位置,一到港就能立即按顺序开始操作,保证船体不会因为货柜重量不均而超出允许的倾斜范围。

基本上绝大部分民用船舶,在设计时,就预留了“压载水系统”,其基本构成是均匀分布于船底的压载水舱,以及对应的泵和管系。在航行过程中,船上的计算机及其传感器系统会实时计算船舶的状态,自动决定向某个具体的压载水舱加入具体的海水,以稳定船舶。

第2个回答  2017-10-30

你这个问题在专业领域叫船舶稳性,稳性要计算,总体来说,船舶型线设计上有考虑,主要是根据力学分析,然后再加上舶模型试验,基本上就可以判断一条船船舶稳性设计的好不好。那么从简单来说,就是船舶重心比浮心低,船舶倾斜角度不大时候,可以自动调整复原,有点类似不倒翁。还有船舶上设计有边舱,即船舶的左右有装有水的空舱,晃动时舱水可以帮助船舶保持平衡。

再者,在船舶的水线以下,设计有平衡翼,就是一块很长的钢板横向放置在船舶舷,你可以想象是船舶的翅膀,船舶晃动时,水浮动作用在翅膀上,这样就有了很大的阻力,使船舶不容易晃动。

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