減搖力矩

減搖力矩（stabilizing moment）又稱穩定力矩，由減搖裝置所產生的用以抵消波浪擾動力矩，減緩船舶搖盪的力矩。減搖裝置的形式不同，其所產生減搖力矩的力的來源也不同，常見的有重力、水動力等。減搖力矩M為穩定力F乘以該力作用點至船舶重心的距離R，即M=F·R。

基本介紹

• 中文名：減搖力矩
• 外文名：stabilizing moment
• 別名：穩定力矩
• 學科：船舶術語
• 定義：用以減緩船舶搖盪的力矩
• 來源：重力、水動力等

簡介

為了減小或控制船舶在航行中因海浪產生的一些搖擺運動，常用減搖裝置產生與運動相反的力矩從而減小運動值。減搖裝置通常有主動式和被動式兩種：被動式減搖裝置減搖力矩是不能控制的，但是主動式能產生並控制減搖力矩。

減搖裝置及原理

舭龍骨

這是一種最簡單而有效的減搖裝置。它裝在船中兩舷舭部外側，是與舭部外板垂直的長條形板材結構。舭龍骨長度約為船長的20%～60%，寬度約為船寬的3%～5%。當船舶橫搖時，舭龍骨將產生同橫搖相反的阻力，形成減搖力矩，從而減小船的橫搖幅值，見圖1。舭龍骨結構簡單、造價低、效能高，且不需要經常維修，損壞後易更換，因此在船舶上得到廣泛的套用。

圖1

減搖水艙

分為主動式和被動式兩種。它是設在船體內部左右舷連通的U型或槽形水艙，兩邊水艙中的水保持水平，在水艙上面有空氣管相通，空氣管中設定調節閥。調節閥的作用是當船傾側到一邊時，防止水流得太快，而讓水慢慢地流動，使它在船舶開始反向搖擺時，正好灌滿傾側邊的水艙。因此，減搖水艙的減搖原理是當船舶側傾時，使水艙內的水柱振盪滯後于波浪振盪180度相位角，水艙內水柱所造成的減搖力矩與波浪的傾側力矩方向總是相反的，見圖2，這就對船舶的繼續搖盪起到了阻止和減小的作用。減搖效果與水艙形狀、水量、位置有關。缺點是占用船舶較大的容積，並增大了排水量。

圖2

減搖鰭

它是減搖效果最好的減搖裝置，裝在船中兩舷舭部，剖面為機翼形，又稱側舵。使用時可通過船內的操縱機構將它轉動，以調整角度，使水流在鰭上產生作用力，從而形成減搖力矩，減小搖擺幅值，見圖3。這種設備的減搖效果取決於航速，航速越高，效果越好。減搖鰭不用時可收入船內。該設備結構複雜，造價高，故多用於高速船上，中低速船不考慮採用。

圖3

實際套用

特殊減搖裝置—減搖陀螺

利用動力陀螺產生陀螺力矩作為減搖力矩的減搖裝置。牢固地安裝在船體上的巨大陀螺儀有兩個自由度：飛輪的旋轉及框架在縱中剖面內的轉動，第三個自由度(框架在船中橫剖面內轉動)受到船體的限制，因此陀螺儀是受約束的，船體對於減搖陀螺裝置起著自由陀螺儀的外框架的作用。陀螺儀套用於減搖乃基於高速旋轉的陀螺儀具有反抗改變其轉動軸在空間的方向的能力，即利用它的進動性所產生的陀螺力矩來減少船的橫搖。

被動式減搖陀螺裝置的進動是作為船舶的搖擺的反作用而產生的，而主動式減搖陀螺裝置的進動是由船舶橫搖運動信號控制的。主動式的主要優點是它們在各種波浪頻率擾動下都能有效地減少搖擺，且穩定效率隨搖擺的急劇性的增強而增大。減搖陀螺裝置由於其重量大、成本高、設備複雜、動能大，失事後可能在船上造成很大的破壞等缺點而影響了它的推廣使用。