減搖效果

通常船舶安裝有減搖裝置，能夠起到提高船舶的安全性，改善船舶的適航性；改善船上工作條件，提高船員工作效率；避免貨物碰撞及損傷；提高船舶在風浪中的航速，節省燃料，延長其他船舶設備的使用壽命等作用。通常，用減搖效果來衡量減搖裝置性能的優劣。減搖效果通常以減搖百分數和剩餘搖擺角表示。考慮到船舶在不規則波中的橫搖情況，通常用減搖前和減搖後的三一橫搖幅值來計算減搖百分數。

基本介紹

• 中文名：減搖效果
• 外文名：Anti rolling effect
• 學科：船舶工程
• 定義：衡量減搖裝置性能的標準
• 表示：減搖百分數和剩餘搖擺角
• 作用：提高船舶的安全性、改善適航性

簡介

艦艇在波浪中所產生的搖擺運動是影響武器使用和令人不適的運動，也是可採取有效措施使其受控而改善搖擺狀態的運動。減搖裝置就是控制艦艇運動，改善艦艇搖擺的有效措施。

在船舶設計和使用過程中，需要對船舶上減搖裝置的性能評估，進而改進設計，而用於衡量這一評估的標準便是減搖效果。

減搖效果的表示

減搖裝置的效果在實用上可以有不同的表示方法。一般減搖裝置的模型試驗是在規則波中進行或在模擬規則波作用的搖擺台上進行，有時就用諧搖時橫搖幅值的減少量作為衡量減搖裝置的效果，如圖1公式所示。

圖1

由於上述表示方法不能估計出在不規則波中的減搖效果。一般情況下，諧搖時減搖效果是相當高的，而在實船中得不到證實。

考慮到船舶在不規則波中的橫搖減搖裝置的效果可以用未減搖和減搖後的三一橫搖幅值的比值來表示，稱為減搖比。計算如圖2所示。模型和實船試驗結果的比較表明，用減搖比表示的減搖效果兩者是吻合的，而用諧搖時的減搖效果表示，模型試驗顯著偏高。

圖2

減搖裝置及其減搖效果評價

為了減小船舶的搖盪，除了在裝載和操縱方面採取措施以外，在船舶設計與建造中，都裝設必要的減搖裝置。目前採用的減搖裝置有下列幾種。

舭龍骨

舭龍骨是裝設在舭部外側，沿著水流方向的一塊長條板(圖3)。舭龍骨的作用是減小船舶橫搖。由於減搖效果較好，製造簡單，幾乎所有的船舶均裝設舭龍骨。

圖3

舭龍骨板的長度約為1/4～1/3船長，寬度約為200～600 mm左右(大型船更大些)，近似垂直於舭部列板，其外緣不超出船的半寬線與船底基線所圍的範圍，以免觸到碼頭和海底而碰損。在結構形式上，舭龍骨有連續式的和間斷式的兩種結構。連續式結構簡單，適用於航速不很高的船，間斷式結構適用於高速船，其優點是對船舶的航行阻力較小，而對橫搖阻力較大。

舭龍骨雖然裝設在船中部很長的一段範圍內，但在結構上它不參與船舶的總縱彎曲，僅承受船舶橫搖時的水動壓力。圖3中右圖是一條船裝設舭龍骨和無舭龍骨時的橫搖角曲線，由圖3中可明顯看出舭龍骨的減搖效果，而且船在航行時舭龍骨的減搖效果更好一些。

減搖鰭

減搖鰭，一般是一個長約為3.0 m、寬為1.5 m左右的長方體，剖面為機翼形，安裝在船中央附近兩舷的舭部。在船內設定操縱機構，根據需要可將減搖鰭收進船內或伸出舷外，並且可調整機翼剖面相對於水流的攻角，使兩舷的減搖鰭所產生的升力形成一個阻礙船舶橫搖的力偶矩(圖4)。並使力偶矩方向的改變與船舶橫搖同步，這樣可有效的減小船舶橫搖。因減搖鰭需要有自動操縱系統，造價高，目前只有在大型豪華客船上或軍艦上才設定。

圖4

減搖水艙

如圖5所示，在船內橫向設定“U”字形水艙，當船在橫搖時，使水艙內的水位移動與船的橫搖之間有一個相位差。這樣水的重力所形成的力矩可減小船舶的橫搖。

圖5

上述“U”形減搖水艙內的水與舷外水不連通時，則稱閉式減搖水艙。若減搖水艙內的水與舷外水相通時，稱開式減搖水艙。當水艙內的水左右舷流動是可以控制的，稱主動式減搖水艙；而不能控制水的流動的，稱被動式減搖水艙。

減搖鰭是各種減搖裝置中效果最好的一種。使用表明，減搖效果最好時可達90%。減搖鰭的作用原理是：當船舶在波浪中航行產生橫搖時，在自動控制系統的控制下，根據橫搖情況，不斷改變鰭角的大小和方向，也就是周期性地改變穩定力矩的大小和方向，以抵消波浪對船舶的干擾力矩，從而達到減小橫搖的目的。