纵摇 _生活百科

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纵摇【纵摇】纵摇是船体绕横轴的迴转振荡运动。纵摇和垂荡对船舶造成多方面的不利影响，是失速、砰击、上浪的主要原因之一。一般来讲，舶舶固有纵摇周期小于固有横摇周期。与纵摇相关的概念是升沉，一般，纵摇和升沉彼此相关，只要漂心与重心不在同一条铅垂棱上，升沉就必会引起纵摇，反之亦然，而且这两种运动的周期和衰减值也大致相似。
基本介绍中文名：纵摇
外文名：pitching
实质：船体绕横轴的迴转振荡运动
影响：造成舶舶失速、砰击、上浪
特性：固有纵摇周期小于固有横摇周期
相关概念：横摇、升沉
概述当船舶纵向对浪航行时，主要产生纵摇和垂荡。作为周期性运动，它们和横摇有许多相似的地方，但也有自己的特点，主要表现为：

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图1 纵摇与横摇示意图(1)在研究横浪横摇时，假定船舶的横向尺度和波长之比是小量，可以用角振动的液面代替波浪的扰动。在纵向运动中，船长和波长是同量级的，因而必须考虑波浪曲率的影响。(2)纵摇和垂荡是同时发生的，见图1 。纵摇能引起垂荡，垂荡能引起纵摇，即所谓的耦合影响。只有当漂心和重心在同一垂直线上时，才有可能把两者分开。(3)纵摇运动的幅值较小，线性理论能得到十分满意的结果。纵摇研究方发法目前对纵向运动的研究有以下三个途径：(1)建立在模型试验或实船统计基础上的经验公式和图谱，一般作为方案设计阶段的参考。(2)模型试验，包括在规则波中确定频率回响函式和不规则波中的试验。(3)根据流体力学原理，用电子计算机进行理论计算，它不仅能计算纵摇和垂荡，同对可以对耐波性的一系列内容进行预报。目前电算结果已经具有工程上要求的精度，在若干方面可以代替模型试验。电算具有大量、迅速、经济和可靠的特点。我国许多单位都具有电子计算机和备有耐波性理论计算源程式，设计工作者应充分利用这一有力工具。纵摇的稳定船舶因纵摇运动而遭致的不利后果有：同等功率下的失速、严重的结构损伤、船员晕船症。因此，如果能减少船的纵摇运动，那是极为理想的。纵摇的稳定问题是和横摇的稳定有很大区别的。船舶的纵摇阻尼很大，这一事实意味着需要有很大的力矩才能进一步加大这一阻尼。要想如同稳定横摇那样利用船内的装置(例如水仓、陀螺仪、移重等等)来产生这样量级的力是不实际的。此外，不象横摇，纵摇运动的谐摇并不明显。也就是说，横摇谱的峰狭而陡，而纵摇谱的峰却对应很宽的频率。减纵摇鳍只有在谐摇範围附近才较为有效，在更高或更低的频率时其效果就大为降低。因此，对稳定纵摇的所有尝试都是利用能够产生大的作用力的船外的装置，诸如固定首鳍、可动尾鳍，以及在少数情况下用可动首鳍和固定尾鳍。只有固定首鳍曾实际装在船上过，并起到减少纵摇和失速的效果。固定鳍曾经进行过船模试验和实船试验来探讨固定首鳍对船舶纵摇运动的影响。从试验中发现，在较短的波浪中纵摇运动可以有相当大的减少，但是人们对于固定鳍是否能对纵摇运动提供足够的稳定作用仍有相当的怀疑。在另一方面，主动式鳍的效果要比固定鳍高一倍，不过主动式鳍与其操作机构和控制装置在重量、空间和费用方面可能提出很高的要求。