纵摇( 二 ) _生活百科

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固定鳍结构图在实船试验中发现，对于减纵摇鳍来说，大的浸深是很重要的。但是任何装有首鳍或尾鳍的船舶，不论鳍的浸深是多幺大，都会面对鳍可能出水这一不利情况。这一情况在设计上是一个难题，尤其是对于主动式鳍，因为鳍的出水会导致很大的作用力，这一点在结构设计中是必须加以考虑的。再者，空气的吸入还将减少鳍的上表面的稳定力。虽然可以通过加大浸深来加以改善，但完全消除是不可能的。由鳍而引起的船速损失在静水中是不大的。甚至还有可能将固定鳍设计得使之在某一船速下的阻力反而更低些，如同球首的情况一样。但是，用鳍稳定的船舶在汹涛海面上会受到频繁的砰击，而仅只在纵摇运动上减少20～25%并不能抵偿砰击或振动的不良效果，后者是由空泡破裂在船侧壳板上形成冲击而造成的。尾鳍看来并不比首鳍优越。主动减纵摇鳍减纵摇鳍如同舵和减横摇鳍一样，可以由一个自动控制系统加以操作，从而使船舶在汹涛海面上的运动状态大为改善。主动式减纵摇首鳍并不如主动式减横摇鳍那幺有利。其原理是固定的减纵摇鳍会根据攻角而自动地产生升力，攻角是由船的前进速度和纵摇引起的船首垂向速度合成的。固定鳍的阻尼力是相当大的，而且其相位也是适当的。首鳍襟翼的主动化只有在需要更大的升力时方是值得的，尤其是要求在低速情况下也能减少纵摇时。总之，由于需要与纵摇周期而不是横摇周期相适应，水泵和马达都需要有相当大的尺度才能产生足够的转矩来对抗船首很高的波浪和压力。喷水水翼作为减纵摇鳍是部分主动化的，主体是固定的鳍。喷水襟翼鳍是受空泡限制的，在产生空泡之前它的升力要大得多。模型试验表明，可动的尾鳍可以与固定首鳍同样有效。此外，首鳍的效果会随波高或攻角(失速前)的增加而提高，但尾鳍的效果将不会因波高而有多少变化。另一种稳定纵摇的方法是设法有效地减少水线面的面积，例如採用开式水仓。但有一艘船在尾部装上开式水仓后反而使它的纵摇性能恶化。横型试验表明，虽然採用水仓并不能减少运动的最大幅值，但这些最大运动幅值却被转移到较低的船速。这一事实使得船舶在设计的船速範围内可以更有效地营运。增加纵摇阻尼作为振荡运动，阻尼无疑是一个重要参数。由于船很长，纵摇的阻尼力矩很大。船舶纵倾复原力矩很大，使纵摇固有周期很小。所以，在静水中自由纵摇衰减极快，图2是某船的减幅曲线。正因为纵摇衰减快，故无法像横摇那样绘出衰减曲线，求出相应的衰减係数。少数试验资料表明，纵摇无因次衰减係数一般在0.3至0.5之间，而横摇只是在0.05至0.07之间。

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图2 某船的减幅曲线增加纵摇阻尼是改善纵摇的一个途径，例如，在船首加装首龙骨和减纵摇鳍都是以增加纵摇阻尼为出发点的。