本帖最后由 xbq1013 于 2022-9-3 10:18 编辑
' M7 \! e C# A+ x; K- Z" c( l, ?0 j) J
时速100百公里的轿车，一脚刹车下去，最多四五十米的距离就能停下来。但时速仅为三十公里的巨型货轮，想要完全停下来，有可能还会继续滑行五六公里的距离，这是因为大型船舶的动能极大，我们没有办法通过瞬间增加船舶的摩擦力来实现像汽车一样的减速。船舶与水的摩擦力取决于三个主要因素：船与水接触的面积、航行速度和水的粘度。很显然，我们无法在增加船舶与水之间的摩擦力方面大做文章，那么现代船舶用哪些方式“刹车”或是减速呢？
7 G7 Z# v3 P, x5 n2 }+ S2 Q, {" b
即便是早早的拉了全速退但依旧无法避免撞击 5 z+ D: J6 r9 Q
一、左右摆舵 当船舶不可避免地将要撞击障碍物的时候，可以选择像下面动画中的这种左右摆舵的操作，一方面这可以增加船舶的行驶距离，为执行其他减速动作赢取一点宝贵的时间，另一方面摆舵也可以使得船体两侧的大面撞击水流，增加船舶在水中的阻力实现减速或是避碰！ 8 \; g! P5 p" @& z
左右摆舵可以增加船舶的受力面积，从而增加阻力 1 f" M' [- K5 a4 U
二、抛锚 由于船舶的锚有着特殊的设计，当它被抛入水中后，锚便会扎入河床中，在非全速的紧急情况下可被用于减速，一般情况下船锚也被在停船期间使用，就是我们平时所说的“锚泊”。不过船锚只能用作较浅的水域，一方面是因为锚链长度有限，另一方面抛锚太深，锚机无法将重达上百吨的锚链重新收回。但事实上抛锚也需要一定的时间，并不是瞬间一下子丢入水中，锚也不会立即产生作用，不可能实现下面《超级战舰》画面中的密苏里舰那种抛锚效果的，航速过快甚至会出现锚链断裂的情况。
4 k$ n* P8 n6 U7 {3 h. }# |3 ~水下的船锚会慢慢的扎入河床
, [* c& I. q% p# x9 K) e S' ^4 }《超级战舰》中的密苏里舰瞬间抛锚，瞬间产生作用
2 v7 L. j+ i1 v! ]" f ~3 s, x7 t三、反转螺旋桨 通常有两种方式实现螺旋桨的反转。第一种是直接让发动机反转，这个时候需要先向气缸内注入高压空气，逼停正转的发动机，然后改变发动机的发火顺序，从而实现发动机的反转，最终达到使螺旋桨反转的目的。由于大型货轮的发动机转速非常低，基本都在每分钟100转以下，所以大型船舶一般无需配备齿轮箱，无奈只能采用这种反转发动机的方式来使螺旋桨反转实现“刹车”效果。但是大型船舶的动能极大，而这种“刹车”过程非常漫长，所以大型货轮必须尽量避免使用这种方式“刹车”。
4 T! k' A3 u0 M/ p
想要停止并且反转一台大型柴油机需要花费一定的时间 * a. k; I0 M1 x5 |
螺旋桨的正反转试车 ! C/ _ O, y' A
反转螺旋桨的第二种方式是通过齿轮箱来控制螺旋桨的反转，通过下面这个动图就可以很直观地理解齿轮箱的概念。一般中小型船舶配备的都是中高速发动机，所以齿轮箱不仅可以被用于减速，也可以和汽车一样实现前进后退档位的切换。这种操作往往可以在瞬间完成，驾驶员只需要将操纵杆从前进拉到后退，由于时间短，效果也不错。但这种“刹车”仅存在于中小型货轮上，而中小型船舶本身往往行驶在各种复杂的航区，这也是其对高机动性的必然要求。 3 I0 Y6 X/ z+ n1 L* j
最简易的正反转齿轮箱
9 S9 q3 d% S- c6 N1 {' H& b. q* [四、可变螺距的螺旋桨 如下方动图所示，这种螺旋桨的桨叶可以任意调节螺距甚至是完全翻转。可变螺距的优点非常明显，在正常航行中调节螺距可实现船舶航速的调节，在紧急情况下，翻转螺旋桨的桨叶亦可以实现船舶的“刹车”或是“倒车”。但是这种螺旋桨结构非常复杂，不仅使得造价高昂，故障率高，维护成本高，而且粗壮的桨叶根部设计也使得推进效率低于普通螺旋桨，所以一般不被用于民用商船。
/ n* ?; K* t# J) |3 J/ }
可变螺距螺旋桨 : a% P* L J: y9 j. R! y
五、吊舱式推进器 这种吊舱非常先进，它将推进电机安装吊舱内，与螺旋桨直接相连，吊舱360度旋转，可以实现矢量推进，它的转向或是“倒车”更加灵活，并且这种设计直接省去了舵系统。但在实际应用中，因为电机舱空间有限也使得这种推进器的功率有上限，且维护相对麻烦，故障率也较高，一般也不被用于普通民用商船。 $ Y) P8 d( F( P1 h1 D6 }" ]$ {: X; C
电机被安装在了吊舱中直接驱动螺旋桨
( e) l7 ~+ h4 B! S. r0 d# {( v* K) Y8 }9 d s7 E
两种形式的吊舱式推进器
' ^% Y! S# `. V% b3 g f! J2 {. s; t) v' C. B. q
六、减摇鳍 顾名思义，这种装置像鱼鳍也像飞机的襟翼，一般被用于客船以降低船舶横向摇摆，这种“鳍”也可以像飞机的襟翼一样调整角度，当船舶需要减速的时候，减摇鳍可以增大角度以增加船舶在行驶过程中的阻力。不过，当船舶速度过快时，不宜采用大角度的减摇鳍减速，强大的阻力很容易损坏减摇鳍，所以减摇鳍并不是一种高效的“刹车”减速措施。
( f* Y, X( M$ W1 x这种设计在客轮上比较常见，一般被用于降低客船的横摇 ! m& s! v% E1 b
综合上面几点的刹车措施，可以看得出来现代船舶的“刹车”设计，基本上还是围绕在如何给船舶施加反向推力的方式来实现减速或是刹车目的。船舶种类的不同，对“刹车”要求也会“因船制宜”，比如一些大型客船，它们不仅配备了“减摇鳍”，还有吊舱式推进器，或是采用可变螺距螺旋桨。而大型民用商船的大部分时间都航行在漫无边际的海上，航行条件极佳，并且在进出港时都会有拖轮辅助，这类货轮对螺旋桨的推进效率以及稳定性要求较高，所以它们一般都会采取反转发动机的方式来实现“刹车”。
9 E3 E: A2 t: M6 p6 i+ V6 {; }) K" | | 
发表于 2022-9-3 10:16:40
