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气垫船原理,气垫船原理是什么

沧澜 936

7月12日晚,一艘货轮撞上番禺北斗大桥。撞桥的桥墩出现了严重的裂缝,混凝土已经断裂,只有钢筋保持连接,还设置了路障要求车辆绕行!





巧合的是,船撞桥的场景刚刚被附近的延时相机拍摄到。从高清电影中可以看到,一艘“高速航行”的船撞上了桥墩,反弹的力量甚至让船倒退了很长一段距离。似乎从一开始就没有想过刹车!



这艘船到底有没有刹车?它为什么会撞到码头?

轮船和汽车是常见的交通工具,但它们之间有很大的区别。汽车是发动机驱动的变速箱,减速后或前后轮同时输出到前轮或后轮。轮胎转动,与地面的摩擦使车辆前进!



为了有效控制车辆,通常会配备方向盘和制动器。方向盘通过助力结构移动前轮的偏转角,从而控制方向。然后,有了转向前的刹车动作,就能顺利过弯!



船只不是这样。一般来说,船舶转向只需要船体之外的两样东西,一个是动力螺旋桨,另一个是方向舵,发动机带动螺旋桨向后方排水,从而获得使船舶前进的反作用力!



方向舵根据偏转方向得到船尾摆动,从而控制船的方向!当然动力也可以来自帆船的帆或者空空气螺旋桨,帆船还是有舵的,但是气垫船的是空空气舵或者左右螺旋桨的推力不一致,原理是一样的,只是控制船的方向!



没有刹车,没有刹车,没有刹车?

船上没有刹车。汽车可以制动轮胎,增加与地面的摩擦力来控制汽车的速度。但是,船的螺旋桨确实提供动力,但即使非旋转提供的阻力完全不足以刹车,船又是如何刹车的呢?



有一些方法,就是倒车!螺旋桨提供强大的动力,但阻力较弱。然后,当你需要刹车时,你可以反转螺旋桨。通过反转螺旋桨,可以向前排出大量的水。那不是刹车吗?



完全没问题。在《泰坦尼克号》中,我们看到了一个冰山出现在我们面前的场景,大副下达了倒车的命令。我们控制蒸汽通道,先“刹车”,然后主机停止转动再反转,然后螺旋桨被带动反转。这种结构的优点是不需要变速箱!



更快的方式是用变速机构直接倒车,这样停车后就没有倒车的过程,速度更快。也许泰坦尼克号不会撞上冰山。当然也有朋友认为最好是全速行驶,然后转向器效率更高,然后冰山就可以绕过了。当然,现在已经不能挽回了。它已经在寒冷的大西洋海底呆了100多年了!



船舶电力推进系统

当然,全电推进船的制动很简单,电机反转根本不需要变速箱,只需要控制电机反转就可以了,比如三相异步电机反转,只需要改变三相电气顺序!



音调控制

当然,俯仰螺旋桨根本不需要改变转向,只需要调整俯仰,变成反向螺旋桨即可。这时,旋转会将水流导向前方,达到制动效果!

除了烙,还有哪些方法可以“刹”?

一般的船只有这两样东西,但是大型或者特殊的船可能会有其他辅助减速的装置,比如减摇鳍。减摇鳍的主要用途虽然是减小船舶的摇摆幅度,增加船舶的舒适性,但在极端情况下也可以用来辅助转弯和减速!



原理很简单。只要将可偏转减摇鳍的角度调整到一定角度,甚至向前垂直,就可以大大阻挡水流,达到“刹车”的目的。但是很多1000吨以下的船都是固定减摇鳍,也就是说不能收回。减摇的原理是在水中保持“刚性”(增加左右晃动的力矩),但减速没有效果!



减摇鳍

此外,辅助动力系统也可用于减速,如全回转推进器。根据所需的反向力和推力分配原理,所有的推进器都可以发出反向推力,即使不出故障,理论上也终于可以刹车了!

还有拖船协助减速,估计这种需要外部协助的情况已经被大家抛弃了!

如果水的条件允许,可以停止主机,水的阻力会慢慢减缓,遇到紧急情况也可以掉头消耗动能。当然最后一种方法是抛锚刹车,在浅水区有效,深水区不行!



比如《生死时速——海上不寻常的爱情》中,有一个恐怖的场景,船的动力系统被锁住,无法转弯或停止。它转弯时利用船头的辅助动力实现转弯,避免撞上游轮,但又无法避开码头,于是急着起锚,减速,再减速,但最后还是撞上了码头。虽然速度不高,但是游轮吨位大,动能大,所以破坏力很强!



撞码头的原因是什么?

从延时摄影的视频中,我们可以看到船直接撞上码头,没有任何刹车和转弯。这种情况下有几种可能性:

1.船舶动力和控制系统故障或处于失控状态。

2.船在漂流,比如锚链断了或者没有锚定或者拖着。

3、故意、人为碰撞,或控制失误。

2007年6月15日5点,石导驾驶“南桂集035”轮从佛山高明装载河沙前往顺德。由于江面有雾,能见度不佳,船长没有加强了望,选择安全地点锚泊,降低航速等安全操作,最终偏离主航道,船头撞击九江大桥23号墩,导致九江大桥23、24、25号墩倒塌。!





2008年3月27日,正在建设中的浙江宁波金堂大桥发生船舶撞击事故,造成桥面箱梁坍塌、4名船员死亡等严重后果。原因是误判航道通航条件(桥梁高于桥面),认为桥梁未覆盖箱梁,导致严重事故。



2018年9月4日,日本关西国际机场外的大桥被一艘集装箱船撞毁,造成交通中断。修桥的费用估计有几十亿日元。



2019年4月6日,巴西帕拉州首府贝伦的一座桥梁被一艘货船撞击,导致桥梁部分坍塌。倒塌的桥长约200米,至少有5人失踪。



标签: 气垫船原理与设计