登陆注册
47696400000007

第7章 舰船的基本性能(2)

舰船的摇摆,尤其是横摇剧烈时,对于武器发射的命中率、人员的工作、设备的运转以及船体强度都将产生不良影响。减小舰船的摇摆,可采用消摇设备。舰船上采用消摇设备已有100多年的历史,其形式多种多样,现在被应用的有下列几种:

(1)舭龙骨。舭龙骨装在舯舭部两侧,与外板垂直,呈长条形结构,如图1-2-7所示。它在船舶横向摇摆时产生与摇动方向相反的阻力,从而减小船舶的摇摆幅度。它的长度一般为船长的1/3~2/3,宽度约为船宽的3%~5%,面积约为水线面面积的2%~4%。

图1-2-7舭龙骨(2)稳定鳍。稳定鳍装在船的两舷舭部,做成机翼形式,如图1-2-8所示。平时可收到船体内,遇有摇摆时,可将其伸出并调节到适当角度,使其产生一个与摇摆方向相反的力矩,达到减小摇摆的目的。

图1-2-8稳定鳍(3)消摇水舱。消摇水舱一般由设在船体内部左右两舷的水舱所组成,有两种形式,如图1-2-9所示。其液体数量一般为船舶排水量的2%~4%。当船舶摇摆时,使水舱内液体流动的方向永远与船舶倾斜的方向相反。由于风浪产生的倾侧力矩同水舱所产生的力矩总是相反的,这样就抵消了风浪的倾侧力矩,从而起到减摇的作用。

图1-2-9消摇水舱(4)回转稳定仪。回转稳定仪是根据陀螺的原理来设计的。陀螺在高速旋转时,如果受到外力的作用而产生倾斜时,会产生一种回复到原来位置的力量。根据这一特性,采用一定的结构形式,把它安装在船上,当船摇摆时,高速旋转的陀螺也一起倾侧,它就会产生一个反抗船舶横摇的力量,从而减轻船舶的摇摆。

4.抗沉性

舰船的抗沉性是指舰船在出现一些破损的情况下,如一舱或数舱受损进水等情况,仍能安全漂浮在水面,保持足够的稳性而不致沉没和倾覆的能力。

要使船舶具有很好的抗沉性,最主要的是依靠它留有足够的储备浮力和船舶结构上的双层底与水密隔舱。在船体水密甲板以下的内部空间,是由若干水密隔舱将其分隔成许多舱室的。一旦一舱或数舱受损进水后,不至于蔓延到更多空间,使吃水大量增加。这样,由于储备浮力的存在,使得船舶保持一定的浮力和稳性,船舶才不至于沉没。

现代舰船几乎都设有双层底和水密横舱壁,而将整个船体分成几个单独的水密舱室,并在水线以上留有足够的干舷高度,以保持一定的储备浮力,如图1-2-10所示。这样,当舰船某些部分受损进水后,仍可保持一定的浮态和稳性。

图1-2-10抗沉性良好的大型军舰水密舱室的划分5.快速性舰船的快速性是指舰船在消耗一定功率的情况下能达到较高的航行速度的能力。为了使舰船具有良好的快速性,要求舰船在航行中阻力较小。为此,船体表面要很光滑,船体的外形要设计良好,要成窄长的流线型。另外,螺旋桨的设计也要讲究。船体外形的设计是造船工作者最困难的任务之一。

近100年,航空运输的速度提高了4~8倍,火车的速度提高了1.5~3倍,而水路运输的速度只提高了0.2~0.25倍。为什么水路运输的速度这样落后呢?这是因为船舶是在水中航行的,水分子密度大约是空气分子密度的800倍,因此物体在水中前进所受到的阻力要比在空气中前进所受到的阻力大很多很多倍;又因为物体在流体中运动时,速度越快,阻力越大,阻力的增长与速度平方成正比。

怎样才能提高舰船的速度呢?

一方面,要研究新的船型,尽可能减小水对船的阻力。经过人们反复地实践,不断地提高认识,终于成功地创造出利用水翼产生升力将船体托出水面的水翼船,如图1-2-11所示;利用升力风扇在船底下形成空气垫将船体托出水面的气垫船,如图1-2-12所示;利用水面空气效应而使船体离开水面的气动升力式腾空船,如图1-2-13所示等。它们的速度可达100千米/小时,甚至可达到180千米/小时。有的气垫船还具备两栖性能,既能在水中航行又可以在陆地、沼泽和冰雪上航行。我们相信,在不久的将来还会出现速度更快、更先进的舰船。

图1-2-11水翼船

图1-2-12气垫船图1-2-13气动式腾空船

另一方面,要增加主机功率,提高推进效率。最古老的推进器是桨和篙。后来又发明了橹。橹是在我国使用非常普遍的一种推进器,它的作用原理与螺旋桨颇为相似,效率比桨高。橹的操作是往复运动,要用手摇,比较吃力。后来发明了桨轮,桨轮作旋转运动(轮上的蹼板搏水,推船前进),可用脚踏,比较省力。蒸汽机发明以后,也采用桨轮作为船的推进器,这就是明轮推进器。在浅水中,这种推进器的效率比其他类型的推进器高。因此,现在某些内河还有明轮船舶在航行。现代舰船广泛采用的推进器是螺旋桨。

6.操纵性

舰船的操纵性是指舰船在航行中保持既定航向或在舵的作用下改变航向的能力。保持航向的能力叫做航向稳定性,改变航向的能力叫做灵活性。航向稳定性和灵活性对船体外型的要求是互相矛盾的,比如,瘦长的船体有较好的航向稳定性,但是灵活性就比较差。

对于舰船模型来说,具有良好的操纵性能是很重要的。比赛航速或航向的舰船模型,要求具有良好的航向稳定性;无线电遥控舰船模型,要求具有良好的灵活性。航向稳定性同如下因素有关:

①船体长度同宽度相比越大,航向稳定性越好。

②船体宽度同吃水相比越小,航向稳定性越好。

③船舵面积越大,航向稳定性越好。

④船首的内削度(由上到下形成的斜度)越大,航向稳定性越好。

⑤船体水上部分越矮和上层建筑侧面积越小,航向稳定性越好。因为这种情况对吹侧面风产生的偏航较小。

⑥在相同的行驶距离内,船体的长度越长和排水量越大,航向稳定性越好。

⑦单螺旋桨的舰船,螺旋桨轴同船体中央纵剖面不重合,航向稳定性不好。

⑧船舵轴不在船体中央纵剖面上,如图1-2-14a所示,或船舵面对螺旋桨轴上下不对称,如图1-2-14b所示,航向稳定性不好。

图1-2-14船舵安装不好的情况⑨船体外型左右不对称,航向稳定性不好。

⑩对于双螺旋桨舰船模型,两个螺旋桨的位置不对称,或者两个螺旋桨尺寸不一致,航向稳定性不好。

由于灵活性和航向稳定性对船体外形的要求是互相矛盾的,因此,要使舰船模型具有良好的灵活性,只要采用上述的①②④⑥相反的办法就可以了。应该指出,船舵面积增大,对航向稳定性和灵活性都是有利的。灵活性的好坏一般用最小的回旋圆周直径来表示。回旋圆周直径越小,灵活性就越好。为了能够比较各种长度的模型的灵活性,可以用相对回旋直径来表示。比如船体长1米,回旋直径是5米,那么模型的相对回旋直径就是5米÷1米=5米。

7.回转性

舰船能够随时按照驾驶人员的意图迅速改变航向的性能,叫做舰船的回转性。军用舰艇、内河船舶要求具有良好的回转性。

船舶回转性能的好坏,是以回转直径D来衡量的,如图1-2-15所示。船舶在一定舵角和航速下作回旋运动,船舶重心所划出的轨迹称回旋圈,而回旋圈的半径就叫回旋半径。回旋半径越小,说明船舶的回转性能越好。

图1-2-15船舶的回转半径

为了比较不同长度的船舶的回转性,常以回转直径与船长的比值来表示,海船一般约为船长的5~7倍,内河船一般约为2.5~4倍,回转性能优良的船舶其值还会更小一些,如拖轮仅为1.5~2.3倍。

一般来说,较大的舵角可以获得较小的回旋半径,但最大舵角是有一定限度的,它不能无限增大,否则适得其反,舵角过大,将引起舵上水流的混乱而使舵压力减小。对于最大舵角,不同的船舶有不同的数值,一般为5~35度。

要求舰船达到某一项航海性能是不困难的,但要求各项航海性能同时达到就十分困难了,因为有些航海性能是互相矛盾的。除了航向稳定性和灵活性有矛盾外,稳定性和快速性也有矛盾。例如要提高舰船的稳定性,就要把船体加宽,但船体加宽了,航行阻力就加大,快速性就会受到影响。因此,我们在设计和制作舰船模型的时候,要根据具体模型的特点,满足某几项航海性能要求就可以了。

三、舰船航速的基本概念——节

在16世纪时,虽然海上航行相当发达,但是当时既没有时钟,又没有航程记录仪,所以难以确切判定船的航行速度。有一位聪明的水手想出一个妙法,他在船航行时向海面抛出拖有绳索的浮体,再根据一定时间里拉出的绳索长度来计船速。

那时候,计时使用的还是流沙计时器。为了较准确地计算船速,有时放出的绳索很长,便在绳索的等距离打了许多结,如此整根计速绳上又分成若干节,只要测出相同的单位时间里绳索被拉曳的节数,自然也就测得了相应的航速。于是,“节”成了海船速度的计量单位;相应地,海水流速、海上风速、鱼雷等水中兵器的速度计量单位,国际上也通用“节”。

“节”的代号是英文“knot”的词头,采用“kn”表示。1节等于每小时1海里,也就是每小时行驶1.852千米。

因此,1节(kn)=1海里/小时=1.852千米/小时。

同类推荐
  • 学生球类运动学习手册——教你打台球·保龄球

    学生球类运动学习手册——教你打台球·保龄球

    21世纪,人类进入了新经济时代。综合国力竞争的实质是民族素质的竞争,是人才的竞争,是教育的竞争。在这样的背景下,加强素质教育,尤其是进行身体素质教育就显得更为重要。球类运动是世界上开展的最广泛的运动项目之一,也是广大体育爱好者乐于观赏和参与的体育运动。经常进行此类运动,不仅可以增强人们的体质,提升身体的协调性,而且还能增强我们的自信心以及培养团队精神。
  • 语文新课标课外读物:牛顿传

    语文新课标课外读物:牛顿传

    现代中、小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界蓝天。否则,我们将永远是妈妈怀抱中的乖宝宝,将永远是温室里面的豆芽菜,那么,我们将怎样走向社会、走向世界呢?
  • 绝妙的发明

    绝妙的发明

    本书从电子科技、交通能源、航天军事、传媒通讯、生活用品以及生物医疗六大方面精选出具有代表性的发明与发现成果,详尽地讲述了每项发明与发现辗转曲折的由来、艰辛的发展历程以及这些成果给我们今天生活所带来的重大影响。
  • 国学经典导读(中册)(中华诵·经典诵读行动)

    国学经典导读(中册)(中华诵·经典诵读行动)

    方水清等主编的《国学经典导读》是一本关于中国文化经典的综合导读作品,分上、中、下三册,中册精选了《大学》、《中庸》、《论语》、《孟子》、《唐诗三百首》、《宋词》、《唐五代词》等著作,对每部作品都按“原文”、“译文”、“师说”、“知识卡片”、“故事链接”五部分进行详细解释,以便为读者深入了解传统文化经典,提供必要的阅读门径与学习指南。
  • 青少年如何高效率读书

    青少年如何高效率读书

    本书就适合于青少年的读书方法、读书技巧问题,做了完整的论述与详尽的阐释。内容切合实际,简明实用,对青少年增强学习效果,巩固所学知识,成就未来人生都大有益处。
热门推荐
  • 阎王笑

    阎王笑

    翟向善,如果——我是说如果,这一次能全身而退,我陪你,好不好?”话音方落,便觉身下的人一个趔趄,身形摇晃不稳,勉强平衡之后,终于回过头来,瞪大的眼中充满了不可思议的震撼。显而易见,她的话,威力不小啊。两两对视了许久,正当她怀疑他是不是已变身成木头之时,他突然说话了,嗓音干涩,犹带一丝勉强的镇定:“你可知自己在说什么?”如此简单直接,令他猝不及防,乱了心湖,防不胜防。“放心,我清醒得很。”梨花带雨的脸上逐渐泛起了笑意,“即便是糊涂了,我也不承认自己说的是傻话。”
  • 乱世佳人阔太命

    乱世佳人阔太命

    神经丽是大陆“坐台小姐”,但她从来“卖艺不卖身”,因为舅父的资助,她终于漂洋过海到了香港,在那个光怪陆离的社会内遇见了一富家大少,情投意合的她纵然想“私定终身”无奈情深缘浅,一个大陆妹又怎么能够攀结得了权贵阔少呢?出于对于将来的打算,她想办法回到内地广州考托福,最后到了美国,然后在那边修读了商业管理之后取得了经济学硕士的学位,最后回到香港,拿到了“香港小姐”的称号,跟着她成为“亚洲第一小姐”最后成为各大影视剧红人,最终与一直暗中帮助她的阔少汪白浪走到了一起。
  • 彼年豆寇,谁许谁地老天荒

    彼年豆寇,谁许谁地老天荒

    前世他说:“此生,我只爱陌枯荒一人,此世,我只娶陌枯荒一个”今生他说:“那只是我无意之举,不必当真”好一个无意之举,不必当真。什么执至之手,与子偕老?什么一生一世一双人?这一切的一切终究是什么?她又算做什么?前世他为护她丢掉了性命,重入轮回。今生她为他挡了那一剑,算是回报。前世今生缘分散尽,红线断落。愿来世,你我不再相遇。吾用吾命,换君一世。
  • 右手边的阳光

    右手边的阳光

    “在我们家睡得还习惯吧!”身后传来非刀兄的声音,十小时前才刚见过面的,眼前这位面孔还比较生疏的大男孩已经洗漱完毕,“成都的天气和北京不一样,空气比较湿润,更加容易着凉!”“嗯”我转过身,面对着非刀兄,想起昨天晚上与他在公交车站的见面:虽然眼前这位肚子微微突出的男孩,与我脑海中想像的“非刀”在形象上有太多的不一致,但网络上多日的交流,让我们彼此有了灵犀,我们径直走向对方,还未问候,四只手已经握在了一起!
  • 情深入骨相思不知

    情深入骨相思不知

    我记得,我第一次见到是在五岁,那时候他穿着格子半衫,我们第一次认识对方。我记得再见到他的时候,他是高高在上的上司,纯手工定制的西装,高挺的鼻梁,温柔地声音,说着一句:“我叫陈奕寒。”我们是两条平行线,大概也只有平行的日子。
  • 太虚万道决

    太虚万道决

    地球六千万年一次的轮回,灭绝厄运!到现在已经过了五次,马上就是第六次!这一次,地球生灵决定不再乞求上天怜悯!诸神的回归,新生代的崛起!誓言捍卫地球轮回的厄运……!
  • 修真异世录

    修真异世录

    因为青羽门门主意外得到残篇功法,遭到灭门之劫,唯独青羽门门主之子逃过大难,青羽门门主之子为报灭门之仇,最后关头引发天劫,和敌人同归于尽,青羽门门主之子暗中施展保命之法,同时借天劫之力穿越到异世,发现异世非同寻常,看他如何揭开异世之谜
  • 我真被雷劈了

    我真被雷劈了

    事实证明,人太帅的确会惨遭老天嫉妒。大学报到前,姜瑜受到天降雷罚,却带来了一个开口就整活,但到处撒币的系统?人称东海第一美男的姜瑜,不禁仰望苍天,泪流满面。系统:“叮~!给老子爬!看完《霍乱时期的爱情故事》奖励245700元!”好吧,真香。这是一本正能酿的小说。
  • 111宿舍阻爱序曲

    111宿舍阻爱序曲

    姜晓诺:我是胆小鬼!我永远走不出自我编织的美丽童话,我不敢爱,害怕受伤害。白皖苏:风流不是我的错!他人笑我太疯癫,我笑别人看不穿。爱情是骗人的游戏,好姐妹才是硬道理。欧阳倩倩:男生勿近!不要跟我讲爱情,不要轻易说你爱我,许下的承诺就是欠下的债!我满身疮痍,受不了第二次伤害。
  • 风铃

    风铃

    中国小小说30年心血结晶,23位名家殿堂级作品,精短文学的至高水准,值得一生珍藏的经典文丛。由当代微型小说之父刘国芳编著的《金麻雀获奖作家文丛.刘国芳卷》为金麻雀获奖作家文丛之一。《金麻雀获奖作家文丛.刘国芳卷》收录了拔去心里的草,爱在天上飞着,风铃,黑蝴蝶,吹笛到天明,你身上有她的香水味,过去,结婚,老鼠带来的爱情,快乐情人节,开始就是结束,忽然,警察与小姐,向往阳台,模特与车,角色,小品,对面……