汽车要停下来,踩刹车就行了,在这水上高速移动的船怎么停?把螺旋桨倒过来倒过来不就行了吗。当时泰坦尼克号不是这样刹车的吗?但是很明显,你没有停下来!
船到底刹车了吗,那刹车又在哪儿?
《泰坦尼克号》应该给我们留下了最深刻的印象。哨所发现前方有冰山时,立即通知舵手全力左转,然后机关机控制立即开始逆转。当然有复杂的过程。首先减少输入蒸汽,气缸停止运动,下一个周期输入蒸汽以实现逆转,这需要一个转换过程。
结果,反向移动的螺旋桨仍然没有时间减速高速前进的泰坦尼克。它不可避免地撞上了冰山,船体右侧钢板被冰山撕裂了近90米。当年的钢板都是叠铆的,低温下容易使用脆脆的高锰钢,所以可以推测,当时排水量第一的邮轮在2小时后沉入了波光下的大西洋。
泰坦尼克舵、中央螺旋桨和侧螺旋桨
也许发动机不会反转,或者有机会绕过冰山。毕竟,高速骑钥匙不是更有效率吗?
螺旋桨翻转是最有效的刹车方式
推进船舶的是螺旋桨。当然,翻转是最好的刹车效果。因此,从发动机输出到螺旋桨添加一组逆齿轮即可。但是这种方式会增加复杂性,增加噪音!当然,这种结构很简单。所有船只都可以通过这种方式获得反转减速的机会!
潜艇的高性能7叶大侧斜螺旋桨
但是现代有很多船只在全力推进,这时主轴上会有一台马达。控制牙齿就行了。电机反转比蒸汽机快得多!这种方式只适合前战推进船舶!但是很多反潜工程船都有吊舱式全回转电力驱动螺旋桨,这都是电机驱动的,很容易逆转,可以刹车!
全电力推进模块示意图
电力推进吊舱,可旋转360度
俯仰调整实现反向推进
这种方式不是螺旋桨反转,而是通过调整螺旋桨距离来拉动螺旋桨。没有这种反转的启动时间。高速旋转的螺旋桨推进状态可以直接转换为刹车,优点很明显,但缺点是必须能够控制螺旋桨的距离。推进效率变差,螺旋桨制造难度增加,维护难度也更大!
可调螺距的船舶推进螺旋桨
销钉稳定器制动器减速
高速船有鳍,它有点像鱼的鳍,有减少船摇晃的作用,但可以控制角度。就像飞机的襟翼一样,整个升力也是最大的。当然阻力也最大。
收放式传播减摇鳍
减摇鳍伸出时
最后还有一种办法是左满舵右满舵再左满舵再右满舵,利用船舶舵机的角度来减速,这种模式也能起到部分减速作用!如果在内河航道的话,还有将船舶调整到水流逆向来稳定减速,所以顺流而下船靠岸时船头也朝着上游,就是这个原因!
内河航道逆流靠岸
如果这刹不住车,船还能怎么办?
如果还是刹不住车咋办?自行车刹车失灵,那就脚踩轮胎或者直接将脚拖到地上刹车,汽车上刹车失灵最后就是拉手刹,那么船还有手刹吗?还真有!就是锚机!
航母的双锚
要是所有船舶所有减速方式仍然无法有效减速,那么最后一招就是抛锚!大型船舶的锚可以超过100吨,不过先要说明下啊,如果水深过深抛锚是无效的,毕竟锚链长度有限,即使如尼米兹航母的锚链也不过1500米左右,而在太平洋上平均水深就是4000米,所以很多位置抛锚是没用的!
抛锚
不过锚链丢下去总是有点阻力是吧,而在浅水区效果还是有的,锚沉到海底后会在拖行,这会对船舶减速有很大的作用,不过如果突然卡住的话,估计连整个锚机都可以从船上拔出!
80后的朋友对《生死时速-海上惊情》中有一个情节应该记忆颇深,一艘控制系统包括舵机被锁死的邮轮,高速前进,无法减速,船上工作人员冒险将系缆缠绕螺旋桨失败、使用手动侧向推进将邮轮避开了万吨油轮,但仍然无法阻止它撞向码头,最后只能扔下大铁锚,让铁锚拖行对船舶减速!
尽管效果不咋地,但至少减少了撞击时的速度,所以抛锚后最后一招,就是冲滩,这是很多船舶为了对付触礁使用的最后手段,搁浅在浅滩总比沉没要好是吧!
船舶应急停船试验
紧急停船试验(crash stopping test)也称“惯性试验”,这是船舶在全速正车到停车,测量出船舶的惯性冲程,轨迹以及滑行时间段试验,属于船舶性能试验,为以后船舶在应急状态下提供各种数据,比如它和码头靠岸与离港时关系很大,因此应急停船性能很多时候可能就是生死!
船舶滑行距离的经验数值为:全速正车→停车的滑行距离为5~7倍船长,半速正车→停车为3~4倍船长,全速正车→全速倒车为4~5倍船长,半速正车→全速倒车为1~2倍船长。
假如泰坦尼克号有如此停车性能的话,估计就不会撞上冰山了哈!
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