
船舶在静水或波浪上航行时围绕某一平衡位置做周期性的往复运动称为船舶摇荡。船舶在风浪中遭受由于外力干扰所产生的各种摇荡运动及碰击上浪、失速飞车和波浪弯矩等,仍具有足够的稳性和船体结构强度,并能保持一定的航速安全航行的性能叫耐波性。
船舶摇荡是指船舶在风浪作用下,于平衡位置附近所作的周期性振荡运动。船舶的摇荡,包括横摇,纵摇、摇首、纵荡、横荡和垂荡(起伏)。其中,对船舶影响较大的是横摇、纵摇和垂荡,三者通常可用摆幅和周期(或频率)来表征。
在规则波中,船舶的摆幅主要取决于波幅(波倾角)、船舶固有周期和波浪相遇周期的比值;船舶的摇摆周期则等于波浪相遇周期。在非规则波中,船舶的摆幅和周期是随机的,只能求其统计规律。船舶的摇荡,导致航行阻力增大、螺旋桨效率降低,影响武器、技术器材的使用,造成人员疲劳、晕船,恶化了舰艇的航海性能。船舶的摇荡性能是船舶耐波性的主要方面,以摆幅小、周期长为好。
船舶的摇荡主要有下列六种形式:
(1)横摇--绕船舶纵轴的往复摇动;
(2)纵摇--绕船舶横轴的往复摇动;
(3)首摇--绕船舶垂直轴的往复摇动;
(4)垂荡--沿船舶垂直轴的上下往复运动,又称升沉;
(5)横荡--沿船舶横轴的左右往复运动;
(6)纵荡--沿船舶纵轴的前后往复运动。其中,横摇、纵摇和垂荡对船舶航行的影响最大,而横摇又最易发生,摇荡幅值也最大,严重影响船舶安全。
摇荡运动对船舶的影响是不利的,主要表现在以下几方面:
(1)对船舶性能的影响:剧烈的横摇可能使船舶丧失稳性而倾覆,纵摇和垂荡会引起螺旋桨飞车,导致航速下降。剧烈的摇荡使船舶阻力增加;推进器情况恶化,给船舶操纵带来困难。
(2)对船舶结构和设备的影响:船舶摇荡时会产生碰击,使船体构件内产生附加应力,使某些构件损坏。摇荡会引起甲板上浪,损坏甲板上的设备和建筑。
(3)船舶摇荡会影响机械设备和仪器、仪表的正常工作;同时引起船员和旅客晕船,使工作和生活环境恶化;还会引起货物移动或倒塌造成货损。
(4)在用驳船队运输时,由于各驳船在风浪中的摇荡幅值和时问上不一致。驳船之间的系结缆绳将受到这种外力的反复作用。在风浪很大、驳船摇荡幅值很大时,作用在系结缆绳上的外力就很大,容易引起断缆,造成驳船队散队,导致事故发生。
船舶的摇荡是无法完全避免的,但可设法减小摇荡幅度,适当增大摇荡周期。采用减摇设备可减小摇荡幅度,目前采用的减摇装置主要有下列几种。
舭龙骨板的长度约为1/3船长,宽度为船宽的3%~5%,呈长条形近似垂直装于船的舭部,其外缘不超过船的半宽线与船底基线所围的范围,以免受到码头和海底等碰损。在结构形式上,舭龙骨有连续式的和间断式的两种结构连续式结构简单,适用于航速不很高的船。
间断式结构适用于高速船,其优点是对船舶的航行阻力较小,而对横摇阻力较大。为了防止舭龙骨损坏时使船体外板受损,舭龙骨一般不直接焊接在舭部外板上,而是用一块覆板将两者连接起来。
上述“u”形减摇水舱内的水与舷外水不连通时,则称闭式减摇水舱。若减摇水舱内的水与舷外水相通时,称开式减摇水舱。如水舱内的水左有舷流动是可以控制的,称主动式减摇水舱;而不能控制水的流动的,称被动式减摇水舱。