(3)甲板上浪
通常指当船舶遭遇大的波浪,部分波浪来作用于船体并超越干舷,海水冲上甲板的现象。
1.2.2 波浪对船舶航行的影响
波浪对船舶的影响是比较明显的,波浪会使船舶摇摆,难以保持航向,影响编队航行和作战。大浪又会使在浅水区活动的船舶搁浅使受损船舶加剧倾斜进水、加速其沉没。所以海浪是影响船舶航行的最重要的自然现象,万万不可掉以轻心。综合分析,海浪可以对船舶产生如下影响:
(1)海浪增加舰船航行阻力,降低航速。
据研究计算, 航速为18节的船只,在6级海浪中顶浪航行时,航速降低4节,在8级海浪中顶浪航行时,航速降低7姐。当然,风浪再大时,航速还要降低,甚至完全不能前进。
(2)当舰船航行方向与波浪方向平行时,舰船将产生纵摇。
顶浪航行时,由于波浪与舰船作相对运动,使舰船与波浪的相遇周期变短,缩短波浪与舰船的撞击周期,使波浪的碰撞次数增多,撞击程度加剧,增大了对舰体的危害。若舰船长度小于波长,纵摇剧烈时,螺旋桨将露出水外,发生空转。使舰船尾部受到过大的震动,造成桨叶脱落,尾轴断裂,甚至尾壳破裂进水。若舰船长度与波长相等,舰船就可能同时受到两个波峰的作用,舰船首尾由波峰支承,舰船中部悬在谷中,发生“中垂”现象。或者是舰船中部由波峰托起,而首尾悬在谷中,发生“中拱”现象。这时舰船将受到严重损害,以致破裂。
(3)当舰船航行方向与波浪方向垂直时,舰船将产生横摇。
舰船有恢复正常漂浮状态的能力,这种性能就是舰船的稳定性。稳定性大的舰船,恢复力大,恢复得快,因而摇摆得快;稳定性小的舰船,恢复慢,摇摆也慢,舰船受损小些。但到那个舰船尚未恢复正常状态时,接着巨浪来袭,就会加剧船体倾斜,甚至会使舰船翻沉。因此,航行中的舰船应尽量避免“打横”和受横向风浪。
(4)舰船摆动的大小除与波高的大小有关外,还与波浪的形状有关。
风暴初期产生的陡峭的波浪比圆滑的波浪引起的摆动要打。同时舰船摆动的大小主要不决定于波浪的冲击力的大小,而在于这种冲击力的相位与舰船振动的相位是否一致。如果相位一致,则较小的波浪也能使舰船产生剧烈的摇动。
(5)舰船摇摆、不仅影响舰船自身的安全,还会使船员晕船呕吐,难以安眠,直接削弱人员战斗力。在风大浪急的情况下,舰船武器也难以发挥作用。
1.3 国内外波浪补偿装置的研究现状
1.3.1 国内对波浪补偿装置的研究
1.3.2 国外对波浪补偿装置的研究
在起重机的波浪补偿方面,国外也展开了大量的科学研究,美国和俄罗斯都已经申请了相关方面的专利,许多波浪补偿装置已在一些领域得到应用。这方面的最典型例子是美国Sandia国家实验室为美国海军开发的补给船起重机。美国的研究工作一直在国际上处于领先位置,他们在二战后期就开始了该方面的研究工作,虽然当时仅仅停留在理论层次上的研究,后期才转入试验阶段,但他们还是最先开发出了一系列具有波浪补偿功能的起重机。例如,T-ACS系列起重船。国外研究机构不仅着眼于研究垂直方向的波浪补偿,而且研究了在三维空间内对波浪补偿系统的开发。其中包括相对高度补偿和对负载的晃动的控制等。国际上对船舶起重机防晃系统的研究已有五十多年的历史了。
1.4 本章小结
第二章 波浪补偿方案设计
2.1 几种常见的波浪补偿装置简介