2023學(xué)年完整公開課版船舶橫搖

項(xiàng)目十耐波性二、船舶橫搖

船在海上最易發(fā)生橫搖，而且搖擺幅值最大，它影響船員生活和工作的各個(gè)方面。因此，總是希望設(shè)計(jì)橫搖性能優(yōu)良的船舶。一、船舶在靜水中的橫搖

如圖所示，當(dāng)船靜止地漂浮在水面時(shí)，設(shè)想受到外力作用而傾斜一個(gè)角度，例如向一舷傾斜了最大橫搖角度(稱為最大擺幅)。當(dāng)外力撤消后，船在回復(fù)力矩的作用下將使船復(fù)原，但由于慣性的作用，船繼續(xù)由正浮時(shí)的位置向另一舷傾斜至最大擺幅角度。這時(shí)船又受回復(fù)力矩的作用，向正浮位置復(fù)原，由于慣性作用，又繼續(xù)向?qū)?yīng)的一舷傾斜。這樣在回復(fù)力矩和慣性力的交互作用下，船舶繞ox軸作往復(fù)擺動(dòng)。這種擺動(dòng)稱為自由搖擺。

船從一舷橫搖到另一舷，完成一個(gè)完整的搖擺過程后，回復(fù)到初始漂浮位置時(shí)所需要的時(shí)間稱為橫搖周期（自搖周期）。

顯然，若橫搖周期大，則所需完成一個(gè)完整搖擺過程的時(shí)間長(zhǎng)。這種情況，船舶的搖擺程度比較緩和，搖擺性能就比較好。反之，若船的橫搖周期小，船就要發(fā)生劇烈的搖擺，其搖擺性就差。

船在靜水中橫搖，若不計(jì)水對(duì)船舶橫搖的阻尼作用，則橫搖角與時(shí)間的關(guān)系是一條余弦曲線，如圖所示。

橫搖周期為：

船在靜水中無阻尼橫搖將有始無終，即開始橫搖后就一直搖擺下去。實(shí)際上水對(duì)船舶橫搖是有阻尼作用的，考慮了阻尼力矩作用后橫傾角和時(shí)間的關(guān)系曲線如圖所示。在阻尼作用下橫搖擺幅逐漸遞減，最后恢復(fù)到正浮狀態(tài)。

有阻尼的橫搖周期略大于無阻尼的橫搖周期。實(shí)驗(yàn)證明一般：

由此可見，有阻尼和無阻尼橫搖的周期實(shí)際上沒有明顯的差別。

船舶在波浪中的搖擺可以當(dāng)作在靜水中的搖擺一樣處理，所不同的是船舶在波浪中的搖擺是船舶相對(duì)于傾角作周期性變化的波面搖擺，船舶在靜水中的搖擺是船舶相對(duì)于靜止不動(dòng)的水平面搖擺。因此討論船舶在波浪中的搖擺除了考慮船舶本身的搖擺運(yùn)動(dòng)外，還需要同時(shí)考慮波浪的運(yùn)動(dòng)。

海上波浪的波形有的是接近正弦曲線的正弦波，有的是接近擺線的坦谷波及其他不規(guī)則波。二、船舶在波浪中的橫搖

END

關(guān)于船舶在波浪中的運(yùn)動(dòng)幅值的標(biāo)準(zhǔn)，不少學(xué)者進(jìn)行過研究，但大都從某一船舶使用角度提出，只能說明某些情況或是某個(gè)實(shí)踐的總結(jié)，因而未能獲得一致的公認(rèn)。如下幾種建議可作為參考：

1、為使救生艇和工作艇在風(fēng)浪情況下能順利下放到水面，通常要求橫搖幅值不超過15°。

2、從對(duì)船上人員的身體運(yùn)動(dòng)能力的影響來看，橫搖幅值不應(yīng)超過10°，相應(yīng)的橫搖周期應(yīng)大于5－6s。

3、為保證拖網(wǎng)漁船