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[科普中国]-剩余横摇角

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剩余横摇角(residual rolling amplitude)是指舰艇在波浪上航行时由减摇装置减摇后残存的横摇角。其幅值可用均方差值、有效值等表示。如减摇系统是反馈系统,则剩余横摇角是必要的控制信号,只能使之趋近于零,而不能恒为零。1

特点为了平衡波倾角为a的波浪作用于传播的横摇力矩,减摇装置必须具有于该力矩相等的减摇力矩。实际上减摇装置所具有的减摇力矩是有限的,通常将其最大的减摇力矩所能克服的波浪波倾角作为衡量减摇装置能力的标志,并成为减摇能力。各种减摇装置的减摇能力不同,减摇水舱的减摇能力一般为2度到3度,减摇鳍的通常是5度,军舰为7度。2

实际上,任何减摇装置都不可能完全克服横摇,总有一定剩余横摇,只有在共振周期时才具有较高的减摇率,而在其他情况下减摇率都较低。因此,在共振周期之外,减摇性能都用减摇效果的绝对值即剩余横摇角来表示。一般剩余横摇角为3度。2

作用剩余摇摆角是评价减摇装置减摇能力的一种指标。由于它可以用于不同航向和航速的船舶减摇评价,并且根据它还可以知道船舶减摇后的横摇情况,所以它的应用越来越广泛了。目前,我国的许多减摇鳍利用它来作为减摇指标,如NJ5系列减摇鳍在设计海况中的剩余横摇角的平均值小于3°它的定义是:当减摇装置工作后,在规定的船舶工况下(设计航速、设计海况下),船舶的残余横摇角有义值(或平均值、均方根)不大于A。其中A为一个根据船舶实际需要而选定的值。3

实际应用-减摇鳍的评估减摇鳍工作后船舶的剩余横摇角的大小。如减摇鳍在设计海情设计航速下傍浪航行,剩余横摇角幅度平均值不大于某个指定值。目前比较常用的是这种定量指标,因为它能比较直观地告诉使用者减摇鳍工作后船的横摇情况,给船舶作业及战斗舰艇作战、训练和其他武器系统提供比较明确的定量保证。

关于剩余横摇角的度数,一般用剩余横摇角幅度平均值,也有的用剩余横摇角有义值。上述指标的验收测量方法,在有关标准中有详细说明,对船舶的航行状态,海情等级的解释等也都比较严格。

NJ系列减摇鳍的减摇指标最初用过减摇倍数和减摇效果。减摇倍数4倍左右,减摇效果70%~80%。后期产品一律采用最后提到的指标。一般规定在设计航速和设计海情下,傍浪航行,减摇鳍工作后船舶的横摇角幅度平均值不大于3°。也有的产品在技术规格书中除了规定海情等级外,还明确规定有义波高值。4

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学