同在一片海域中,两船相隔不到五米,右边的船只十分平稳,左边的船只却在大幅度的左右晃动。
这是什么原因呢?
原来,左边的船只上被安装了一个叫做Seakeeper的陀螺减摇器。因其对船只的稳固性极强,所以它也被称为“海上阻尼器”。
Seakeeper主要利用了陀螺原理,可以不受船只速度的影响,来降低和消除船只在海面上95%的晃动。
那么它是如何稳固船只的呢?
Seakeeper外观看起来就像是一个球体,在它的内部,装有一个大惯量高速转动的转子。当船只摇晃时,内部的扭矩会以高达9750rpm的速度旋转,以此来抵消船只的晃动。
例如,船只左右摇晃时,Seakeeper就会产生强大的陀螺扭矩到左舷和右舷上,以达到船只平衡的效果。
不论是船只在运行还是停泊,装有阻尼器的船只与没有安装的,形成了鲜明的对比。
并且,这套设备的价格,还不到船只总价的5%。自2008年推出以来,已经售出了超3000台。毕竟,晕船的感觉的确不怎么好受。
值得一提的是,这种阻尼设施不仅只用在了海上,它也被运用在了陆地的建筑内。
2021年7月25日,台风“烟花”抵达上海,位于陆家嘴的上海中心大厦受到了台风的影响。好在安装在大楼顶部的“镇楼宝器”风阻尼器,开始了有节奏的摇摆,才削减了台风造成的楼梯晃动。
那这又是什么原理呢?
阻尼器主要是由钢索悬吊的百吨级配重物体,通常悬挂在建筑300米以上的位置。
当强风来袭造成楼梯发生晃动时,阻尼器就会使用传感器,来探测风力大小以及建筑物的摇晃程度。并通过计算机经由弹簧和液压装置,来控制配重物体向反方向运动,从而降低建筑的摇晃。
但毕竟阻尼器重达百吨,它该怎么确保不脱落呢?
阻尼器自身的配重物体,是由8根钢索以及超过200根金属缆线悬挂着的。并且,以上海中心大厦的这个“慧眼”风阻尼器来说,它还运用了电池原理,将阻尼器吸附了起来,大大降低了脱落的风险。
回到开头的画面,我不禁还有一个疑问。为什么船只摇晃的那么厉害,却不会翻船呢?
任何物体都有一个重心,只要体积和形状不发生改变,那么重心就不会发生改变。而船只在水面上产生的浮力,会受到海水的影响而左右移动。
这个时候,船体的重心和浮心会发生“扶正力矩”。在扶正力矩的作用下,虽然船只会左右摇晃但却不会侧翻。
除此之外,为了能使轮船更加平稳,还有一些船底被安装了“舭龙骨”。它可以加强船体的耐波性和稳定性,极大程度的降低了横摇和纵摇。