为什么航母底下那么窄而上面那么宽却不会侧翻?
还真没听说过谁家的航母在海里侧翻,但比它吨位小很多的护卫舰,还真发生过侧翻这事。这就得提到印度了。
2016年,印度F-39贝特瓦号导弹护卫舰在孟买升级改造完毕后,刚刚离开船坞整条船就发生了侧翻,护卫舰侧翻事故还导致了16人员的伤亡。
要说年久失修的轮船出现侧翻的概率可能会有,但一艘改造完毕的护卫舰,刚出船坞就侧翻,这还真是个新鲜事。
后来经过一些列的调查,发现F-39护卫舰经过升级改造这个过程中,船体的重心发生改变,所以才会出现侧翻的情况。
虽然护卫舰看起来也是上宽下窄的造型,但它上部的宽度可比航母差远了。要知道,航母甲板的大小决定了航母一次可以投入作战的飞机数量,甲板上停留的飞机越多,投入战斗的速度越快。
而且,为了能让舰载机起飞和降落,大多数的航母采用了倾斜甲板,这就导致了航母甲板的宽度远远超出的船体的宽度。
可为什么下面那么窄,上面那么宽的航母不会侧翻呢?
接下来,咱们一同探讨下这个问题。
航母的下部窄只是看起来窄我们通常看到的航母都是呆在海里的,所以航母的底部都是很难看到的,能够看到的只有那又尖又窄的头部和宽宽的甲板,这就让人们以为航母一种“倒三角”的造型。
实际上航母的底部根本没有我们想象中的那么窄,头部尖突的部分也是为了减少在水中行驶的阻力。真正浸泡在海水里的船体,是非常的宽的。
就拿美国福特级航母来说,它的甲板宽度为78米,泡在水下船体的宽度能够达到41米。这个宽度已经快赶上半个足球场的尺寸了。
所以,航母下部没有我们想象中的那么窄,只不过和航母甲板相比要窄很多,这是一种视觉错觉。
航母的重心在船体下部别看航母的上部那么宽,相对整艘航母来说,它所占的重量非常少,真正有分量的东西都在航母的下部船舱内。
我们知道,重心越靠下的东西就越稳定。像航母的动力系统、弹药库、燃料库、舰载机等都在航母的下部,这就让航母的重心在整艘船的靠下的位置。
尤其是航母的压水舱,起到了预防侧翻的重要作用。当航母的燃料、弹药等大量消耗后,航母的重心就会提高,压水舱就会注入大量海水,让航母重心维持在较低的范围内。
航母的压水舱如果全部注满水的话,能够承载几千吨的海水。
就拿面包车和轿车来说吧,面包车车身比较高,车辆重心也高一点,在急转弯的时候面包车很容易侧翻;相对来说,轿车的重心低,在急转弯的时候就不容易侧翻。有时候我们从电视上看到航母在海上进行急转弯时,虽然整艘船体倾斜的非常厉害,但根本不会出现侧翻的情况,这就是因为重心低、底盘稳。
航母的浮心和稳心航母飘在水面上受到了海水的浮力,浮力方向垂直向上,等于船舶所排开同体积的水的重量,称排水量,它的作用点位于排水体积的中心,称为浮心。
航母在海面上保持平衡的条件是,重力等于浮力。如果在没有外力干扰的情况下,重心和浮心位于同一垂线上。
如果航母受到外力(比如风浪)影响,船身出现倾斜,浮心的位置就发生了改变,而航母的稳心是不变的。在这种情况下,就会以稳心为圆心,稳心与浮心的距离为半径,在平衡轨迹位置做圆弧运动。
我们可以简单的理解为,手中那一根绳子绑上皮球,并自然垂直。如果有风吹过来,皮球就会以绳子为半径,左右晃动。
稳心的左右就是拉扯浮心回归到原来的位置,和重心、稳心在同一垂线上,让航母在倾斜状态下重新稳定下来。
对于航行在大洋中的航母来说,希望看到的是重心比稳心低。所以在设计航母时,重心要低,稳心要高。
减摇鳍减轻航母晃动幅度大海中风浪是十分常见的,如果风浪太大的话,难免会让航母左右晃动,晃动的时间长了,整艘船体的晃动幅度就会越来越大,极有可能出现侧翻的情况。
为了能够减轻航母的晃动幅度,在航母船体两侧都有减摇鳍的存在。
减摇鳍是目前效果最好的减摇装置。剖面为机翼形,也被人们称为侧舵。通过操纵机构转动减摇鳍,使水流在上产生作用力,从而形成减摇力矩,减小摇摆,以便减少船体晃动。
其实不光是航母,任何大型的船舶都有减摇鳍的存在。
航母倾斜实验航母在海试之前,还要做一项非常重要的实验,那就是倾斜实验。
倾斜试验是通过船舶横倾来求得船舶完工后的实际重量和重心高度的一种有效方法,毕竟航母在完工之后,对其重量和重心位置的计算难免会有一些偏差,如果偏差值太大的话,航母就会在出现大幅度的倾斜。
一般情况下,航母的倾斜实验在无风的条件下进行,在航母甲板的一侧堆放大量重型物品。
如果航母的倾斜幅度超过预定值,就说明航母的重心高度不在正确的位置,航母就会被拖回船坞进行检查、整修。
咱们的首艘航母“山东号”,进行倾斜实验的时候,往甲板上运了数十辆重型吊车,同时还有大量的配重块。
航母的重量和重心高度与航母的稳定性有着极重要的关系,所以航母在完工后,必须进行倾斜实验来测得航母的重量和重心高度,这才能保证航母在海洋中航行是否稳定。
说在最后航母是国之重器,全球200多个国家和地区,能够建造航母的国家才10个,由此可见建造一艘航母有多难。
航母从设计、建造、海试,这中间要经过大量而且复杂的工作,如果设计不严谨、质量不把关,不要说侧翻了,任何意外情况都有可能出现。
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