軍工科普

壓載水艙

球鼻艏

壓載水艙——

海上航行的“壓艙石”

當(dāng)航行中的船舶遇到惡劣天氣時(shí)，船體會發(fā)生劇烈搖擺，隨著壓艙水的注入，船體逐漸恢復(fù)平穩(wěn)。其中，壓載水艙對船舶安全航行起到至關(guān)重要的作用。

壓載水艙，顧名思義是放置壓載水的船艙，分布在雙層底艙、首尖艙、尾尖艙、舷側(cè)邊艙和深水艙等位置。向壓載水艙內(nèi)部注入海水，可以調(diào)整船舶的重心位置、浮態(tài)和穩(wěn)性。

船舶起航前，會將貨物、燃料和食物分門別類地存放在相應(yīng)艙室內(nèi)，這些物品的重量要經(jīng)過嚴(yán)格稱量，擺放位置也非常講究，才能確保船舶安全航行。航行過程中，隨著物品不斷消耗，船舶重量減輕、重心升高，導(dǎo)致船體不穩(wěn)定，極其容易發(fā)生傾覆。

為了及時(shí)調(diào)整因重心變化給船舶航行帶來的影響，船舶工程師設(shè)計(jì)出壓載水艙。當(dāng)左舷貨艙卸貨過多時(shí)，左舷失去壓載，船舶會發(fā)生右傾，這時(shí)要向左舷側(cè)邊艙注入壓載水，以保持船舶平穩(wěn)。

而船舶平穩(wěn)并不是完全水平，有可能會“頭重腳輕”，也有可能會“頭輕腳重”，這兩種現(xiàn)象稱之為船舶浮態(tài)。

船舶浮態(tài)分為正浮、縱傾、橫傾等狀態(tài)。為保持螺旋槳具備一定水深，提高螺旋槳工作效率，適度尾傾反而有利于船舶航行。通過調(diào)節(jié)壓載水艙內(nèi)的壓載水，改變船舶浮態(tài)，可確保船舶安全高速航行。

此外，壓載水艙還有一個(gè)獨(dú)特的功能——讓船“晃”起來。破冰船壓載水艙的作用是使船舶搖晃，利用大功率水泵快速調(diào)節(jié)船艏和船艉兩端的壓載水，實(shí)現(xiàn)高低運(yùn)動，進(jìn)而切斷海面上的冰層，進(jìn)行破冰作業(yè)。

球鼻艏——

船艏上長出“大鼻子”

細(xì)心觀察，你會發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)船舶的船艏水線以下位置常會凸起一個(gè)圓形球狀物，外觀像人的鼻子，故稱為球鼻艏。

不同類型船舶，球鼻艏的形狀也不盡相同。選擇一款適合的球鼻艏，減阻效果會大大提升。那么，球鼻艏分為哪些種類呢？

第一種是撞角型球鼻艏。對于航速較高的船舶，船艏在海面會形成較大波浪，產(chǎn)生的波系使船舶興波阻力大大增加。而安裝撞角型球鼻艏后，船艏形成的波浪可以與船體自身產(chǎn)生的波系相互干擾，達(dá)到降低波高、減小興波阻力的效果。

第二種是水滴型球鼻艏。船艏和船艉是有線性變化的，船艏至船體無線性變化的部分為進(jìn)流段，進(jìn)流段處切線形成的夾角稱為進(jìn)流角。對于航速低的船舶，安裝水滴型球鼻艏后，能夠減小水線的進(jìn)流角，使船舶更加輕松地劈開波浪，減小阻力。

第三種是直立型球鼻艏。直立型球鼻艏的特點(diǎn)是艏輪廓線直立無凸起。其作用是通過拉長船舶的水線面，減小進(jìn)流角，避免由于水線面與船底的距離不一引起的增阻現(xiàn)象。

此外，球鼻艏還有圓筒形、柱形、菱形和魚雷形等多種形狀。近年來，隨著科技快速發(fā)展，工程師還研制出鈦合金球鼻艏，具有強(qiáng)度高、剛性好、內(nèi)部噪聲低等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為未來船舶發(fā)展的一大趨勢。

（高 陽、周 丹、高渝京）

（解放軍報(bào)）