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                    《科學24小時》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    旨在向全國廣大群眾,特別是具有中等文化程度的廣大青年,普及科學技術知識,繁榮科普創作,啟迪思想,開拓視野。

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                    顛覆傳統的船舵

                    2018-05-14 22:58:00

                      科學考察船有一個特點,就是它們能夠在大洋中長時間停留,在一個固定地方進行綜合考察。無論風吹浪打、洋流沖擊,它們始終不偏離作業點。過去科學考察船在定點工作時要拋錨,但是在水深達數百米甚至數千米的大洋里,再長的錨鏈也無濟于事。此時就必須依靠機器設備來幫助定位了。有的船在船頭裝了小型螺旋槳作為輔助舵,但是采用這種方法使船保持原地不動是很難的。

                      芬蘭和俄羅斯兩國的科技人員,合作設計了一種新型的科學考察船。這艘被稱為“姆斯季斯拉夫·克爾德什院士”號的工程地質與科學考察船上裝有一套新型定點裝置——螺旋槳舵柱,它兼有螺旋槳和舵的雙重作用,專家稱之為“海上定位能手”。

                      一般的輪船在轉彎的時候,船長需要一面向舵手發出具體命令,一面向輪機手發出相應速度的指令。裝置了螺旋槳舵以后,船長不需要借他人之手,只要自己做一個簡單的動作就行了:把操縱臺上的操縱桿向前上方一推,裝在船底環形框架中的螺旋槳轉速便加快;如果同時把操縱桿水平向左(右)推,螺旋槳舵組便轉動一定的角度,使船體轉向相應的方向。船長可以通過駕駛室操縱臺上的顯示器來監視螺旋槳舵組的方向是否滿足需要。

                      第一代螺旋槳舵曾在鐵路和公路跨海渡輪上進行過試驗。實驗要求渡輪能迅速、準確地靠向碼頭,使甲板上的鐵軌與碼頭上的軌道正好對接,同時把??繒r間減少到最低限度。但是渡輪要在擁擠不堪的港域內克服水流和風浪的干擾,并在低速行駛、轉彎不靈活的情況下做到準確對接,著實不易。

                      而芬蘭霍爾明格公司的專家為英國人設計的短而寬的渡輪,在四個“角”分別裝上一部螺旋槳舵,船頭和船尾設有相同的駕駛臺。這艘船進退自如,轉彎靈活,靠岸的動作很快,用不著轉來轉去浪費時間。

                      該公司為赫爾辛基港制造了一艘渡輪。當港內結冰時,渡輪沖向冰層,船頭的兩部螺旋槳舵交替運轉,船身輕輕地左右搖晃,即可把冰擠碎并壓在船下。

                      人們又把螺旋槳舵裝在拖輪上。近幾十年來,油輪的體積越來越大,排水量20~30萬噸,長25O米的大油輪已經不足為奇。但是港口卻沒能相應地擴大。被裝在老式拖輪船尾的螺旋槳很難在擁擠不堪的港城內移動那些海洋巨怪。后來港口配備了裝有可調節螺旋漿、船頭輔助舵和雙舵的調度拖輪,但仍然無濟于事。新的裝備只能使調度船的結構更復雜,造價更貴,它們的機動性仍然不能令人滿意。

                      后來,人們在拖輪的后半部分兩側各裝2部螺旋槳舵,結果不但牽引力大大提高,而且操縱性和機動性也有很大改善。它既能把索纜系在船頭或船尾上,拖著船只前進,又能把船舷直接靠在別的船上,把它推到碼頭邊。把螺旋槳舵裝在浮吊上,效果也不差。這樣的浮吊可以進行360度轉彎,不但能夠前進、后退,而且能夠左右側移。整個操作過程不用船長指揮,直接由起重機手獨自來完成。坐在操縱室里的他可以看清整個工作面,便于更準確地完成作業。

                      幾乎每種工程船都要具備一些特殊性能。如挖泥船工作時要停在原處不動,海底電纜敷纜船和測量船要在低速行駛的情況下準確地保持航線。而這些對螺旋槳舵裝置來說都不在話下。

                      螺旋槳舵還可以用到內河柴油機船上。在彎彎曲曲的河流或狹窄的運河上行駛,尤其是在通過閘門時,傳統的柴油機船會遇到不少麻煩。一般柴油機船的螺旋推進器都裝在船尾,由船中央的發動機通過一套長長的傳動軸來驅動。這套系統占用空間龐大,勢必擠占船艙的容積,如果要加大船身的尺寸,船只的適用水域就會受到限制。而螺旋槳舵卻可以靈活轉向,船的有效載重量增加,體積縮小,更能使船在狹窄的水道或閘門處順利通過,必要時可以側身“蹭”過去。

                      木材運輸船上的螺旋槳舵的環形框架要用格柵罩起來,以免流送木材時被半沉半浮的“沉底材”碰壞。

                      螺旋槳舵的試驗階段即將完成。專家們設計了四種基本的框架,在此基礎上選出了各種不同功率、不同用途的螺旋槳舵。YC型裝在船底,其環形框架可作360度旋轉;YD型在淺水還可以收縮在船身的舵艙中;AT型的圓筒框架可以傾斜,變成普通的螺旋推進器;AL型最復雜,既能挺起,又能傾斜,具有其他幾種螺旋槳舵的所有特性。這些新型裝置并非要取代現有的螺旋槳或者噴水推進器,而是要用在后者力不能及的地方。

                      最早的裝在駁船上的螺旋槳舵功率不超過50馬力。2008年設計出1000馬力的大型螺旋槳舵,而現在制造6000馬力的重型螺旋槳舵已經不成問題。

                    本文來自《科學24小時》

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