小型船舶减摇装置的最优设计及性能分析
船用减摇装置原理
船用减摇装置原理船用减摇装置是一种用于减少船舶在海上航行时的摇晃和颠簸的装置。
它通过一系列的物理原理和工程设计来实现这一目标。
船舶在海上航行时容易受到风浪的影响，造成船体的摇晃，给船上的人员和货物带来不便和危险。
因此，船用减摇装置的设计和应用对于提高船舶的航行稳定性和舒适性至关重要。
船用减摇装置的原理是基于减少船舶受到外部力的影响，从而减少船体的摇晃。
其主要原理包括抗摇力原理、阻尼原理和控制原理。
抗摇力原理是通过向船体施加一个与船舶受到的摇晃力相反的力来抵消船体的摇晃。
船体的摇晃力是由于外部的风力和浪力引起的，通过船用减摇装置产生的抗摇力可以减小或抵消这些外部力，从而减少船体的摇晃。
抗摇力可以通过安装在船舶侧面的减摇翼、减摇板或减摇球等装置来产生。
阻尼原理是通过增加船舶的摇晃阻尼来减少船体的摇晃。
船体的摇晃是由于外部力的作用下，船体的摇晃频率接近其固有频率而产生的。
通过在船舶上安装减摇装置，可以增加船舶的摇晃阻尼，使其固有频率与外部力的频率不匹配，从而减少船体的摇晃。
阻尼可以通过液压系统、摇摆阻尼器或摇摆阻尼球等装置来实现。
控制原理是通过自动控制船用减摇装置的工作来实现船体的稳定。
通过监测船舶的运动状态和外部环境的变化，控制系统可以根据预设的参数和算法来自动调整船用减摇装置的工作状态，以达到减少船体摇晃的效果。
控制原理可以通过传感器、控制算法和执行器等组成的控制系统来实现。
船用减摇装置的原理是基于抗摇力、阻尼和控制原理来减少船舶在海上航行时的摇晃和颠簸。
通过合理的工程设计和装置安装，船舶的航行稳定性和舒适性可以得到显著改善。
船用减摇装置的应用对于提高船舶的航行安全性和舒适性具有重要意义，对于船舶行业的发展和航海技术的进步有着积极的促进作用。
船舶减摇方式介绍及发展趋势
船舶减摇方式介绍及发展趋势船舶减摇是指通过一系列的技术和装置来减轻或消除船舶在海洋中的摇晃或波动。
船舶的摇晃是由于海洋波浪、气流、液体运动等因素造成的，造成失衡情况，不仅引起人员、货物的不适，而且还会对船舶本身造成损坏。
因此，船舶减摇技术在海洋工程中显得尤为重要。
以下是船舶减摇方式介绍及发展趋势。
1. 常规减摇法常规方法是通过船体形状改变、水动力作用、船舶重心调整和加装水阻板、减震材料等来实现减摇的目的。
例如，增加吃水线长度和减小船头面积可以使船舶更加稳定，缩小重心高度并加大重心升降调整力矩可以增加船舶的稳定性。
主动减摇法是通过电子控制系统、水动力作用、变形机构等来实现减摇的目的，常见的主动减摇装置有主动均舱系统、主动悬挂系统等。
主动均舱系统通过调整舱室内的水位来改变船舶的重心位置，从而实现减摇的目的；主动悬挂系统通过改变水下机构的形状和运动状态，以改变水下水动力，从而减少船舶在海洋中的摇晃。
被动减摇法是通过船舶外壳、结构、内部装置等被动方式实现减摇的目的。
被动减摇装置包括振动吸收体、液压阻尼器、机械阻尼器等，这些装置可以在船体产生摇晃时产生反作用力来实现减摇的效果。
目前，船舶减摇技术已经取得了许多进展，随着科学技术的不断进步，船舶减摇技术也将继续发展。
未来的发展趋势可能涉及到船舶自适应控制系统、声学减摇技术、磁浮减摇技术等，这些新技术可以更有效地减轻船舶在海洋中的摇晃，提高航行的安全和效率。
综上所述，船舶减摇技术对于保障航行安全和提高运输效率至关重要，其发展趋势也正在持续向着更加智能、高效、安全的方向发展，必将对海洋工程领域的发展产生深远的影响。
减轻船舶摇摆的新型装置
减轻船舶摇摆
的新型装置
节能阔鳍船
美 国专家设计了一种新型船舶。这种船 利用刚性阔鳍代替传统的螺旋桨， 通过 模仿企鹅的划动方式向前航行。与螺旋桨船相 比，这种船的“鳍”引起的紊流要小一些，因 此，较多的“鳍能”可用于驱动船只前进。在 一定的速度下，该船所消耗的能量要比同样大 小的螺旋桨船少 １ ７ ％ 左右。
目前已经制造了船身为 ４ 米的实验性小 船，并正在研制 ４ ５ 米长的原型船。据设计者 称，美国的船舶即使只有一小部分用这种高效 动力设备改装，每年便可节约几亿加伦的燃 油 。（ 李 有 观 ）
２６
美 国佛勒克特公司研究出一种减少船用柴 油机烟尘的方法。该公司制成了一种双 轴超旋风分离器，船用柴油机装上这种分离器 后，排除的烟尘在此分离器内被惯性分离。据 称，使用这种装置，可分离烟尘中 ９ ０ ％ 以上的 粒子，从而使覆盖甲板的烟尘大大减少，减轻 了 烟 尘 对 甲 板 的 腐 蚀 。（ 李 有 观 ）
知识天地 ＫＮＯＷＬＥＤＧＥ ＵＮＩＶＥＲＳＥ
我国第一艘小水线面科考船顺利交船
２００９ 年 ４ 月 １５ 日下午，渤海船舶重工建造 的新型综合科考船“实验 １ ”号顺利交船，并 举行了隆重的交船仪式。该船舶由渤船重工为 中国科学院建造，中国船级社秦皇岛分社检 验，是我国自主设计制造的第一艘小水线面双 体科考船，也是中国船级社第一艘入级小水线 面科考船，比较国际上同类型船舶， 达到了国 际先进水平。
减摇水舱原理
减摇水舱原理减摇水舱是一种用于船舶减小摇晃幅度的装置，其原理是通过水的质量和运动来抵消船舶的摇摆力，从而减少船舶在海上的晃动，提高航行的稳定性和乘坐的舒适度。
减摇水舱的工作原理可以简单地描述为：当船舶在海上遇到波浪冲击时，船体会受到波浪力的作用而产生摇摆。
为了减小这种摇晃幅度，减摇水舱通过在船体内部安装特殊的水箱来实现。
这些水箱位于船舶的两侧，可以通过泵将水从一侧的水箱抽出，然后通过管道将水注入到另一侧的水箱中。
水的运动过程中会产生反作用力，这种反作用力可以抵消船体的摇摆力，达到减小船体摇晃幅度的目的。
具体来说，在船舶遇到波浪冲击时，船体受到的摇晃力会产生一个向一侧的力矩。
为了抵消这个力矩，减摇水舱会将一侧的水箱内的水抽出，使得该侧的水箱减重，同时将抽出的水通过管道注入到另一侧的水箱中，使得该侧的水箱增重。
这样一来，船舶的重心会发生变化，产生一个与船体摇摆方向相反的力矩。
通过控制水的流动速度和流量，可以调节反作用力的大小，从而减小船体的摇晃幅度。
减摇水舱的设计和控制需要考虑多个因素，如船舶的尺寸、载重量、船体结构等。
在实际应用中，减摇水舱通常是由一套自动控制系统来控制的，该系统可以根据船舶的运行状态和海况自动调节水的流动速度和流量，以达到最佳的减摇效果。
减摇水舱的优点是可以有效地减小船舶的摇晃幅度，提高航行的稳定性和乘坐的舒适度。
特别是在恶劣的海况下，减摇水舱可以显著降低船舶的摇晃，保证船员和乘客的安全和舒适。
此外，减摇水舱的运行和控制相对简单，可以很好地适应不同类型的船舶。
然而，减摇水舱也存在一些局限性。
首先，其安装和维护成本较高，需要耗费一定的人力和物力资源。
其次，减摇水舱对船体结构的要求较高，需要在设计船舶时就充分考虑减摇水舱的安装和布局。
此外，在极端恶劣的海况下，减摇水舱也可能无法完全消除船体的摇晃。
减摇水舱是一种通过水的质量和运动来减小船舶摇晃幅度的装置。
其原理是通过控制水的流动来产生反作用力，以抵消船体的摇晃力，提高航行的稳定性和乘坐的舒适度。
船舶起重机减摇机构的设计、建模及试验
中国港湾建设Design,modeling and test of ship crane anti-swing mechanismHAN Guang-dong 1,CHEN Hai-quan 2*,ZHANG Jun-zhe 3,HUANG Xuan-jun 1,ZHANG Xian-bo 1（CC Tianjin Port Engineering Institute Co.,Ltd.,Key Laboratory of Coastal Engineering Hydrodynamics of CCCC,Tianjin300222,China;2.College of Marine Engineering,Dalian Maritime University,Dalian,Liaoning 116026,China;3.College of Marine Electrical Engineering,Dalian Maritime University,Dalian,Liaoning 116026,China ）Abstract ：To deal with the swing problem of the payload in case of the ship-mounted crane working at sea,we proposed amechanical anti-swing system with three ropes,which uses 3anti-swing cables to form a stable force triangle at the hook.It can effectively limit the swing of the payload,so as to achieve the purpose of restraining the swing of the payload.In order to realize the position-tension control mode of the anti-swing device,we established the spatial location model and the tension model of the payload system.Based on the relationship between the length and the tension of the anti-swing cables,we built the test platform to carry out the test.It is concluded that the swing angle of payload can be reduced more than 60%when the anti-swing device is available,which verifies the effectiveness of the anti-swing system.Key words ：ship-mounted crane;anti-swing device;position-tension control摘要：针对船舶起重机海上作业时吊重的摇摆问题，提出了一种三绳机械减摇系统，利用外设的3根减摇索在吊钩处形成稳定的力三角形，并有效地限制吊重摆幅，进而达到抑制吊重摇摆的目的。
舰船减摇装置的性能与展望
舰船减摇装置的性能与展望中国船舶重工集团公司七０四研究所孟克勤［内容提要】此文介绍舰船减摇装置的特点、性能、科研设计水平及发展趋势。
舰船在海上航行，受恶劣气候及大风浪影响，激烈横摇导致船舶海损甚至倾覆沉没的海难事故时有发生。
由我国近期发生的几起海损事故可见一斑。
一艘５０００ＴＥＵ集装箱船，在海上遇飓风，船舶横摇超过３０。
，巨大的横摇力使４００只集装箱倾人大海，直接经济损失高达５０００多万美元；一艘２５０００ｔ散货船在台湾海峡遇风浪而沉没；一艘５０００ｔ滚装船“大舜号”在渤海湾遭遇风浪后，船舶剧烈摇摆，使船内的车辆固定失效，车辆又随船左右滑动，相互撞碰起火，同时又加剧了船舶的摇摆，稳性失控，结果使该船“全军覆没”。
实际上，这些船舶如果安装了减摇装置就能够避免上述海损事故的发生，因为船舶减摇鳍、减摇水舱等装置，可以大幅度减小船舶遇风浪而产生的急剧横摇，保证船舶在风浪中的安全航行。
在此，介绍目前的三种舰船减摇装置。
１减摇鳍装置减摇鳍装置是最早发明的一种减摇装置，目前装船也最多。
早在２０世纪３０年代，英国的布朗兄弟公司就发明了减摇鳍装置并成功装船。
我国的减摇鳍装置最早由七Ｏ四研究所研制，自６０年代开始，经过４０余年探索和实践，国产减摇鳍装置的技术日臻成熟。
８０年代初期，“向阳红１０号”科学考察船装备了国产减摇鳍装置，该船在西风带遭遇１０级以上风浪，船图Ｊ舶施放减摇鳍后，使横摇从３５。
减摇至７。
左右，明显地起到了减摇作用。
减摇鳍装置的工作原理：波浪使船舶产生绕纵轴的横向摇动，为使船舶的摇摆角尽可能减小，必须施加给船舶一个稳定力矩。
该稳定力矩Ｍ盯在数量上应尽可能与波浪扰动力矩Ｍ。
相等，在方向上与波浪扰动力矩相反。
前者取决于减摇鳍装置的容量（主要指鳍面积），后者则取决于减摇鳍装置控制系统的控制质量。
如图ｌ所示，装在船舶水线下的鳍是一块剖面形状对称的流线型板。
当船舶以速度Ｖ航行时，若此流线型板相对于速度方向偏转ａ角，由于偏转了的鳍的上方为低压，下方为超压，上下之压差在鳍上产生一向上的升力Ｐ；另一舷的鳍向反方向偏转，产生一大小相等方向向下的力Ｐ。
船舶减摇装置技术综述
2017年20期T ech nology Innovation and A p p lication研究与展望船舶减摇装置技术综述陈岚(国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京100000)摘要:船舶减摇装置的研究对于船舶航行的安全性具有重要的意义，文章综述了包括减摇鳍、减摇水舱、舵减摇、舭龙骨等几种传统减摇装置的发展现状，并阐述了近年来的船舶减摇技术发展方向，指出了船舶减摇技术已由单一的减摇装置发展至综合减摇装置，并趋于实现小型化、精密化的发展方向。
关键词：减摇；横摇;减摇鳍;减摇水舱;舭龙骨；舵减摇;综合减摇装置中图分类号：U66 文献标志码：A文章编号:2095-2945(2017)20-0175-021概述船舶在海上航行和工作的过程中，会遭受海浪、海风及海 流等各种因素的影响，因此，船舶会产生诸如横摇、纵摇、横 荡、纵荡等各种摇摆。
而以上各种不规则的剧烈摇摆会严重影 响船舶的安全航行、乘船的舒适性、船上各种机器设备的正常 工作等。
尤其对于军用舰载船舶而言，船舶在海上产生的摇荡 会影响飞机的正常起飞、安全航行以及降落。
因此，关于船舶 减摇方面的试验和研究一直是船舶领域技术人员的主要工 作。
经过多年的研究发现，在船舶减摇装置中，应用最为广泛 的有以下几种:舭龙骨、减摇水舱、舵减摇、减摇鳍以及综合减 摇装置等。
2船舶减摇装置简介2.1舭龙骨舭龙骨的使用最早可追溯到19世纪初，当时还处于帆船 时代，舭龙骨最早作为减摇装置是应用在帆船上。
舭龙骨多是 沿着船体长度方向，安装在船舶的舭部，其减摇原理在于，当船舶在海上产生横摇时，由于舭龙骨的存在，会在海水中产生 扰动船体周围的水流场，使得船体产生一定的附加阻尼，通过 增加船体的横摇阻尼，从而减小船舶受到的横摇影响。
舭龙骨 在船舶的任何航行状态和环境下，均会使得船舶产生一定的 减摇效果，其最佳效果是在产生近似共振的状况下产生的。
舭 龙骨减摇的优势在于，其不涉及运动部件，结构简单，造价低，便于维护，是应用最广泛的一种减摇装置。
船舶减摇装置
的稳定力矩方向恰好和波浪扰动力矩方向相反 ， 从而 减小 船舶在 波浪 中航行 时产生 的横摇 ，是一种 结构简 被动式减摇水舱仅在中等海况和船舶初稳心高限 定范围以内时 ，能够在很接近船舶固有频率的附近提
供 有 限 的 减 摇 效 果 ，最 好 的 减 摇 效 果 可 达 ６ ％ ～ ０ ７ ％。离 开共 振 区其效 果将 显著 下降 ，甚 至在较 长 的 ０
关键词 ：减摇装置 ；减摇 水舱 ；舭龙骨 ；减摇鳍
近百余年来 ，人们一直致力于减缓船舶摇摆的研 遭 遇 周期 上 会 使 横摇 角 增 加 。 它 的优 点 在 于设 备 简
究 。世 界各 国先 后 研 发 了近 百 种 不 同形 式 的减 摇 装 置 ，但 目前 被广 泛采用 的仅有 减摇水 舱 、舭 龙骨 和减 佳 。下 面分别 对上 述三 种减摇 装 置进行 介绍 。
将 靠 近船 中部 两 舷 的水舱 在底 部 用 管 道 连 接起 来 ，舱 内注入 适量 的水 。利 用船本 身 的横摇运 动而 引 起 的水 舱 内水 的物 理运动来 产 生稳定力 矩 。它 不需要 任何 动力 ，所 以被称 为被 动式减摇 水舱 ，是各 类减摇 装 置 中较 简单 、造价 较便 宜 的一 种 。 最 常 用 的被 动 式 减摇 水 舱 是 ｕ 水 舱 和槽 形 水 形
二 、舭龙骨
在船体 舭部 列板外侧 ，沿 船长方 向并垂直 于舭板 安装 的纵 向构件 被称为 舭龙骨 。安装 舭龙骨 可 以有效 单 、应 用最广 的 防摇减摇 装置 。
１ 舭 龙 骨的分 类及 其 结构 形式 ．
滞后波浪力矩９ 。 ０ 。这样水舱里的水的运动就滞后波
浪扰 动力矩 １０ ８。。也就 是说 ，水 舱里 的水 的重量 引起 使共 振 区横 摇减 小 ，即所谓 的 “ 双共 振减 摇原理 ” 。
船用减摇陀螺仪性能仿真分析
船用减摇陀螺仪性能仿真分析翟亚军，张怀宇（中远海运重工有限公司，上海 210120）摘 要：船舶航行中的摇摆会影响船员的正常工作和生活，以及设备的正常使用及寿命。
高速旋转陀螺运动能够产生减摇力矩，抑制船舶的横摇与纵摇，因此，为无人小艇设计了一种陀螺减摇装置，以减小船舶横摇。
通过建立陀螺减摇仪数字化模型，结合建立的船舶横摇非线性数学模型，利用Adams进行仿真分析，验证减摇陀螺仪对无人小艇的减摇能力，并探究陀螺仪减摇能力和船舶吨位的大小的关系。
仿真结果表明：陀螺减摇装置有很好的减横摇能力，并且与船舶排水量的大小成线性关系。
关键词：非线性横摇；陀螺减摇装置；建模仿真中图分类号：U664.7 文献标志码：A DOI：10.16443/ki.31-1420.2018.04.008Simulation Analysis of Performance of Marine Anti-rolling GyroscopeZHAI Yajun, ZHANG Huaiyu(COSCO Shipping Heavy Industry Co., Ltd., Shanghai 200120, China)Abstract: The ship's roll will affect the normal use and service life of the equipment as well as the normal work and life of the crew on board. The precession of high speed rotating gyroscope will produce anti-rolling moment, which can weaken ship’s rolling and pitching. A kind of anti-rolling gyroscope is thus designed to weaken the roll of the ship. By establishing the mathematical model of the gyroscope, combining the established nonlinear mathematical model of ship’s roll, and using the simulation analysis of Adams, the anti-rolling ability of the gyroscope is verified, and the relationship between gyroscope stabilization ability and the size of the ship tonnage is theoretically verified. The theoretical results show that the gyro anti-rolling device has a good impact on reducing the rolling, and it has a linear relationship with the ship displacement.Key words: non-linear rolling; anti-rolling gyroscope; modeling and simulation0 引言船舶减摇是提升船舶航行舒适性与安全性的重要途径[1]。
船用减摇装置原理
船用减摇装置原理导语：船舶在行驶中会受到波浪的冲击，产生摇摆现象，给航行带来不安全因素。
为了解决这个问题，船舶上通常会安装减摇装置，它能够有效地减小船体的摇摆，提高船舶的稳定性。
本文将介绍船用减摇装置的原理及其工作机制。
一、船用减摇装置的原理概述船用减摇装置是一种能够抑制船舶摇摆的设备，它基于控制系统的原理，在船体上固定一些装置，通过自动调节装置的运动状态，实现对船体的减摇作用。
二、船用减摇装置的工作机制1. 传感器检测船体的摇摆状态船用减摇装置首先需要通过传感器来检测船体的摇摆状态。
传感器通常安装在船舶的船体上，能够实时感知船体的倾斜角度、角速度等参数。
2. 控制系统分析船体的运动状态传感器将检测到的数据传输给控制系统，控制系统会根据这些数据分析船体的运动状态，并根据预设的减摇策略做出相应的调整。
3. 控制船用减摇装置的动作根据控制系统的分析结果，船用减摇装置会做出相应的动作。
船用减摇装置通常由液压系统或电动机驱动，通过改变装置的运动状态来产生减摇作用。
4. 减小船体的摇摆船用减摇装置的动作可以改变船体的重心位置或者产生抗摇力，从而减小船体的摇摆。
这些动作可以通过调节装置的位置、角度或者力的大小来实现。
5. 实时调节船用减摇装置的参数船用减摇装置通常具有自动控制功能，能够根据船体的摇摆情况实时调节装置的参数。
通过不断地监测和调整，船用减摇装置能够保持船体的稳定性，提高船舶的航行安全性。
三、船用减摇装置的分类根据减摇装置的工作原理和结构特点，船用减摇装置可以分为以下几类：1. 船体球astern船体球astern是一种常见的船用减摇装置，它由一系列球形物体组成，通过改变球体的位置和重量分布来实现减摇作用。
船体球astern的优点是结构简单，安装方便，适用于各种类型的船舶。
2. 液压式减摇装置液压式减摇装置是利用液压系统产生力来减小船体的摇摆。
它通常由液压缸、液压泵、控制阀等组成，能够通过改变液压系统的工作状态来产生抗摇力。
全航速减摇鳍鳍型优化设计
全航速减摇鳍鳍型优化设计引言随着船舶建造技术的不断进步，船舶工程领域也在不断追求更高的航行性能和航行安全性。
在船舶设计中，如何减少船舶在高速航行时的摇晃现象一直是设计师们关注的焦点之一、减摇设计是为了保证船舶在航行过程中保持稳定性，提高船舶的安全性和舒适性。
在这篇文章中，我们将介绍全航速减摇鳍鳍型优化设计的研究成果。
通过对船舶减摇设计中鳍型的影响进行分析，设计一种全航速减摇鳍鳍型，以提高船舶的减摇性能和航行稳定性。
背景在船舶设计中，减摇是指通过设计适当的减摇装置来减少或消除船舶在航行过程中出现的滚摇运动。
滚摇是指船舶绕横向轴产生的运动，当船舶在海面上受到外部环境力的作用时，会导致船体产生摇晃现象，影响船员的工作和生活环境，甚至影响到船舶的安全性。
目前，常见的减摇装置包括减摇鳍、减摇球、减摇铰链等。
其中，减摇鳍是一种结构简单、安装方便、减摇效果好的减摇装置，被广泛应用于各种类型的船舶上。
减摇鳍的形状和位置对船舶的减摇效果有着重要的影响，设计合理的减摇鳍鳍型可以有效提高船舶的减摇性能。
研究内容本文通过对船舶减摇鳍的形状和位置进行研究，设计一种全航速减摇鳍鳍型，并通过数值模拟和实验验证的方法评估其减摇效果和航行稳定性。
首先，我们通过对不同形状和位置的减摇鳍进行流场分析，比较它们的减摇效果。
然后，我们设计一种全航速减摇鳍鳍型，优化其形状和尺寸，以提高船舶的减摇性能。
最后，我们通过数值模拟和实验验证的方法评估设计的全航速减摇鳍鳍型的减摇效果和航行稳定性。
研究成果我们设计的全航速减摇鳍鳍型采用了特殊的形状和位置，可以有效减少船舶在高速航行时的滚摇运动。
通过数值模拟和实验验证的方法，我们发现设计的减摇鳍鳍型在不同航速下都具有良好的减摇效果，提高了船舶的航行稳定性和航行安全性。
结论本文通过对船舶减摇鳍的形状和位置进行研究，设计了一种全航速减摇鳍鳍型，并通过数值模拟和实验验证的方法评估了其减摇效果和航行稳定性。
研究结果表明，设计的全航速减摇鳍鳍型具有良好的减摇性能，可以有效提高船舶在高速航行时的稳定性和航行安全性。
船舶减摇装置技术综述
船舶减摇装置技术综述船舶减摇装置的研究对于船舶航行的安全性具有重要的意义，文章综述了包括减摇鳍、减摇水舱、舵减摇、舭龙骨等几种传统减摇装置的发展现状，并阐述了近年来的船舶减摇技术发展方向，指出了船舶减摇技术已由单一的减摇装置发展至综合减摇装置，并趋于实现小型化、精密化的发展方向。
标签：减摇；横摇；减摇鳍；减摇水舱；舭龙骨；舵减摇；综合减摇装置1 概述船舶在海上航行和工作的过程中，会遭受海浪、海风及海流等各种因素的影响，因此，船舶会产生诸如横摇、纵摇、横荡、纵荡等各种摇摆。
而以上各种不规则的剧烈摇摆会严重影响船舶的安全航行、乘船的舒适性、船上各种机器设备的正常工作等。
尤其对于军用舰载船舶而言，船舶在海上产生的摇荡会影响飞机的正常起飞、安全航行以及降落。
因此，关于船舶减摇方面的试验和研究一直是船舶领域技术人员的主要工作。
经过多年的研究发现，在船舶减摇装置中，应用最为广泛的有以下几种：舭龙骨、减摇水舱、舵减摇、减摇鳍以及综合减摇装置等。
2 船舶减摇装置简介2.1 舭龙骨舭龙骨的使用最早可追溯到19世纪初，当时还处于帆船时代，舭龙骨最早作为减摇装置是应用在帆船上。
舭龙骨多是沿着船体长度方向，安装在船舶的舭部，其减摇原理在于，当船舶在海上产生横摇时，由于舭龙骨的存在，会在海水中产生扰动船体周围的水流场，使得船体产生一定的附加阻尼，通过增加船体的横摇阻尼，从而减小船舶受到的横摇影响。
舭龙骨在船舶的任何航行状态和环境下，均会使得船舶产生一定的减摇效果，其最佳效果是在产生近似共振的状况下产生的。
舭龙骨减摇的优势在于，其不涉及运动部件，结构简单，造价低，便于维护，是应用最广泛的一种减摇装置。
其缺点在于装上舭龙骨会使船舶阻力略有增加。
发展到后来，慢慢出现了可伸缩式舭龙骨，其在高航速时伸出进行减摇，低航速时收回，减小船舶受到的阻力。
目前，几乎所有的船舶都装有舭龙骨，配合其他减摇装置共同提高船舶航行的稳定性。
2.2 减摇水舱减摇水舱也是比较常见的一种减摇装置，根据其减摇原理，主要包括以下三种形式：被动式减摇水舱、可控被动式减摇水舱和主动式减摇水舱。
浅谈船舶减摇鳍的配置
浅谈船舶减摇鳍 的配 置 何 乃智 刘乐景
５
浅 谈 船 舶 减 摇 鳍 的配 置
何 乃 智 刘 乐景
（ 东海事局 山 东 青 岛 ２６０ ） 山 ６０ ２
摘 要 ： 该 文通过 对船 舶减 摇 鳍原理 和 形 式的介 绍 ， 并对 两种 减摇 鳍进 行 对 比 ， 以效果 。减摇鳍按安
收稿 日期 ：０ ７— ５— ２ ２０ ０ ２
作者简介 ： 乃智 （９３一）男 ， 何 １７ ， 山东 日照 人 ． 程 师 ， 工 主要 从事船舶建造 与管理工作 。
行时 ， 也很容易挂附水草和渔 网等。（ 转第 １ ２页）
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航 行时 的 阻力 ， 以及 增 加 船 舶 靠 离 码 头 的 安 全 性 。
置从原平衡点移动到另一点 ， 故此绕船舶重心有一 纵向力矩作用在船舶上 ， 此力矩称为波浪扰动力矩。 正是这一扰动力矩使船舶产生绕其 自 身重心的纵轴
的横 向摇 摆运 动 。 １ 减摇 鳍 的原理 为 了使 船 舶 的摇 摆 角 尽 可 能 减 小 ， 须施 加 给 必 船 舶一个 稳定 力矩 。该 稳 定力 矩在 数量 上应 尽可 能
但同非收放式减摇鳍相 比具有 以下缺点 ： （） １ 重量 大 。 由于收 放 式 减摇 鳍 增加 了一 套 收
放机构 ， 以及为减摇鳍收进时的减摇鳍舱， 因此重量 增加较大 ， 重量约增加一倍以上。 （） ２ 占用空 间 大。收放式 减摇 鳍夕 型尺 寸较 卜
与波浪扰动力矩相等 ， 方向上 与波 浪扰动力矩相 在 反 。减摇鳍装置就是一种能给船舶产生一个稳定力 矩的装置。减摇鳍就是装在船舶水线下的一块剖面 形 状对称 的 流线型板 ， 当船舶 航 行 时 ， 流 线型鳍 相 此
小型船舶减摇装置的最优设计及性能分析
１ 日 ห้องสมุดไป่ตู้ —一 ｊ Ｌ Ｊ Ｉ 吾 — ■
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交通 运输 工具 在 行驶 中受 到 的外部 激 振 而 产 生 的 振 动 ， 仅 使 机 械 寿 命 降 低 ， 不 而且 对 驾驶 员 的工 作 效
率 、 员 的疲 劳等 有重 要 的影 响 ， 乘 因此减 振设 计 一直是 机 构设 计 中最重 要 的工 作之一 。与其 它交 通运 输 工
小 型 船 舶减 摇 装 置 的最 优 设 计 及 性 能分 析
潘 秋 华
（ 江苏科技 大 学数 理 系， 苏 镇 江 ２ ２０ ） 江 １０ ３
摘 要 ： 建 立 了 系 统 动 力 学 模 型 的基 础 上 ， 用 数 值 优 化 方 法 对 减 摇 装 置 的参 数 进 行 了优 化 设 计 ， 到 了 减 摇 装 在 运 得
中 图 分 类 号 ： ６４ ７ Ｕ６ ． ４ 文献标识码 ： Ａ
Ｏｐ ｉ ａ ｓｇ ｎ ｒ ｏ ｍａ ｃ ａ ｙ ｉ ｆ ｔｍ ｌＤｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐｅ ｆ ｒ ｎ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ
Ａｎ ｉ Ｒｏ ｌ ｙ ｔ ｍ ｏ ｍ ａｌ Ｓ ｉ ｓ ｔ— ｌｉ Ｓ ｓｅ ｆ ｒ Ｓ ｎｇ ｌ ｈｐ
具相 比 ， 船舶 不仅 在行 进 中受 到风 、 波浪 等 外部激 振 ， 停 泊 时也 受 到这 些 外 部激 振 。降低 这 些 外部 激 振 对 在 船体 振 动 的影响 ， 特别 是减 小 船体 的横 向摇 动 ， 保证 船舶 的乘 坐 舒适性 是 很重 要 的研究 课题 。动力减振 器 由 于其 机构 简单 ， 整方 便 ， 调 元件 少 ， 机 械 、 在 建筑 、 桥梁 、 辆 等交通 工具 的减 振 中得 到 了广泛 的 应用 。能 否 车 运 用 动力 减 振器 的基 本原 理 ， 对船 舶 的横摇 进 行控 制是 本 文 的研 究 目的 。在建 立 了系统 动 力 学 模 型 的基 础 上 ， 用 数值 优化方 法 对减 摇 装置 的参 数 进 行 了优 化 设 计 ～ ， 到 了减 摇 装 置 的最 佳 频 率 和最 佳 阻 尼 ； 运 得 分 析 了系统 在有 无减 摇 装置 条件 下 的传递 函数特性 ， 真 计算 了船 舶在 有 无 减摇 装 置 时对 船 体 初 始横 摇 角 及 仿
减摇鳍摇摆台设计
和基座构成的， 其示意图见 图 １ 。外框模拟船舶在 海浪 中的艏摇 ， 中框 模 拟船 舶 在 海 浪 中的 纵 摇 ， 内
框模 拟船舶 在 海 浪 中的横 摇 。摇 摆 台 的外 框 为 半 框 ， 义 为 ｚ轴 ， 定 中框 为全 框 ， 义 为 Ｙ轴 ， 定 内框 为 全框 ， 定义 为 ｘ轴 。假 设 摇 摆 台 的初 始 位 置 是 正
为 中框 坐标 系 ， Ｄ一
” 内框坐 标 系。 为
各 坐标 系位 置关 系如 图 ２所 示 。 把 三个框 的坐标 系分 别记 为 ：
外框 坐标 系 （ 为 Ｄ — ｙ Ｚ） 记 为 Ｄ — 原 ， ，
ｙｙ ｚ ００ ０
舶运动信号， 并实时与 Ｐ Ａ Ｍ Ｃ卡进行交互 ， 实现摇摆 台的实时控制。设计三轴摇摆台最主要的目的就是
ｃ ｓｓ Ｔ ｏ ｉ ｌ ｆ ｎ
ｒｏ ｏ — ｉ ｃ Ｔ ｓｆ ｏ ｓＴ ｓｆｏ ｃ ｙ ｓａｉ － ｃ ｓ ａｏ ＋ｉ ｃｓ ｉ ｉ ｃｓ ｏ ＋ ｉ ｓ ｙ］ ｃ ｓ ｎ ｓ ｎ ａｎ ｌ ｎ ａｓ ｎ ｎ ｌ
Ｉｏ ｓａ ｓ ｉ ｃｆ ｎ ｌ
Ｌ —ｓ ｉ
一ｉ ｃ ａ ｓａｉ ｃｓ Ｉ ｓｙｏ ＋ｉ ｓｆｏ ｎ ｓ ｎ ｎ Ｔ ｌ
三轴摇摆台的控制系统采用 “Ｐ 运动控制 ＩＣ＋ 卡” 的形式 ， 系统 原 理 图如 图 ３所 示 ， 控机 工 （Ｐ ） ＩＣ 通过 Ｐ Ｉ Ｃ 总线与 Ｐ Ａ ２运动控制卡通信 Ｓ接 口板 以 “ 冲 ＋方 脉
向” 的方式控制三套安川伺 服系统。通过 Ａ Ｃ一 Ｃ ３Ａ返 回控制面板功能按钮的指令 ， ４ 如停止、 回零
＝ ￣—。］０ｏ Ｌ Ｏ ｅｉ ｓｃ Ｉ Ｃ０Ｂｓ ｃ— ［—。ｎｃ 一 ｓＪ ０ ：ｓ ｓ０］ ０Ｊｎ０ ｉｉｆ ｆ ｎ 。Ｓｌ １ｌｓｉ ０ ＿ ｏ ｏ ｙ ｎｎＩ ｑ ｉ ｓＯ ｓ ］ Ｊ ａ １ ／ Ｉ － ３ 。 Ｌ ｓ ０ Ｉ ｉ ０ －
船舶减摇装置的特性及其应用现状
通过一些文章的了解，现在减摇装置不再独立使用，而是多于几个减摇装置配合使用。如减摇鳍—减摇水舱综合减摇、减摇鳍—舵减摇综合减摇、减摇鳍—减摇水舱—抗静倾水舱综合减摇等，也有采用双水舱减摇系统减摇。而更有人提出了采用液压减摇的方式减摇。
2.1 双水舱简要系统
通过仿真对比双水舱系统与单水舱系统的减摇效果，得出以下结论：1)相同舱容的双水舱系统的减摇效果要略好于单水舱系统；2)在船舶遭遇浪向变化时，双水舱系统在不同浪向下的减摇效果均好于单水舱系统；3)由于船舶横稳心高变化而导致船舶横摇周期变化时，单水舱系统的减摇效果变差，甚至出现增摇现象，对船舶航行产生较大影响，而双水舱系统在船舶固有横摇周期变化时减摇效果明显优于单水舱系统。所以，通过合理配置的双水舱减摇系统，可以有效地解决单水舱系统在非谐摇频率减摇效果差甚至增摇这一固有缺点，具有很大发展空间。【4】
选用液体作为传动介质,可以保证本装置对外界摇摆做出及时准确的反应。当外界有摇摆时,与下平板连接的球铰带动柱塞升降,迫使柱塞内连通的液体流动,并且其周期与船的摇摆运动周期同步,方向相反,从而达到削减摇摆幅度的目的,能很好地实现其减摇功能。中间的主支撑柱分担了四个工作柱塞的部分压力负荷,对他们起到了保护作用,保证本装置正常持久工作。摇摆时柱塞头上的球铰在下平板设计的槽道内向两侧滑动,使柱塞升降自如。四个连通柱塞互相配合,可以减弱任意方向上的摇摆。【6】
1.5舵减摇
与减摇鳍、减摇水舱相比，舵减摇是一项较新的减摇技术，它最早由荷兰在20世纪70年代提出。船舶的横摇周期一般在7～15 s之间，而艏艉摇一般在20～40 s之间，靠舵对横摇和艏艉摇响应的差异，控制舵角，以达到一定的减摇效果。目前的实验研究表明，舵减摇的效果可达60%左右。由于它不需要一套专门的减摇装置，因此在船舶工程界倍受关注。
船舶减摇技术现状及发展趋势
船舶减摇技术现状及发展趋势船舶减摇技术是提高船舶安全性、舒适性和经济性的重要手段。
在海洋工程、军事应用和民用运输等领域，船舶减摇技术都发挥着至关重要的作用。
本文将介绍船舶减摇技术的现状、发展趋势、关键技术及应用实例，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
船舶在海上航行时，经常会受到风、浪、流等外部扰动的影响，这些因素可能导致船舶发生摇摆和晃动。
剧烈的摇摆和晃动不仅会影响船上人员的舒适度，而且可能导致船舶结构损坏、货物泄漏、导航失灵等问题。
为了降低这些不良影响，船舶减摇技术应运而生。
随着科技的不断进步，船舶减摇技术得到了快速发展。
目前，市场上的船舶减摇产品种类繁多，主要分为被动减摇和主动减摇两大类。
被动减摇产品主要包括舭龙、减摇鳍等，其特点是结构简单、可靠性高，但减摇效果有限。
主动减摇产品则主要包括减摇陀螺、主动抑摇鳍等，这些产品采用了先进的控制理论和算法，能够实现更加精准的减摇控制。
在实际应用中，被动减摇产品仍占据一定市场比例，但主动减摇产品的需求逐年增长。
随着对船舶安全性和舒适性要求的提高，主动减摇产品将成为未来市场的主流。
技术创新：随着科学技术的不断进步，船舶减摇技术将不断创新，出现更加高效、智能的减摇产品和算法。
集成化：船舶减摇技术将与船舶设计、制造等过程更加紧密地结合，实现减摇系统的整体优化。
智能化：利用人工智能、大数据等先进技术，实现船舶减摇系统的智能化控制，提高减摇效果和适应性。
绿色环保：未来的船舶减摇技术将更加注重环保和节能，如采用更加高效的减摇鳍等设计，减少能源消耗。
原理：船舶减摇技术的原理主要是通过改变船舶的惯性矩、阻尼等参数，减轻或抑制船舶的摇摆。
实现方式：在被动减摇技术中，主要通过优化船舶结构设计、选用高性能材料等方式实现减摇；而在主动减摇技术中，则采用先进的传感器、控制器和算法等手段，实现对船舶状态的实时监测和减摇控制。
船舶减摇技术在实际应用中取得了显著成果。
以主动减摇技术为例，某大型船舶公司研发的主动抑摇鳍产品在实船应用中，成功降低了船舶的横摇幅度，提高了船舶的航行稳定性。
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小型船舶减摇装置的最优设计及性能分析
作者：潘秋华， PAN Qiu-hua
作者单位：江苏科技大学数理系,江苏,镇江,212003
刊名：
上海船舶运输科学研究所学报
英文刊名：JOURNAL OF SHANGHAI SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF SHIPPING
年，卷(期)：2006，29(1)
被引用次数：0次
1.屈维德振动工程手册 1992
2.背户一登制振装置の現状と動向 1985(472)
3.张准.汪风泉振动分析 1991
4.王士宏.周思永控制理论基础 2002
5.江国和.唐春丽.方开翔舰壳声纳声场特性的数值模拟[期刊论文]-华东船舶工业学院学报（自然科学版）
2003(10)
6.单春贤.张冰蔚.陆勇摩托车前减震器阻尼特性数学模型的建立[期刊论文]-江苏大学学报(自然科学版)
2001(05)
1.期刊论文赵为平.金鸿章.张海鹏.许叙遥鳍/被动水舱联合减摇理论研究-中国造船2004,45(3)
本文在综合分析减摇鳍与被动减摇水舱两种减摇装置的优缺点的基础上,考虑某些特殊用途的船舶以及一些大型的军用舰艇在全航速下对船舶平衡要求较高的情况,采用了一种优良的全航速下的减摇方案--减摇鳍与被动水舱联合减摇装置.这种减摇装置将减摇鳍与被动水舱有效结合,有效地克服了减摇鳍与被动水舱的缺点,同时也放宽了对鳍静特征数的要求,这对于装有不可收放式减摇鳍的船舶具有实际意义.针对上述联合减摇装置建立了船舶/减摇鳍/水舱的数学分析模型,并进行了分析讨论.通过对一实船的理论计算,结果表明:鳍/被动水舱联合减摇方案与其它减摇装置相比有明显的优越性,这种装置弥补了减摇鳍和减摇水舱具有的缺点,为船舶减摇提供一种减摇的方法.同时,可在此基础上增加装置的功能,达到一定的经济性.
2.期刊论文金鸿章.赵为平.綦志刚.张文波基于遗传算法的减摇鳍-被动水舱综合平衡系统最优控制器研究-中国航海2004(3)
综合减摇鳍与被动减摇水舱2种减摇装置的优缺点,采用一种优良的全航速下的减摇方案-减摇鳍-被动水舱联合综合减摇装置,在此基础上建立船舶-减摇鳍/水舱系统的数学模型.针对系统数学模型的复杂性,并考虑实际应用,采用遗传算法进行了PID控制器参数的寻优.同时,结合实船进行仿真,对仿真结果进行了分析.分析结果表明,基于遗传算法设计的综合系统控制器可以满足系统要求,为综合系统的实际应用提供理论依据.
3.期刊论文张虹.翟传润.战兴群.张炎华.李国斌.ZHANG Hong.ZHAI Chuan-run.ZHAN Xing-qun.ZHANG Yan-hua.
LI Guo-bin船舶可控被动式减摇水舱的试验研究-中国造船2006,47(4)
可控被动式减摇水舱是一种新型高性能的船舶减摇装置,它是对被动式减摇水舱的一种改进.通过对气体的受力进行分析,推导了气阀的控制方程,在查德惠克U型被动式减摇水舱理论的基础上,建立了"船舶-可控被动式减摇水舱"系统的数学模型,推导了最佳控制策略的理论依据,当横摇角度与边舱液位的相位差成90°时,可控被动式减摇水舱能够得到最大的减摇力矩,减摇效果最佳.通过摇摆台试验确定了水舱模型的固有周期,实现了气阀开启和关闭的最佳控制问题,为实船装备可控被动式减摇水舱提供了试验数据和参考依据.
本文链接：/Periodical_jtbshcbyskxyjsxb200601009.aspx
授权使用：中国石油大学（华东）图书馆(zgsydxhdtsg)，授权号：d809ac56-0db4-4ca7-811c-9eb601375eef
下载时间：2011年3月30日。