问题

多少吨位的船可以让人感觉不到颠簸?

回答
要回答“多少吨位的船可以让人感觉不到颠簸”这个问题,我们需要深入探讨船舶的尺寸、设计、航行环境以及乘客的感受,这并非一个简单的数字就能概括的。一般来说,吨位越大的船,越不容易受到海浪的影响而产生明显的颠簸,但“感觉不到颠簸”是一个相对概念,取决于多种因素的综合作用。

以下是详细的解释:

一、 船舶吨位与抗颠簸能力的关系

排水量(Displacement): 这是衡量船舶大小和重量的重要指标。排水量越大的船,其惯性越大,就越不容易被海浪轻易抬起和放下,从而产生较少的颠簸。你可以想象一下推一个空纸箱和一个装满水的重桶,后者更难被推动。
船体长宽比与稳定性: 大型船只通常拥有更长的船体和更宽的甲板。长船体在波浪中穿行时,能够更平稳地“跨越”波浪,而不是被单个波浪完全包裹。宽甲板则能提供更大的稳定性,减少横向摇晃。
重心高度: 大型船舶通常设计有较低的重心,这有助于提高其稳性,减少倾斜和摇晃。

二、 哪些吨位的船才可能让人感觉不到颠簸?

这是一个需要区分不同情况的问题:

1. 大型邮轮、货轮、集装箱船等(通常数万吨至数十万吨):
在平静海况下(如内河、近岸平静水域、风平浪静的海洋): 这些巨型船舶在这些条件下几乎不会让乘客感觉到颠簸。它们庞大的体量和设计使得它们能够轻松“压过”微小的波浪,只有最细微的震动可能被敏感的人察觉。
在中等海况下(如轻度到中度波浪): 乘客可能会感觉到轻微的摇晃,但通常是平缓的起伏,不会引起不适。邮轮上通常会有专门的稳定鳍(Stabilizers)来抵消部分摇晃,进一步提升舒适度。
在恶劣海况下(如大风浪): 即使是最大的船只,在极端恶劣的天气条件下也会有颠簸。但相较于小型船只,这种颠簸会更加“柔和”,船体更倾向于缓慢地起伏,而不是剧烈地抛掷。许多乘客仍会感到不适,但程度远低于小船。

2. 中型船舶(如大型游艇、部分客船,数百吨至数千吨):
平静海况下: 也会非常平稳,颠簸感微乎其微。
中等海况下: 乘客会开始感觉到明显的摇晃,特别是横向摇晃和起伏。颠簸感会比大型邮轮明显得多。
恶劣海况下: 颠簸感会非常强烈,可能导致乘客晕船。

3. 小型船舶(如快艇、帆船、小型渔船,数吨至数百吨):
即使在相对平静的水面, 只要有稍许波浪,乘客就很容易感觉到颠簸。
在中等海况下, 颠簸感会非常剧烈,小船会随着波浪上下起伏,甚至被波浪拍打,产生强烈的抛掷感。

因此,如果要达到“感觉不到颠簸”的极致体验,您可能需要选择排水量在数万吨以上的大型邮轮,并在相对平静的海况下航行。

三、 除了吨位,还有哪些因素影响颠簸感?

船体设计与稳定性:
船型: 排水量相同的船,不同的船型也会有不同的表现。例如,深V型船底的船在波浪中通常比平底船更平稳。流线型的船体设计有助于减少水流阻力,从而降低颠簸。
稳定性鳍(Stabilizers): 现代大型船舶普遍安装有稳定鳍。这些可伸缩的鳍通过改变迎角,利用水的升力来抵消船体的横向摇晃,极大地提高了乘坐的舒适度。
船体结构与材料: 坚固的船体结构和高强度的材料能够更好地抵抗波浪的冲击,减少船体的变形和震动,从而降低颠簸感。

航行速度:
低速航行: 在海浪中以较低速度航行时,船体更容易被波浪“推起”和“落下”,颠簸感可能更明显。
适中速度航行: 在某些情况下,以适当的速度航行,船体能够更好地“切开”波浪,减少颠簸。这需要经验丰富的船长根据海况进行调整。
高速航行(如部分高速客船): 这些船只的设计可能更注重速度,在波浪中可能会产生更剧烈的颠簸。

航行方向与海浪夹角:
船体与海浪的夹角对颠簸感有很大影响。例如,直接迎着波浪(顶浪)或顺着波浪(追浪)航行,颠簸感通常比侧向迎浪(横浪)要小。然而,侧向迎浪会引起剧烈的横向摇晃,これも不适。经验丰富的船长会根据海况选择最佳的航行方向。

乘客的位置:
船的中间部分通常比船头(前部)和船尾(后部)更平稳。低层甲板通常比高层甲板更平稳。在邮轮上,选择靠近船体中心和较低楼层的客舱,通常能获得更舒适的体验。

海况(最重要的外部因素):
波高与波长: 这是影响颠簸感最直接的因素。波浪越高、波长越短,对船体的冲击越大,颠簸越剧烈。
海浪方向与船体方向的关系。
风力等级: 风力直接影响海浪的大小。

总结:

没有一个确切的吨位数字能保证绝对的“感觉不到颠簸”。

数万吨及以上的大型邮轮、货轮等,在大多数情况下,特别是平静到中等海况下,能够提供非常平稳的乘坐体验,颠簸感非常轻微甚至难以察觉。
然而,在极端恶劣的海况下,即使是最大的船只也会有颠簸。
如果您追求完全感受不到任何颠簸,这几乎是不可能的,因为海洋本身就是动态的,总会有一些细微的起伏。

要获得最佳的舒适体验,您应该:

1. 选择排水量非常大的船舶(例如,50,000吨以上的大型邮轮)。
2. 关注航行区域和季节,尽量选择在平静海域或季节航行。
3. 在船上选择靠近船体中部和较低楼层的区域。
4. 关注是否有稳定鳍等减摇装置。

最终,“感觉不到颠簸”是一个主观感受,受到个人体质、心理预期以及上述多重因素的共同影响。

网友意见

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再大的船相比海洋还是一个小点,就连10万吨级航母和30万吨级的油轮都会在航行中被海浪颠簸。当然,一般来说越大的船也就意味着适航性/耐波性越好,虽然这不完全是事实。

如果仅考虑船体的平衡,我们只需要考虑在X和Y轴心上的摆动(左右摆动和前后摆动)。由于船的长度远高于船的宽度,滚动摇晃通常要比俯仰摇晃更严重。因此,减轻滚动摇晃的工作会在船舶设计中优先于减轻俯仰摇晃。通常情况下,在滚动摇晃方面合格的船也意味着它符合俯仰摇晃的要求。

在仔细计算船的适海性之前,工程师必须首先确保下图的GM距离位于0.5m - 8m之内。GM小于0m就等于翻船,而GM太高会对船员和乘客不舒适、损坏货物和损坏船体结构。一般情况下,搭载客人的船只都会有比较低的GM距离(但是GM太低了会翻船),因为这样会延长横摇周期,乘客在航行时会感受到“软”。相比,GM太高会缩短横摇周期,导致乘客在航行时会感受到“硬”。因此,船员无论在港口还是在航行时都必须检测船上搭载的货物和燃油量,根据货物和燃油的重量适当调整压载舱里的水位,以便确保GM能保持在即安全又舒适的位置。人类历史上所有的翻船事件几乎都是由于GM太低所造成的,请读到这里的航海家们切记GM的重要性,千万不要使船超载或者忽略压载舱里的水位。你的老板不懂可以跟他解释,这意味着确保人命的安全!

假设船的GM处于合格状态,船体本身在无协助下就能够保持一定程度上的平衡。同时,船体的水下形状也可以影响船在海浪中的平衡,不同角度打来的海浪会给船造成不同程度上的摇动。船体水下形状的设计实际上是一种艺术和科学的结合体,目前还没有一个通用的数学公式可以创造出适航性最佳的船体来(目前都是依靠人的摸索和模型测试)。当然,更麻烦的是在调整船体的过程中需要同时考虑适航性、阻力、尺寸和吨位。在船体的设计中,尺寸/吨位 -> 重量评估 -> 适航/阻力 的设计循环通常会消耗船舶设计项目中的一大部分时间。

除了船体之外,船本身配备的船舵也可以在自动化操作系统的协助下协助船在航行中保持平衡。

这可能听起来很奇怪,船舵不是用来控制方向的吗?怎么也可以控制船的平衡了?这是因为:

当然,用这种方法保持船的平衡效率不高,而且会干涉到船的航行方向。但是由于每艘船都已经配有舵,这是一种廉价的保持平衡方式,目前在货轮和油轮上都很流行。

提高船舶适航性的特殊装置

刚才讲完了最基本的,现在我来给大家讲解一下船上用来保持平衡的特殊装置。平衡装置主要分为两种:(1)被动式稳定系统、(2)主动式稳定系统。

船上最常见的被动式稳定系统是舭龙骨 (bilge keel),它几乎在所有的大小型船只上都能见到。舭龙骨 (bilge keel)通常是最便宜而且性价比较高的平衡装置。


另一种被动式稳定系统是被动式减摇鳍 (passive fin stabilizer ):

再讲一下主动式稳定系统,由于空间和价格因素,通常只有大型船只才安装这种装置。最常见的主动式稳定系统是位于船体侧面的主动式减摇鳍 (active fin stabilizer ),在不用的时候它会藏在船体内部,用的时候则会像翅膀一样伸出来。减摇鳍会像飞机翅膀上的操纵面 一样对船的滚动进行微调整:

轮船的减摇鳍虽看起来小,但是由于海水的密度是空气的835倍,飞机的翅膀/操纵面相比机身体积必须造的大,轮船的“翅膀”相比船体可以造的小。另外,轮船仅需要用减摇鳍对其滚动做出微调整,飞机则需要依靠翅膀和操纵面形成升力和大幅度横摇动作。

另一种主动式稳定系统是主动式减摇水舱(active roll stabilization tank),这种系统会随着船体的摇动不断切换水在船体侧面的位置,然后依靠水的重量使船在航行中保持平衡:

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题主你需要的可能是一个海洋平台,这也算船舶定义内的。

一般的船舶虽然可以吨位很大,但毕竟你飘啊飘我摇啊摇无根的野草,加了辅助装置后,仍然会摇荡。

而海洋平台下面多半连接着钻井设备和管线,要求摇荡越小越好。所以有一种TLP张力腿平台(Tension Leg Platform),它的水面部分是这样的:

好像看不出与普通船舶有多大区别,无非是浮力分散到了四个柱子上,看上去就很稳,能克服“摇”。但是怎么克服垂向的“荡”(升沉)呢?所谓冰山一角,它的水下部分是这样的:

这种平台原始的浮力是大于重力的,所以安装的时候下面的系泊线会有一个“预张力”,与过剩的浮力平衡,让平台老老实实地立在这个地方。

当平台遇到波浪,水面升高时浮力变大,系泊线上的拉力也变大;水面降低时浮力变小,但仍然大于重力,系泊线上的拉力还是与过剩的浮力平衡。

所以理论上这种平台在波浪中是完全没有垂向位移的,任你波浪滔天,我就在这里,不悲不喜。

这个原理很简单,但是运用到这样大规模的结构物上,还是很惊艳的。

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