舰船在大洋上全速行驶,和汽车在陆地上行驶,是完全不同的。特别是吨位很大的远洋船只,想要急刹车、急转弯,都不能在短时间内完成。那么,这些舰船一般是如何刹车的呢?
通常,大船只有在大洋里才会高速航行。在靠近码头的时候,都是以很慢的速度移动,还要依靠拖船才能将其缓慢移动至泊位。在大洋中刹车,我们首先会想到螺旋桨的倒转,利用反向推力实现制动。例如一些大型二冲程发动机,主轴连接着螺旋桨,只要通过改变主机转向,便能实现正车或者倒车。
当然了,一些带有全回推进器的船只,可通过改变推进器方向来制动。装有调距桨的船舶,无需改变转向,只要改变浆距主机,便可直接刹车。
在某些半潜工程船中,使用了吊舱式全回转电力推进系统。吊舱可以朝各个方向旋转,即便没有舵机,也能轻松实现倒车或者转向等功能。对于使用电力推进系统的船只而言,速度控制可以实现在正车和倒车方向均从零功率到满功率调节,进行制动或刹车。
各种船只在制动期间,锚泊也能起到很重要的作用,这种方式很早以前便出现了。早期的锚泊使用大石头制成,冶铁技术成熟后才换上了铁锚。现代船锚通常由锚柄、锚杆、锚链、锚卸扣等构成,吨位越大的船只,所需要的锚也越重,远洋巨轮的锚随随便便就能超过100吨。巨轮抛锚时一定要控制锚链的入水速度,否则不仅会伤及锚机,还容易造成船锚丢失的事故发生。要知道,想要打捞起一个船锚,动辄需要几十万美金,是非常昂贵的。
船锚入水后,有两方面的作用力辅助船只刹车:一是锚爪在海底沙石中的抓力,二是锚链平铺在海底的拖力;适合抛锚的位置也很有讲究,以沙石海底最佳,其次是泥地,一般不选择礁石底抛锚,因为锚爪勾住礁石后容易丢失船锚。海底的情况一般在海图中都有明确的标记。
在一些深海海域,船锚便失去了用场。以排水量十万吨级的尼米兹级航母为例,锚链为57节,一节27.5米,总长1500米左右,重量已经接近于钢材的抗拉极限。而在大洋深处,超过一万米的海底很常见。在这种情况下,就需要动力定位系统来辅助船只停泊了。
船只动力定位系统是美国在上世纪七十年代研发的,由控制系统、动力装置和推力装置组成。该系统在对船只所处的海洋环境进行分析计算后,得出风速、洋流方向等一系列重要数据,经过中央控制系统处理后,对推进器下达准确指令,产生推力抵消环境的作用,从而使船只保持稳定。目前,船只动力定位系统已经在各种海洋钻井平台、救生船、科考船中广泛应用。
在一些民用客船和少数高端船舶中,还会使用一种制动装置——减摇鳍。减摇鳍就像是帮助船舶在大海中保持平衡的鱼翅,一般装在船只中部两舷。减摇鳍转动时,水流作用于其上,起到稳定船只的作用。对减摇鳍的角度进行一定调整后,垂直于航行方向,便可以产生阻力,辅助船只制动。
除了利用船只自带的系统进行刹车外,水手们在实际操作中还可以利用航行经验来减速。一些水手发现,在驾船航行时,快速左右满舵来回反复打几遍,能起到有效降低船速的作用。另外,如果你曾多次乘坐过轮船旅行,还会发现一个有意思的现象:在船只即将靠岸停泊时,船头还会调整朝向水流的反方向行驶,缓慢朝码头斜度后平稳靠岸。
在长江中,就有不少轮船采用这种方式停泊,尤其是一些顺流而下的船只,要先绕个大圈子,之后才会慢慢靠岸。从原理上来看,这很好理解,船只顺流靠岸时,速度就是船速和水的流速;逆流靠岸时,船相对于岸的速度,等于船速减水素,简单来说就是逆水行舟,不进则退。
当然了,开船和开车归根结底差别还是很大的,特别是要让一艘巨轮快速停下来,还是相当困难的。大船的速度虽然不快,质量却很大,水的阻力又比地面小很多,在巨大的惯性作用下,即便是急刹车,船还是会止不住地向前窜。因此这也解释了不少人的疑问:为什么有些巨轮看着还很远,但就是刹不住,眼睁睁看着它们撞在一起了呢?
所以说,水手们和船长在航行时除了按照航道规范行驶外,船员还要加强了望,及时避让。在一些繁忙的海域中,更是不能掉以轻心,唯有未雨绸缪,才能防患于未然。