拖船,就是水面上的金刚芭比——长相Q萌,但力大无穷,可以轻松拖动比自己体积与重量都大了1000倍的船只。并且,还特别的灵活,正着开、倒着开、横着开、转着开,360度的开,只要是你想得到的方向,它都能轻松拿捏。所以,它凭什么这么拽,今天我们就来学习一下。
首先我们看到的是一艘普通的拖船,它们的身影出没在各个繁忙的港口里。在传统的拖船上,发动机使用固定的推进系统,尾轴连接到螺旋桨, 方向由尾舵来控制。但现代拖船则大大改进了相应的动力配置,它们通常使用了方位推进器,与Z字型的传动轴设计,没有舵,而是利用推进器的360度旋转控制船只的运动方向,因此获得了极佳的机动性。
咱们仔细来看看这样的配置,发动机与螺旋桨之间的连接并不是一条直轴,而是必须呈Z形,因此被称为Z-drive。这里面用到了多根轴和多种类型的齿轮,我们尽量以简单的方式来理解它们。这根是输入轴、这根是中间轴,这根则是输出轴,它们通过万向节,或者叫U型接头来连接,因此可以不必在一条直线上旋转。锥形齿轮则负责将扭矩从发动机传递到螺旋桨。使用锥齿轮的另一个好处还有,它可以在不干扰传动轴的旋转周期的情况下改变推进单元的方向。而推进单元的方向则通常由一组行星齿轮驱动。
这里我们看到的是离合器——准确说,是一个气动离合器,当然离合器还有许多不同的类型。它的作用非常重要,因为它会将发动机与传动轴分开。当发动机启动并旋转时,离合器保持脱开状态,船只保持静止。当离合器啮合时,船只才会移动。
使用涵道螺旋桨可以减少螺旋桨周围的水流涡旋来提高效率,使得在相同的功率输入下产生更大的推力,也是现代船只上常常使用的配置。由于两个推进单元可以完全独立的运作,所以拖船在水里面的运动相当灵活,几乎可以说不受任何的限制了,咱们看看它们分别是怎么实现的。一艘普通拖船可以产生高达3400马力的动力,而一艘大型拖船可以产生高达27000马力的动力。它们可以单独工作,也可以团队合作,完全取决于任务的大小。
现在,让我们把注意力集中在船体上,看看拖船Q萌造型的根源,究竟是因为什么。因为,它必须是一个排水型船体。这种船体在水中前进时会把水推开,使船体始终沉在水里,不会上升到水面之上。它对拖船来说至关重要,让我举个例子来给你说明。在陆地上,当卡车拖曳更大的物体时,它需要在地面上有良好的抓地力才能将其拖动。而在海面上,拖船的船体必须潜入水下才能进行拖曳。就如同,它必须要获得良好的“抓水力”,这听起来有点奇怪,但实际情况就是这样。于是,为了实现良好的“抓水力”,拖船的水下船体就必须要设计成更弯曲的形状,比如碗一样的形状,并带有鳍龙骨,才能使得它在高推力下的作用下潜入水中而不是浮上水面。
相反,另一种船体,通常用在快艇上,叫做滑行型船体。它的设计目的使船体在高速行驶时,升到水面上,减少与水的接触面积,就像滑行在水面上一样。如果用这样的船体拖曳较大的物体,就会发生这种情况。
所以大家看到了吧,是强大的推力和特殊的排水型船体相结合,才使拖船能够拖曳比自己大1000倍的船只的。今天的学习就先到这儿,除了拖船,大家还想知道哪些长相特殊、功能独特的船只的,留言来告诉我,或者把图片发到留言区,咱们一一安排讲解。