巨轮的驾驶室在船尾,为什么不担心遮挡视线?

巨轮的驾驶室在船尾,为什么不担心遮挡视线?

首页模拟经营大型油轮车驾驶更新时间:2024-05-03

大家都知道这个世界的贸易是离不开运输的,那谈到运输呢,就离不开载具,像汽车、火车、飞机、轮船等,无论是在天上飞的还是在地上跑的或者水里游的,这些都属于载具。人类发明这些形状各异奇奇怪怪的东西,它的目的只有一个,那就是把人或者货物从一个地方快速便捷的移动到另外一个地方,这个就是运输的含义。我们来仔细观察这些运输的工具,就会发现一个很有意思的事情,除了轮船之外,其他载具的驾驶位置都是在前部,后面是乘客或者货物,对吧?大家想想看,我们开车、乘坐地铁、搭乘飞机都是如此,只有轮船是例外,大部分船的驾驶位置是不会设置在船头的,甚至是设置在船尾,于是乎这个疑惑就来了,这样的设计会不会遮挡视线呢?这个问题听起来很简单,实际却是很复杂,因为船舶的种类太多了,如果我们想要覆盖各种船型,也不是咱们做一期就能说得清楚的,那怎么办呢?今天咱们就以两万四千箱这种超大型的集装箱船为例,来分析一下船舶的驾驶位置为什么不会设置在船头,点关注不迷路,接下来就告诉你为什么。

首先我们来看一下这条船的总体布置,它采用的就是双岛型的设计,居住的生活区大楼,包括驾驶台是位于船的中前部。而它的下边是没有办法装货的,所以呢主要是油仓,这个就是前岛,那我们再来看后岛,位于船的中后部靠后的位置,它的下面是机舱,包括发动机、发电机、锅炉以及其他的动力相关设备,它的上面是各种排放管系的汇总,脱硫塔等等这些附属设施,最上边就是排烟的烟囱,船头这边是水平的甲板,大家看它是没有首楼的,那这前面还有挡浪板,下边还有首侧推等等,船尾这边从后岛的机舱一直到螺旋桨是设有轴遂的,最后边就是舵,所以大家也看到了这条船的驾驶位置是在船的中前部,他没有设置在船尾也没有在船头,这个是为什么呢?我们下面就做一下相对专业一点的分析,可能会有些枯燥。

第一点就是造船规范决定的。一般大型集装箱船都会有中拱这种情况产生,所谓的中拱,就是在应力的作用下船体就像扁担一样两头下垂,考虑到降低船体的弯曲力矩,我们把生活区设置在船中部附近是合理的,这也是采用双岛的这个理念之一,这种超大型的船400米长、60米宽,它的主甲板一定会呈现出一种大开口的状态,钢板所承受的应力是多方面的,除了刚才所说的弯曲力矩,还有扭曲力矩、剪切力矩、总纵强度、局部强度等等,对钢板的抗扭转钢度的要求是非常高的,把生活区设置在中前部,就可以大大的改善这种应力的状况。在2013年的时候就有一艘8000箱位的集装箱船,它就是由于总纵强度的问题而导致这条船整体折断,所以在随后的造船规范中就加强了对这方面的要求,尤其是对大型的集装箱船,除了上述的静水弯矩和波浪弯矩叠加之下的剖面模数的要求,还有极限弯矩的要求,还有扭转强度的要求,所谓的扭转强度就是船体在扭转扭动的情况下,总纵应力和扭转所产生的翘曲力矩双层叠加,而最重要的是什么呢?是规范它规定的最小刚度要求,这个要求就对船体的整体设计影响非常巨大。那我们再来看一下集装箱的摆放位置,一共有三个区域,前岛之前、两个岛中间、后岛之后这三个区域,甲板和舱里都是可以装货的,这样做就有效地提高了货物的装载空间和配合全船应力的这种均衡度,这就是这种三段舱设计的作用,那说到这里插一句,在设计之初还需要对这三个舱段做有限元分析,所谓的有限元是什么呢?简单说它就是一种数值分析法,针对问题区域分解成各个简单的子区域,然后这些分解之后的简单区域,我们就叫它有限元,当然了,油仓也属于有限元,这部分一样是在分析范围之内,所以这里也特别强调一下,如果全船的这种有限元水动力计算它是不能替代刚才所说的三舱段的这种数据,更不能因此而降低这部分的钢板厚度,其实还不仅仅是这些,还有集装箱绑扎桥的结构设计,它的自重问题,像舱口围、舱盖、集装箱底座和舱内的这些导轨等等这些局部强度问题,那还有就是所有结构都必须要确保装卸货的效率,所以方方面面的事情是很多的,说到这里就比较枯燥了,但是这些也没有办法回避。我这样讲主要是想让大家知道造一艘船是有着极其严格和细致的规范要求,各种数据都必须要经过计算机的反复模拟分析,然后再做最优化的一个选择。

那第二个大方面就是视线的要求,这一点就是我们经常会关心的会不会遮挡视线,对于小型船来说,驾驶台所在的生活区和机舱都处于同一个纵向位置,基本上也都是设置在船尾,那是因为这样不但可以满足主机到螺旋桨尾轴的这个长度问题,还可以减少驾驶台遥控装置的布线距离,可谓是一举两得,但是我们从视线遮蔽的这个角度来看呢,就很容易让人产生疑问,这个驾驶位置前面全都是集装箱,它不就是在遮挡视线,其实是不会的,因为规范对这一点它是有强制要求的,它要求前视的盲区不能超过两倍的船长或者500米取其小者,所以说这个小型船就很容易就达标了,因为它船身短嘛,但是对于大型船来说就不行了,尤其是这种超大型的集装箱船大家可以看一下,假设驾驶台是位于船尾附近,我们无论如何也达不到这个盲区最大500米这种要求,所以呢,只能把驾驶台往前移,那有人就会说了,你既然已经往前移了,那你直接移到船头不是更好吗?那样做就几乎没有盲区了,确实是如此,但是,却和刚才的那些应力分析要求又相冲突了,盲区是没有了,可是应力却超标了,照样是不合乎规范,所以说对于单一的船型来说,驾驶位置的设计是综合各个方面考量的结果是结合这条船特性的最优化的选择。

那第三点就是除上述之外,如果说把驾驶台设置在船头,那风浪的这种抨击对整个生活区所带来的影响,大家想四百米的船身长度,如果遇到风浪的话,船首所承受的冲击力是极其巨大的,船头的颠簸和上下起伏会十分剧烈。大家可以想象一下你手里拿着一根比如说半米长的钢管,你感觉是非常结实的,结实无比,你怎么掰它这个钢管也不会弯,但是如果我们假设这枚钢管它无限的延伸,这个时候你不用掰它,它自己就会弯曲,而且前端还颤颤巍巍的,就是这个道理。所以如果把驾驶台放在船头,这种颠簸和震颤,对人员对仪器都会带来非常不利的影响。

以上就是对于目前流行的双岛型集装箱船驾驶台位置的一个简单分析,而实际上船体结构布局的设计非常多。比如说这艘豪华游轮,它的驾驶台就是在前面,还有汽车滚装船,小型的内河船等等都是在前面,而超级油轮、散货船、传统的集装箱船都是设计在船尾,这些也都是合理的存在,我们还是回到现代集装箱船的设计,随着经济和技术的发展,在主线运营的集装箱船它的大型化可以说是一个必然的趋势,但是这个主尺度越来越大,随之而来突出的就是结构安全性和合理性的问题,这时候既要保证规范所提出的各种强度要求,又要考虑减轻船体的重量提升其性能,就需要针对船体的构造进行进一步的优化,满足可靠性的同时兼顾功能的完美。这回您了解了吗?那么对此您又有什么看法呢?

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