船舶是如何在狂風巨浪的海洋中保持平衡的？

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首先，如果僅考慮船體的平衡，我們只需要考慮在X和Y軸心上的擺動（左右擺動和前後擺動）。由於船的長度遠高於船的寬度，滾動搖晃通常要比俯仰搖晃更嚴重。因此，減輕滾動搖晃的工作會在船舶設計中優先於減輕俯仰搖晃。通常情況下，在滾動搖晃方面合格的船也意味著它符合俯仰搖晃的要求。

在仔細計算船的適海性之前，工程師必須首先確保下圖的GM距離位於0.5m - 8m之內。GM小於0m就等於翻船，而GM太高會對船員和乘客不舒適、損壞貨物和損壞船體結構。一般情況下，搭載客人的船隻都會有比較低的GM距離（但是GM太低了會翻船），因為這樣會延長橫搖周期，乘客在航行時會感受到「軟」。相比，GM太高會縮短橫搖周期，導致乘客在航行時會感受到「硬」。因此，船員無論在港口還是在航行時都必須檢測船上搭載的貨物和燃油量，根據貨物和燃油的重量適當調整壓載艙里的水位，以便確保GM能保持在即安全又舒適的位置。人類歷史上所有的翻船事件幾乎都是由於GM太低所造成的，請讀到這裡的航海家們切記GM的重要性，千萬不要使船超載或者忽略壓載艙里的水位。你的老闆不懂可以跟他解釋，這意味著確保人命的安全！

假設船的GM處於合格狀態，船體本身在無協助下就能夠保持一定程度上的平衡。同時，船體的水下形狀也可以影響船在海浪中的平衡，不同角度打來的海浪會給船造成不同程度上的搖動。船體水下形狀的設計實際上是一種藝術和科學的結合體，目前還沒有一個通用的數學公式可以創造出適航性最佳的船體來（目前都是依靠人的摸索和模型測試）。當然，更麻煩的是在調整船體的過程中需要同時考慮適航性、阻力、尺寸和噸位。在船體的設計中，尺寸/噸位 -&> 重量評估 -&> 適航/阻力 的設計循環通常會消耗船舶設計項目中的一大部分時間。

除了船體之外，船本身配備的船舵也可以在自動化操作系統的協助下協助船在航行中保持平衡。

這可能聽起來很奇怪，船舵不是用來控制方向的嗎？怎麼也可以控制船的平衡了？這是因為：

當然，用這種方法保持船的平衡效率不高，而且會幹涉到船的航行方向。但是由於每艘船都已經配有舵，這是一種廉價的保持平衡方式，目前在貨輪和油輪上都很流行。

提高船舶適航性的特殊裝置

剛才講完了最基本的，現在我來給大家講解一下船上用來保持平衡的特殊裝置。平衡裝置主要分為兩種：（1）被動式穩定系統、（2）主動式穩定系統。

船上最常見的被動式穩定系統是舭龍骨（bilge keel），它幾乎在所有的大小型船隻上都能見到。舭龍骨（bilge keel）通常是最便宜而且性價比較高的平衡裝置。

另一種被動式穩定系統是被動式減搖鰭（passive fin stabilizer ）：

再講一下主動式穩定系統，由於空間和價格因素，通常只有大型船隻才安裝這種裝置。最常見的主動式穩定系統是位於船體側面的主動式減搖鰭（active fin stabilizer ），在不用的時候它會藏在船體內部，用的時候則會像翅膀一樣伸出來。減搖鰭會像飛機翅膀上的操縱面一樣對船的滾動進行微調整：

輪船的減搖鰭雖看起來小，但是由於海水的密度是空氣的835倍，飛機的翅膀/操縱面相比機身體積必須造的大，輪船的「翅膀」相比船體可以造的小。另外，輪船僅需要用減搖鰭對其滾動做出微調整，飛機則需要依靠翅膀和操縱面形成升力和大幅度橫搖動作。

另一種主動式穩定系統是主動式減搖水艙（active roll stabilization tank），這種系統會隨著船體的搖動不斷切換水在船體側面的位置，然後依靠水的重量使船在航行中保持平衡：

作為一名造船專業出身且畢業後沒從事本專業工作的學渣不請自來。想到什麼說什麼。
增大穩性肯定是一個，具體怎麼增大有以下幾點：
1 把浮心降低，重心調高.浮心應該低於重心，如此船舶受外力橫傾時，浮力與重力可形成回復力矩；

但重心與浮心距離需要適中，大了回復太快，小了回不來。

但重心與浮心距離需要適中，大了回復太快，小了回不來。
在此基礎上考慮，上層建築就需要慎重考慮大小尺度（重心角度）；船寬也不是越大穩性越好（浮心角度）。
2 減少受風面積，就是上層建築盡量小，海風很大的。
3 增加結構附件，如船側增加舭龍骨，請自行百度舭龍骨。
還有利用新型船，如雙體船，三體船，甚至半潛船等。半潛船我比較喜歡，畢竟大部分船體潛到水下感覺很厲害，水線面小了，受干擾有限。還有一個船，水下大浮體，中間用類似連接桿的東西把船體抬離水面，還是減少水線面。
至於貨物方面，盡量避免自由液面形成，這玩意每年坑死很多人。尤其是非固體散裝貨物里的陶瓷泥，含水量大，一搖晃，自己會出水，形成自由液面。每年裝此類貨物的海船都會沉一定數量，所以裝載此類貨物的海船出港審批手續很嚴格。
亂七八糟，不知所云，也懶得在寫，湊活著看。

這一塊主要是氣候衡准和完整穩性上的概念。
簡單解釋一下吧，我們知道，如果無風無浪，船在海上應該是平衡的，重力和浮力大小相等，方向相反，有固定的橫傾和縱傾。如果突然從左舷或者右舷刮大風，我們稱之為突風，船就會突然倒向另一側。那麼重力與浮力作用點就會變得不在同一條直線上，兩者會形成復原力，迫使船舶向平衡狀態去恢復。這個恢復過程就是一個橫搖過程，復原力在橫傾角最大時最大，隨著橫傾角的減小而縮小，在回到原來的平衡狀態時復原力消失，但搖擺會繼續向反方向進行，想像一下鐘擺的原理。多次反覆搖擺後，船舶會趨向穩定，則又回到了平衡狀態。浪的作用下保持平衡的原理與風類似。不過需要多考慮縱向的搖擺以及螺旋槳的浸沒以保持動力等問題。如果風或者浪過大，超過了船舶設計以及實際操作中能夠調整得到的復原力臂的極限，那麼就危險了。

與其說船舶是怎樣對抗風暴和波浪的，不如說船舶設計及實際操作中過程中是如何利用平衡的原理最大化的確保各種複雜海況下的安全問題的。設計時，綜合考慮船東對船型的期望和相關規範對穩性的要求，各方面博弈後得出一個相對較優的結果，以確保足夠的復原力臂，使得船能夠在惡劣的海洋環境下保持安全不至於傾覆。操作上，要求船長謹慎駕駛，通過錯開波浪的方向，避免大風橫向作用在船體上，降低重心等一系列措施，降低橫縱向作用力，或者增大最大復原力臂，來確保航行的安全。

居然有這個專業的問題。。。
先劃範圍，長度24米及以上的船；
民船，非軍船；
海船，非內河船；
低速船，非高速船；
好吧，對於通常的無限航區的散貨船，箱船，客船，原油船，化學品船等，

這些船通過穩性來保證不沉。
船舶穩性分為完整穩性和破艙穩性。
簡單講就是船沒有破損時的穩性和有破損時的穩性。
國際上衡量這些穩性的規範和公約目前主要有國際海上組織(imo)制定的載重線公約(illc)，完整穩性公約(is code 2008)，海上人命公約(solas)等

載重線公約中的一個重要概念～干舷，簡單說就是船舶為保證不沉，留的一個浮力儲備，保證了船舶的一個粗略的穩性。

完整穩性公約分兩部分，強制部分和推薦部分。強制部分為所有船均要滿足的穩性衡准，比如初穩性高度的要求，復原力臂的要求等；非強制部分為針對某類船的特別的要求，比如漁船，還有樓上提出的風壓側傾力矩的要求等。

海上人命公約包括的內容非常多，2009年就分艙這塊有一個要求，以保證破艙穩性。

當然還有其他的穩性要求，例如裝載穀物時的穀物穩性衡准等，以上這些規則規範，互為補充，內容也有交叉的部分，總之一個目的，人命很重要。

補充說明，首先這些公約規範基本都是舶來品，老外認為海上航行，有兩點很重要，一個是人命，一個是保護環境。所有的規範和規則最終都為這兩點服務。

對抗風暴和波浪時，最重要的是船舶的動力。需要保持船首頂風。在風暴中失去動力的船是很危險的

這個叫我怎麼回答？造船重點就在這裡，說幾百字說不清楚啊。
你這個問題在專業領域叫船舶穩性，穩性要計算，總體來說，船舶型線設計上有考慮，主要是根據力學分析，然後再加上舶模型試驗，基本上就可以判斷一條船船舶穩性設計的好不好。那麼從簡單來說，就是船舶重心比浮心低，船舶傾斜角度不大時候，可以自動調整復原，有點類似不倒翁。還有船舶上設計有邊艙，即船舶的左右有裝有水的空艙，晃動時艙水可以幫助船舶保持平衡。再者，在船舶的水線以下，設計有平衡翼，就是一塊很長的鋼板橫向放置在船舶舷，你可以想像是船舶的翅膀，船舶晃動時，水浮動作用在翅膀上，這樣就有了很大的阻力，使船舶不容易晃動。
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那最下邊橫出來的一排不連續的小板，像不像企鵝的小翅膀，短小可愛？