无论民用船只还是军舰,锚泊都是必不可少的设备,它的功能就像汽车的刹车一样重要。在人类船只发展历程中,船锚也在不断进化。早期的船锚只是一块大石头,发展到后来则使用了钢铁。
现代船锚的结构一般由锚柄、锚杆、锚链、锚卸扣等部分组成,排水量高的船只船锚重量动辄超过100吨。当舰船需要抛锚时,锚机上的阀门打开,船锚在水中下沉,如果靠船锚自重下沉,速度会很快,水手需要控制锚链下沉速度,否则容易损坏锚机,甚至造成船锚丢失的事故。一个船锚丢失后,打捞费用在20至50万美金左右,损失相当大。
当锚爪沉入海底后,还需要放下一段锚链。舰船在刹车时,一方面依靠锚爪在沙石中的抓力,另一方面也要依靠平铺在海底的锚链产生的摩擦力。当然了,并非任何海域都适合抛锚,最佳抛锚地为沙石海底,其次是泥地,如果在礁石底,就很难抛锚,锚爪甚至可能被海底礁石卡住,无法起锚。至于哪些地方适合抛锚,在海图上是有明确标记的,水手们可以提前知晓。
通常,排水量越高的船只,船锚也就越大越重,锚链就得粗大结实。排水量万吨左右的巨轮,锚链通常为12节左右,每节长度27.5米,总长330米。这样的深度,一般只在水浅的海域使用。对于商船而言,除非遇到故障,中途一般不会在深海停留。但是对于军舰而言,会在深海执行各种各样的任务,三百多米的锚链显然不够用了。
以美国尼米兹级航母为例,锚链多达57节,长度远远高于商船,总长1500米左右。但是咱们知道,大多数海域深度都在3000米左右,有些海域的深度则超过10000米,1500米的船锚,在这些地方根本没有用武之地。那么,能否增加锚链的长度呢?
答案显然是不行的,因为1500米的锚链,重量已经接近于钢材的抗拉极限,再加长锚链,就断裂的风险。况且,对于动辄上万米的深海,锚链增长几百米,不仅于事无补,还会对锚机和船体制造提出新的要求。那么,航母如何才能在深海停泊呢?
上世纪70年代,美国研发出一种先进的动力定位系统,由控制系统、动力装置和推力装置组成。该系统在对海洋环境进行分析之后,测量出影响船只航线的风速、洋流等数据,反馈至中央控制系统,经过计算后对推进装置下达指令,产生抵消环境影响的推力,从而在大风大浪中保持船只的稳定。这样一来,就取代了传统的船锚,使航母在深海中安全停泊。
这项技术被最先应用在尼米兹级航母上,后来也在海洋钻井平台、科考船、救生船等民用领域发挥作用。长期以来,这项技术都被外国垄断,此后由哈尔滨工程大学牵头,在海洋石油工程股份公司、中国船舶工业集团第708研究所、武汉船用机械有限公司、中国船级社多家单位的联合攻关下,我国突破了这项关键技术,在控制系统、推进系统方面取得了重大进展。2014年,我国成功研制出DP3动力定位系统,无论身处近海还是深蓝,都能让船只保持岿然不动。
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