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为什么小小的拖船能拉动几万吨的航母?而且有些拖船还在航母后面?

  兔哥回答:港口都是海岸上人工建设的码头,港口的码头地域并不大,而且也都有航道的限制;所有港口的进出口航道都比较狭窄。主要是防浪用,保持码头水面稳定。凡是大型船舶必须使用拖船进港,另外,外轮不论吨位大小都必须使用拖船靠泊,这是规定。不使用拖船靠泊的通常都是吨位小的国内船舶,它们船小灵活,能自己独立靠泊。航母这样大舰船进出港必须使用拖船来使现。拖船别看个头小,但能力可不小,属于船舶中的大力士,真正的船小劲头大,下面兔哥对这个问题逐一解答:

  船小力量大的拖船:拖船也叫拖轮。拖船可分为远洋拖船、内河拖船、沿海拖船、港内拖船、海洋救援拖船等种类。其中港内拖轮是专门从事将船舶拖离码头和推动船舶靠泊的船只,也叫港作拖船,该型拖船的个头都比比较小,30米左右的长度,但是挺宽的,10米左右,属于短粗型的小胖墩。其排水量通常在200~400吨左右。采用双机推进,后部两个大型螺旋桨,和普通船舶螺旋桨浆叶最下端位置基本和船低在同一平面上不同。拖船的螺旋桨超出船舶低部,并且有便于通水的凹槽,这样就使它的螺旋桨的推力大增。拖船的首部通常装有侧推螺旋桨。港作拖船都能原地360°转圈圈,可拖可推。总马力几千至上万马力。航母的排水量虽然重达几万吨,但航母是漂浮在水面上,因此,拖船拖动航母并不困难,而且,拖船拖航母并不是独立工作,而是组团作战,通常由4~6艘拖轮共同作业。

  拖轮拖航母作业:航母进港时通常由4~6艘拖船贴身靠航,此时并不是拖船拖航母行进,而是航母靠自身动力航行,拖船并不帮忙推,而是向后给航母撤劲。这就是为什么总有有一艘拖船再航后面拖后腿了。为什么这样做呢?航母的马力都很大,20万吨马力的强大动力,一旦航行即便是低速航行其速度也已经够快了,同时即便航母停止动力,巨大的船体产生的惯性是非常大的,能在海上冲出很远的距离,因此,拖船要给它刹刹车;为什么航母不关闭动力?这是因此航母体型大,受风面积大,遇到大风靠几艘拖船很难控制住它。

  航母到达驻泊区时会停止动力,但不会关机,防止意外,处于备机状态。这时的拖船就都跑到航母靠泊的反面(船舶靠泊分左靠右靠,航母由于有飞行甲板通常采用右靠,因为飞行甲板在左侧,防止碰撞码头设备。)这时的拖船就不采用拖行了,而是推,用头顶着航母靠泊,但并不能一直顶,航母在水上运动起来的惯性很大,如果靠泊速度太快航母的舰体就会整个拍向码头,码头挡水墙接船的部位每隔一段就有一个1.5米左右的橡胶圆柱体,中间是空的,前面有一个方形的耐腐蚀的钢板,钢板上有10多厘米厚的橡胶垫。航母的舰体就接触到橡胶垫上。因此,航母要靠上时,拖船就开始拉住航母,防止靠泊过快,这需要几艘拖船密切配合,航母接触橡胶垫时如果速度快了会回弹,此时如果拖船还顶,能把拖船扔出去。所以,这绝对是个技术活。通常的方式就是拖轮分工作业,控制速度,慢慢的靠上去,然后共同发力,顶死了!

  航母离泊作业:离泊时,拖轮的共同发力,把航母慢慢拖转向的位置,然后,舰首的拖轮使劲拉,后面的拖轮使劲顶,让航母转湾,此时航母开动机器,让舵产生舵效,对准航道,前进,但拖船要陪它走一段,如果需要还得从后面拽着它。其实这种方法并不只限于航母,大型船舶都采用这样的方式,原理都是一样的。

  以上是兔哥个人的看法,欢迎探讨,也欢迎你的关注;(图片来源网络)

  因为大吨位舰艇在高速行驶的过程中很难能够“刹车”,所以大吨位舰艇在进出港口的时候,都会使用拖船来辅助航行。航母的吨位重达数万吨,这种高吨位舰艇在海上航行的时候,很容易会出现失控的现象。我们平常的家用汽车能够利用摩擦力进行刹车,而水面的摩擦力非常小,所以舰艇并没有传统的刹车系统,只能通过动力系统的反作用力进行刹车。

  而航母的动力系统从前进状态调整到“刹车”状态需要很长的准备时间,假如航母在进入港口路发生突发情况,在动力系统调控的时间内,航母就会进入失控状态,很可能会造成严重的事故。而使用拖船将航母拖入港口,就可以尽量减少这类事故造成的损失。虽然拖船的吨位只有一两百吨重,但是拖船的马力却非常大,2艘拖船就能够达到1万吨的马力,4艘拖船共同发力,就能够将数万吨的航母拖入港口中。

  由于航母进港的不确定因素非常多,在拖船将航母拖入港口的过程中,行驶速度都会非常缓慢,以防止一些突发情况的发生。不过仅仅有拖动航母的拖船,还远不能保证航母进港的安全性,因为航母在进港后也可能会发生一系列的突然情况,而航母前面的拖船只能拖着航母前进,却不能给航母“刹车”。航母作为一种数万吨的大船,在航行过程中产生的惯性非常大,即使航母只有5节的航速,在不进行主动刹车的前提下,航母仍然能够依靠惯性滑行出很远的距离。

  因此拖船在拖动航母进港的时候,都会在航母的后面安排几艘反作用力的拖船。这些拖船用挂钩和吸盘连接在航母上,在平常的时候跟随航母缓慢前进,一旦航母需要紧急自动,这些拖船就能够发挥刹车的作用,将航母紧急拉住。假如航母已经失控,这些跟在航母后面的拖船还能及时追上航母,将航母重新控制住。由此可见,虽然拖船的个头不大,但是拖船的作用却非常重要,如果没有拖船保驾护航,航母进出港口都将成为一个问题。

  每次航母需要出港进行海试任务时,我们都会看到在它的周围总是前呼后拥着若干艘被称之为"保姆船"的小船,而这就是帮助航母出港的拖船!

  很多人不禁会疑问:海试阶段的航母已经拥有了完备的动力系统,为什么不自己驶离呢?这是综合因素影响下的结果,比如船坞太窄、港口水位相对太浅等,一旦航母利用自身动力驶离的话很容易发生事故,所以就要依靠拖船的帮助。

  但此时又有一个新问题:体积、排水量远远小于航母的拖船,哪来那么大的力气呢?这里就不得不引用一句俗话:别看拖船瘦,一身疙瘩肉!小小的躯体里面往往蕴含着巨大的能量,这就是拖船的本质。

  通常情况下,拖船按照任务区域的不同大致被划分为沿海拖船、远洋拖船、港内拖船、内河拖船以及救援拖船等。但无论是哪种拖船,都具有几个共同的特点:船体小、结构牢固、稳定性好、主机功率大、牵引力大。

  而负责航母出港的拖船在任务种类划分中属于辅助作业拖船,细分后又属于港口拖船或港作拖船,主要就是为大型船只的进出港、靠离码头以及掉头,在建船只变更泊位、进出船坞等动作提供协助,帮助对象包括航母。

  由于协助航母进出港更多的是注重安全和稳定,所以港作拖船的速度都不是很快,一般保持在最低每小时8海里、最高每小时15海里。

  其次就是拖船要拥有大推或拖力,尤其是协助航母这种数万吨排水量的大型船只,港作拖船的力量一般都能达到一万马力,部分远洋拖船甚至在两万马力以上,而这也是协助航母离港的根本保证。

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  一般来说,不管是航母还是其他的大型船舶在靠港和离港作业时都是采用拖船拖动,而不是依靠自身动力活动,主要原因就在于大型船舶自身的惯性太大,汽车是有刹车的,而航母等船舶没有刹车,它唯一的停止装置就是依靠螺旋桨的反转,依靠反作用力而使自己停下来,但是从正转到反转有一个滞后期延迟,而且巨轮的惯性作用大,即使开启反转,也没有办法很短时间内停下来。

  而我们通常在电视里见到的小拖船其实属于港口作业拖船,因为港口狭窄密集环境的特殊性,所以设计的比较小,主要是为了更加灵活的操纵,虽然身体小,但是它依旧有一颗澎湃的心,像美国人主流的航母拖船虽然排水量只有一两百吨,但是动力都在5000马力以上,而拖动航母时一般为四到五艘拖船一起上手,那么动力就可以达到2万马力以上,这虽然与航母自身装备的几十万马力发动机相比还要小不少,但是也已经足以让航母进行5节/小时的缓慢移动。

  那么有小伙伴还注意到了,不是拖航母吗?为什么还有拖船在航母后方使劲?其实拖船拖动航母主要有两种方式,一种是拖钩,还有一种是吸盘,如果使用拖钩连接航母的话,关键时刻可以反着开,起到刹车作用,如果使用吸盘连接航母的话,不仅可以刹车,如果前面的拖船力量不够,还可以再加把劲,推动航母前进,这下小伙伴们明白了吗?

  谢邀,这个问题简单啊!

  航母排水量几万吨甚至上10万吨。但这个排水量是指航母在水面上漂浮的状态挤压出来的水有多少而已,并不仅仅是说航母有多重罢了,并不是指拉动航母需要多大的力气。

  而根据牛顿第一定律来说,只要一个物体所承受的合力不等于0,那么这个物体就可以被推(拉)动。

  航母的“重”并不在运动方向上而是被水的浮力抵消了。

  那么拖船的问题就是为了解决航母在水面上横向运动时候水对航母的阻力问题了。

  我们都知道辽宁号的总体功率为20万马力,这20万马力全部是用来驱动航母主轴的。在最大马力功率输出下辽宁号可以以最快30节的速度航行。

  我们又从流体力学上知道,物体在流体中运动所受到的阻力和速度的二次方成正比。因此拖船仅仅使用小螺旋桨也能缓缓的推(拉)动航母在水面上以不高的速度运动了。

  中国的港口拖船多为3000多马力的,即便是这么小的功率,2-4个拖船也可以轻松的让航母以3-5节的速度移动。

  而且由于拖船很小操纵相对灵活,因此在港口中利用拖船移动航母可比航母本身更加安全。

  至于在后面的拖船,则是制动用的。当然了还有位于航母侧边的拖船呢,小角度转弯就靠它们了。

  大型船舶,包括军舰,在出入港口、靠离码头甚至在经过某些特别狭窄的水道时,都需要拖轮辅助或者保驾,比如在苏伊士运河,按照苏伊士运河管理方规定,任何大型船舶(超过一万还是三千总吨以上船舶,具体数字时间长了我忘了,可能搞错)进出苏伊士运河,起码需要一条拖轮辅助或者保驾——

  无论货轮还是军舰,所谓船大难掉头,数万吨甚至十多万、几十万吨的水上船舶,机动性极差,现在基本上三、五万吨及其以上的船舶,靠离码头都需要拖轮,即使有的大型船舶船首有侧推器,船尾是所谓可变螺距螺旋桨,即螺旋桨可以一定角度的转向,但是侧推器都是电动马达带动的,功率不可能很大,和拖轮马力无法相提并论,可变螺距螺旋桨,据我了解,大都是主机功率都不是很大的,比如上万、数万马力的主机,可变螺距恐怕是不行的,起码中远海的船,我还没听说哪一条五万多载重吨的船甚至更大的船安装可变螺距螺旋桨的。

  几万吨的航母,是指自重,几万吨的货轮则应该指载重吨,载重吨比自重要大的多,不过五万多吨载重吨的货轮,自重(总吨)一般也要有二、三万吨重。我想说的是,几万吨的船这个重量,主要是对水的,横向拉力并不需要托出几万吨,比如我做过的五万七千吨的散货轮,在靠离码头时,一般会要两条拖轮,一条在船首,一条在船尾,一般船首的那条拖轮马力可以达到3000,而船尾那条拖轮的马力一般都是6000,如此两条拖轮在和系上大船的缆绳后,可以横向直接将大船拉离码头,如果船舶主机出故障了,两条拖轮也足够拖着大船行驶速度达到8节。当然,真的要拖主机出故障的大船时,一般会是三条拖轮,船头、船尾外,中间船舷在绑拖一条,防止意外。

  为什么6000马力或者3000马力的拖轮就可以拖动一条几万吨的大船?航母的主机力量可能是很大的,那是为了保证航母可以高速航行,但实质上,低速航行的大船,主机功率并不主要那么大,中远海一条五万七千载重吨的散货船,自身主机的功率只不过八千多(以前单位是马力,现在不是马力了,我记得好像改成千瓦了),在海上,就凭这点主机功率,船还照样保持巡航速度11节甚至12、3节,只不过这样的主机功率,一旦在海上遭遇大风浪,船舶的速度立马就慢了下来,我碰到过好几回船遇上大风浪时,船不进反退,哈,主机功率太小,没有风力大,船就只好被风推着倒退了,这个时候又不敢转向(吃到横向风,船有倾覆的危险),所以只好就这么顶着、顶着……倒退就倒退咯,反正汪洋大海里,广阔无边。

  航母这样的“大家伙”可不是小汽车,出行停靠啥的来个“侧方位”就出去了,而拖船的主要任务就是帮助这些“大胖子”们挪动它臃肿的身躯,因为航母个头实在太大,所以灵活性也就很低。道理是很明白的,航母的一个转弯半径几海里都出去了,所以一些移位和类似停靠的工作必须交给它的“保姆”拖船来完成。

  拖船的“体型”就小许多了,虽然个头小,但是发动机功率大,而且船身坚固。不仅是航母,上百万吨的巨型货轮也要靠拖船照顾。实际上航母进港后并不是完全是拖船在帮助其移动,前进的方向还是靠航母本身的动力,但是可想而知这么大一个家伙的自重必然会有超级大的惯性,因此即便航母关闭发动机但它庞大的身躯仍然会向前行驶,这时在航母屁股后的拖船就要发挥“刹车”的功能了,要不然就得撞码头上。

  所以拖船的功能实际上就是驳船所用,不过拖船的作用和种类也比较多,包括运输拖船和推船、救助拖船、海洋开发拖船、辅助类拖船等等,它们的工作场地也有海洋、内河、港内拖船。我们印象特别深刻的2022年4月26日,那一天我们的国产001A航母正式下水,然后由拖船脱出船坞并转运至码头系泊,在大部分人眼中看来这小小的拖船是小,但能耐的确很大。

  实际上任何东西到了水里都会受到巨大的浮力,比如100斤重的一个物品在陆上无力搬动,但是在水中可以轻松搬起来并移动,尤其是像舰艇这种漂浮在水面上的船舶,只要给它稍加一些外力它就会在水中“任人摆布”。而拖船的发动机基本都是几千甚至上万马力,所以几条拖船移动起巨大的航母也就比较轻松啦。

  我们还可以观察到大多数拖船为了在拖曳作业中不和船舶发生碰撞大都进行了改装,他们在拖船周围都加装了轮胎或橡胶物等减震物品。而对于各种拖拽作业他们也是非常小心的,必须要有默契的配合与熟练程度,并不是我们看的那么简单。尤其是国家级宝物航母,相信没有任何一个国家的拖船想伤到这样一个大宝贝。

  每次我们看到航母在大海中驰骋,再到每次都平安归来,首先看到的都是他的小弟拖船们,正是有这些可爱的小家伙忙忙碌碌才会让老大们顺利回家,所以我们在看到航母驰骋大洋的时候不要忘了它身后的小拖船们。

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  先回答第一个问题,为什么小小的拖船可以拖动几万吨重的航母?因为拖船在拉动航母的时候,拉力需要克服的是航母在水中受到的水的阻力(水平方向),而不是直接承受航母的重力(竖直方向),当航母漂浮在水面的时候,其重力已经被水的浮力抵消掉了,此时其所受的重力和浮力是一对大小相等,方向相反的平衡力,且方向为竖直方向,所以,拖船在拉航母的时候,只需要克服航母在水平方向上受到的水阻力就可以了,而这个阻力远远小于航母自身的重量,因此,即使是小小的拖船也能拉动几万吨甚至十万吨级的航母。

  而且,虽然相对于航母来说,拖船的体量很小,但是其力气却并不小,寻常拖船的功率一般在700~3400马力左右,而一些专门在深水区活动的拖船,则是有着最大超过了27000马力的功率,要知道“尼米兹级”航母上面的核反应堆功率也不过260000马力左右,所以,使用拖船让航母保持几节左右的低速运动是完全可行的。然后再来看题目的第二问,为什么有些拖船会在航母后面?其实用一句话概括就是:用来控制航母方向的。也就是,前面拉的拖船控制航母船头的方向,后面推的拖船则是控制航母船尾的方向,以保证航母能够正常的行进,以免发生碰撞。额,也就是跟下图那玩意的原理差不多,前轮控制车头方向,后轮控制车尾方向:

  最后再来说一下为什么航母需要用拖船,其实不仅仅是航母,其他的一些大型船舶在入港的时候都是需要拖船来帮助的,至于原因,也很简单,就是因为这些大型船舶的质量太大了,所以惯性也非常大,也就更容易保持自身原来的那个运动状态,简单来说就是:这些大型船舶一旦动起来就没那么容易停下来了,制动效果对它们不明显。所以,航母或者其他的大型船舶如果直接使用自己的动力入港的话,是很难控制行进速度的,容易在港内发生碰撞事故从而毁坏港口。因此,像航母这样的大型军舰在入港的时候就被必须依靠拖船的辅助。不过,对于一些大型的民用船舶,它们在入港的时候就不需要拖船,可以自己入港,为什么?因为它们拥有船首侧推器和吊舱式推进器,也就是下面这两个东西:

  有这两种推进设备的大型船只在入港的时候是可以不需要拖船辅助的,它们直接就可以自己入港,至于这两种设备的作用,就是用来控制船的方向和速度的,船首侧推器其实就是一个安装在船头部位的螺旋桨,通过改变转动的方向来控制船头的偏转,而那个吊舱式推进器则是一个可以360度转动的螺旋桨,既可以用来帮助船舶前进,也可以通过改变方向来给船舶制动,或者是控制船尾的方向(原理同样可以参照图2那部四驱车),而目前的航母,或者其他的大型军用船只,都是没有这两种推进设备的,所以,在入港的时候只能依赖拖船!

  拖船的作用就是用来拖带船只,而不是直接载货,自然不需要很大船身。拖船都有动辄上万马力的发动机,所以才能拖拽(顶推)数万吨的航空母舰。拖船在航母后面顶推更利于港内狭窄航道上的操控,通常航母两侧也有拖船靠帮伴行,几艘拖船合作控制航母的方向。

  航母、货轮、油轮、集装箱船等大型船舶体型庞大,排水量从几万吨到几十万吨不等。它们在海洋中穿梭往来动力强劲,由此形成的惯性也很大。

  当巨无霸们到达港口和狭窄水道时,体型庞大顿成劣势,只剩下战战兢兢和步履维艰。

  港口和狭窄水道水深浅、水上水下障碍物多,很多轮船进出繁忙。大船低速航行时,水流过舵面的速度降低,导致舵效减弱,转向不灵活。进出港口和靠离泊位都很困难,必须在引水员领航和拖船协助下才行。要是不小心撞坏码头和其他船舶,那赔偿可不是一星半点。

  拖船又叫拖轮,身材虽小,却有一身绝活,几艘拖船齐心协力或拉或推,就能将大船精准推进泊位,或帮助其调整到正确航向。

  当然,拖船只是协助,大型船舶自身动力也必不可少。除非主机故障不能使用,否则都要保持备车状态,随时准备动车、倒车或调整航向。

  有些大船技术先进,船艏有侧推器辅助转向,就可以减少对拖船的依赖。

  侧推器是一种贯通船体的槽式推进器,内有螺旋桨,可向船体一侧喷流产生横向推动力,辅助船舶转向,可安装在船艏和船尾,以船艏居多。

  ▲船艏侧推器

  有些豪华游轮上有多台由电脑控制的侧推器或吊舱推进系统,能精确调整船舶方向,且反应迅速,可以自己靠离泊。但一般也要准备一艘拖轮在边上待命,以备不时之需。

  拖轮之所以在港口航运中举足轻重,在于它有一身强悍本领。

  拖船身材虽小,装备的柴油机功率却很大。一般普通客轮、货轮的功率和注册总吨位比值在0.35-1.2之间,而大型拖船比值在2.2-4.5之间,小型拖船更大。

  拖船按用途可分成:运输拖船、辅助拖船、救助拖船和海洋开发拖船。按使用地区不同,可分成:内河拖船、港作拖船、沿海拖船及远洋拖船等。

  ▲顶着竹筏行驶的内河拖船

  港作拖船属辅助拖船,它不用装载货物,所以不需要额外货舱和装备。小小船身里装着两台大功率柴油机,所有动力都用到拖拽上。

  普通港作拖船排水量几百吨,功率在3000-5000马力之间,远洋拖船最大功率可达27000马力。要知道一艘20万吨超级油轮的主机功率也不过3、4万马力,却能推动庞大身躯以十几节速度航行。拖船的功率和推(拖)力足够使用。

  ▲港作拖船

  航母和大型船舶虽然排水量巨大,但十几万吨重量都被浮力扛下了。它们航行时主要阻力,是水的摩擦阻力、剩余阻力(兴波阻力和漩涡阻力)、空气阻力等。

  大型船舶入港时空气阻力已经很小,低速航行剩余阻力也不大,主要阻力是水的摩擦力。选择合适推(拖)力的拖船完全可以克服,一艘不够还可以多租几艘,只不过拖船费很贵。

  同时大型船舶也不是完全被动,也会按港口规章制度保持在港内船速状态, 主机以港内功率和转速运行。有时候拖轮还要在后方拖拽,帮助大型船舶缓慢航行。

  1、各种拖船都对航行稳性和操纵性要求很高。港作拖船长30多米,宽10几米,短粗的身材具备很强的抗横倾力矩能力。系缆绞车能自动调节张力,减小风浪对拖缆的影响。

  2、拖船螺旋桨与普通船舶的螺旋桨差异较大。普通船舶螺旋桨一般与船底最低位齐平,而拖船螺旋桨直径比船舶吃水更大,有更强的推力。

  ▲大型螺旋桨

  为了保证灵活性,很多拖船装备360°全回转导管螺旋桨,也称Z 形推进器。这种螺旋桨能向任意方向旋转,使拖船能原地转向,推力和操纵性也很好。

  ▲Z型推进器

  有的拖船还装备另一种奇特的摆线推进器。它的桨叶竖直装在船底,旋转方向与船体垂直,依靠桨叶摆动实现推力无极调整,既是驱动装置也是操纵装置。两部摆线推进器,就能让拖船向任意方向前进、后退和侧移,灵活性非常强。

  ▲摆线推进器

  它赋予了拖船高度机动性,可在不改变转速的情况下精确控制推力大小,迅速改变推力方向,在拖船和消防船中应用越来越普遍。

  ▲桨叶摆动产生推力

  除了港做拖船,内河拖船、远洋拖船也大有作为。内河拖船在开阔水道和风浪较缓的沿海拖带驳船队运输,经济指标突出;远洋拖船作用更大,能担负海上救援、拖带、应急抢修、消防灭火、防污染等任务。

  远洋拖船还是一支海军舰队不可缺少的辅助舰只,远洋演习和作战时,随队出行的远洋拖船能及时将受损军舰拖回或就地维修,对保持战斗力大有帮助。和风漫谈原创,禁止抄袭。

  还有拖带海洋钻井平台、工程船舶的海洋开发拖船,也是生产建设中的重要工具。

  综上,港作拖船虽然体型小巧,但有大功率发动机、360°全回转导管螺旋桨、各种拖拽设备和坚固船身,足以胜任大型船舶进出港和靠离泊任务。

  和风漫谈原创文字,欢迎关注。图片来自网络,个人观点,仅供参考。

  

为什么小小的拖船能拉动几万吨的航母?而且有些拖船还在航母后面?

  

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