什么是阻尼器 阻尼器的原理和作用
在同一片浩瀚海域中,两艘船只若隐若现,虽相隔不过五米之距,却展现出截然不同的稳定状态。右舷之船平静如常,而左舷之船却大幅左右晃动不止。
这背后的秘密,竟在于左船底部的神秘装置——名为Seakeeper的陀螺减摇器。此装置因其卓越的稳固性能,被尊称为“海上阻尼器”。
Seakeeper巧妙地运用了陀螺原理,不受船速限制,有效减少并消除船只在海面上的95%的晃动。这一技术的运用,让船只在波涛汹涌的海域中也能保持稳定。
从外观上看,Seakeeper如同一个球体,其内部装有一个高速旋转的、具有大惯量的转子。当船只产生晃动时,转子便以高达9750rpm的速度进行旋转,通过产生的扭矩来对抗船只的晃动。
具体而言,当船只左右摇晃时,Seakeeper会智能地产生陀螺扭矩,作用于左舷和右舷,从而帮助船只恢复平衡。
无论船只是在航行还是停泊状态,安装了阻尼器的船只与未安装的船只相比,稳定性都大为不同。
令人欣喜的是,这一先进设备的价格仅占船只总价的极小部分——不到5%。自2008年问世以来,其销量已突破3000台。毕竟,谁都不希望在航行中体验到晕船的痛苦。
时间来到2021年7月25日,台风“烟花”席卷上海。位于陆家嘴的上海中心大厦在风力作用下产生了晃动。大厦顶部的“镇楼宝器”——风阻尼器开始有节奏地摆动,有效减轻了台风造成的建筑晃动。
这风阻尼器主要由钢索悬吊的百吨级配重物体构成,通常悬挂在建筑300米以上的高空。当强风导致建筑晃动时,阻尼器会利用传感器探测风力和建筑摇晃程度,并通过计算机控制弹簧和液压装置,使配重物体向反方向运动,从而稳定建筑。
阻尼器的配重物体由8根钢索和超过200根金属缆线稳固悬挂。特别地,上海中心大厦所装备的“慧眼”风阻尼器还运用了先进的电池技术,使阻尼器更牢固地附着,大幅降低了脱落的风险。
在物理学中,任何物体的重心在体积和形状不变的情况下都是固定的。而船只在海面上受到浮力的作用时,其浮心会因海水的流动而产生微调。这种微调与船体重心的相互作用,便产生了所谓的“扶正力矩”。这一力矩的作用下,即使船只发生摇晃,也不会轻易侧翻。