【科普园地】减摇鳍鳍翼升力系数大小和哪些因数有关

减摇鳍主要通过安装于船舶两舷舭部的一对具有机翼型剖面的鳍翼产生大小相等方向相反的升力，从而对船舶重心形成稳定船舶的稳定力矩。稳定力矩大，减摇鳍稳定能力强。稳定力矩的大小和稳定力臂及鳍翼升力息息相关，稳定力臂取决于减摇鳍在船上的布置位置。升力与鳍面积、鳍攻角和速度V的平方成正比及鳍翼升力系数有关：

式中：ρ ——  一般海水密度，1025kg/m3； V  ——  船舶航速；A  —— 鳍翼面积大小。

鳍翼升力系数是表征选取的鳍翼几何形状和减摇鳍转鳍攻角大小的重要参数。相同航速和和鳍面积情况下，升力系数越大，升力越大，减摇鳍减摇效果越好。

影响因素有：

·鳍翼几何形状，如机翼剖面厚度，后掠角等。

·鳍翼展弦比大小，展弦比越大，升力系数越高，但由于鳍翼布置受限原因，减摇鳍鳍翼一般为短机翼，非收放式鳍翼展弦比一般小于1，收放式鳍翼展弦比一般不大于2.5。

·鳍翼拱度，和鱼尾鳍相比，襟翼鳍转鳍时增加了鳍翼拱度提升了升力系数，同样的鳍面积会获得更好的减摇效果，或者在保证同样的减摇效果前提下，可以选择采用更小面积的鳍，从而鳍箱也可以减小，设备重量减轻。

下图为不同拱度鳍翼升力系数的比较

1 无襟翼；2带前缘缝翼；3带开裂式襟翼；4带多缝后退襟翼；5带前后缘后退襟翼。

·船舶高航速时可能产生空泡从而引起升力系数的变化

·船舶波浪中航行因航向 升沉等运动而引起的偏流等亦会使升力系数和计算值有一定偏差

在减摇鳍的设计中，工程师根据减摇效果计算从已有的鳍翼型库选择合适鳍翼获得合适的升力系数和攻角，作为控制系统设计的输入参数。若需获得升阻比更高的新鳍型，或者其他需求等，通常需要通过CFD仿真、水筒、风洞或循环水槽试验等多种手段以获取准确的曲线和失速角等。

总而言之,减摇鳍升力系数是评估和优化减摇鳍性能的核心参数，其数值决定了减摇鳍在不同工况下船舶横摇的减摇能力。