Bí ẩn về những cánh sắt giống như cánh máy bay được lắp đặt ở hai bên của con tàu lớn!

Say sóng là mối quan hệ không thể dung hòa giữa con người và biển cả. Ngoài thuốc chống say sóng, nhân loại đã nghĩ ra nhiều cách để ứng dụng trên các con tàu để giảm tình trạng này. Vì vậy, vây ổn định trên các con tàu lớn đã được ra đời.

Trên thực tế, thiết kế của bộ phận này được lấy cảm hứng từ vây cá mập nên vây ổn định còn được gọi là vây cá mập nhân tạo, vánh chắn sóng hoặc vánh lườn giúp tàu giữ thăng bằng khi có gió và sóng mạnh.

Nó được lắp đặt trên các đáy tàu ở cả hai phía của tâm tàu và có mặt cắt ngang hình cánh máy bay. Khi dòng nước đi qua vây ổn định, cơ cấu điều khiển sẽ làm quay vây ổn định khiến dòng nước tác dụng lực lên phần trên, từ đó hình thành mô-men chống lật, nhờ đó làm giảm độ lăn ngang của thân tàu. Và tốc độ càng cao thì hiệu quả càng tốt nên thường được sử dụng trên các tàu cỡ lớn có tốc độ cao.

Vành chắn sóng hoạt động như rào cản, giúp giảm thiểu lực tác động của sóng vào thân tàu. Khi sóng vỗ vào tàu, một phần năng lượng của sóng sẽ bị hấp thụ bởi vành chắn sóng, thay vì truyền trực tiếp vào thân tàu. Nhờ vậy, tàu sẽ ít bị rung lắc hơn, mang lại cảm giác di chuyển êm ái hơn cho hành khách và thủy thủ đoàn. Vành chắn sóng đặc biệt hiệu quả trong việc giảm thiểu tác động của sóng lăn, loại sóng có thể gây ra sự lắc lư ngang đáng kể cho tàu.

Bộ vây ổn định bao gồm một cánh thủy lực được điều khiển dưới nước, tương tự như vây giảm lắc đáy tàu. Sự khác biệt chính giữa hai loại này là góc tấn có thể được thay đổi bằng cách sử dụng bộ ổn định.

Vành chắn sóng góp phần tăng cường độ ổn định cho tàu, đặc biệt là trong điều kiện biển động. Bằng cách giảm thiểu tác động của sóng, vành chắn sóng giúp tàu ít bị nghiêng ngả hơn, do đó, giảm nguy cơ lật úp. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những con tàu lớn, có trọng tâm cao và dễ bị ảnh hưởng bởi sóng gió.

Nhìn kỹ vào mặt bên của bộ vây ổn định, bạn có thể thấy rằng khi nó thay đổi góc, dòng nước cũng thay đổi tương ứng. Ví dụ, khi vây ổn định quay lên trên, dòng nước sẽ tạo ra một lực rất lớn hướng lên trên.

Vành chắn sóng bảo vệ thân tàu khỏi sự mài mòn và hư hỏng do va đập với sóng. Khi sóng vỗ vào tàu, vành chắn sóng sẽ chịu lực tác động trực tiếp, giúp bảo vệ lớp vỏ thép mỏng manh của thân tàu. Vành chắn sóng cũng có thể giúp ngăn ngừa sự bám dính của các sinh vật biển như tảo và hà, góp phần giảm thiểu lực cản của nước và tiết kiệm nhiên liệu cho tàu.

Khi xoay nó xuống, dòng nước ngay lập tức thay đổi hướng của lực. Đồng thời, với khả năng điều khiển con quay hồi chuyển chính xác, lực có thể được giảm thiểu bằng cách xoay bộ ổn định.

Trong một số trường hợp, vành chắn sóng có thể được sử dụng để hỗ trợ các hoạt động khác trên tàu, chẳng hạn như cung cấp điểm tựa cho cần cẩu hoặc làm lối đi cho thủy thủ đoàn di chuyển dọc theo thân tàu. Vành chắn sóng cũng có thể được trang bị các thiết bị khác như đèn chiếu sáng hoặc loa phóng thanh.

Tuy nhiên, vì những ưu điểm của nó quá nổi bật nên những nhược điểm tương đối của nó cũng rất rõ ràng. Trên thực tế, bộ ổn định vây chỉ hoạt động khi tàu thực sự di chuyển, thường ở tốc độ khoảng 6 hải lý/giờ, vì chúng cần nước để di chuyển xung quanh.

Vành chắn sóng thường được làm bằng thép hoặc nhôm và được lắp đặt dọc theo hai bên thân tàu, từ mạn tàu đến gần mực nước. Chiều cao và độ dày của vành chắn sóng có thể thay đổi tùy thuộc vào kích thước và loại tàu, cũng như điều kiện hoạt động của tàu. Vành chắn sóng có thể được thiết kế phẳng hoặc có dạng vát, tùy thuộc vào mục đích sử dụng.

Ngoài bộ vây ổn định vây, còn có một thiết kế công nghệ đặc biệt được dùng để ổn định tàu, đó là bộ ổn định con quay hồi chuyển Seakeeper.

Hãy quan sát hai con tàu ở ảnh trên, con tàu phía bên trái được trang bị bộ ổn định con quay hồi chuyển, có thể thấy biên độ rung lắc nhỏ hơn nhiều so với con tàu ở phía bên phải. Theo thực tế, nó có thể giảm và loại bỏ 95% rung lắc mặt biển mà không bị ảnh hưởng bởi tốc độ của tàu.

Bộ ổn định con quay hồi chuyển Seakeeper trông giống như một quả cầu, được lắp ở giữa đuôi tàu. Bên trong quả cầu là một cánh quạt quay với tốc độ cao với quán tính lớn. Khi thuyền lắc lư, mô-men xoắn bên trong quay với tốc độ lên tới 9750 vòng/phút để chống lại sự lắc lư của thuyền. Vì vậy, nó còn được gọi là "van điều tiết biển".

Tương tự như vậy, việc áp dụng loại van điều tiết này cho các tòa nhà cũng có thể đóng vai trò làm giảm năng lượng chuyển động. Ví dụ, có một quả bóng sắt lớn được đặt trong Tòa nhà Đài Bắc 101 (Taipei 101) của Trung Quốc. Nó được lắp đặt từ tầng 88 đến tầng 92 của tòa nhà, với tổng trọng lượng 680 tấn và đường kính 5,5 mét. Nó có thể làm giảm độ rung của tòa nhà khi có gió mạnh trên cấp 6.