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游轮旅游在欧美发达国家十分流行，现在在我国的天津和上海也有了游轮港，并且一些著名的游轮公司也把上海天津作为母港了。游轮不同于普通客轮，它以提供游客享乐为目的，体验包括航线以及游轮本身设施两个部分。游轮相当于海上酒店，为了提供更好的服务，游轮上的船员要远比普通客轮多，而且在一些豪华游轮上船员的数量甚至会多于客人的数量。既然要在豪华游轮上体验高级酒店般的生活，晕船是不能让游客感受到的，这样才能在海上吃得香，睡得美，玩得潇洒！那么为何在游轮上体验不到普通客轮那种晕船感呢？
什么是晕船？
晕船是一种最常见的航海疾病。乘坐交通工具发生显著颠簸或剧烈升降、旋转时，人体位置的频繁变化，当这些变化超过某些人平衡器官的适应能力或超过内耳前庭系统的耐受阈限时，前庭神经功能暂时紊乱，再加上旅途中视觉、嗅觉受到不良刺激以及内脏的颠动等因素，有些人便可能发生晕车、晕船或晕机，医学上统称为晕动病，是一种平衡失调的疾病。
如在海上航行时，游轮颠簸致异常运动常产生各种加速度刺激，当刺激过强或刺激时间过长，超过前庭系统的耐受阈限时(每个人的耐受阈限不同)，即会发生运动症。运动病的症状，开始时出现头晕眼花、头胀、头痛、恶心、呕吐，继而面色苍白、心慌、胸闷、出冷汗、手脚发凉、四肢无力。严重时可昏倒，脉搏减慢，血压下降。如果呕吐频繁，可能出现轻度脱水、眼窝下陷、浑身无力。头晕，疲惫和恶心是晕动病的典型症状。表现为疲倦和劳累的昏睡综合症也被认为和晕动病有关。如果由于船体晃动导致的恶心感觉没有被缓解，患者就会频繁地呕吐，不过和一般的病症不同，晕动病导致的恶心并不会在呕吐后得到缓解。
人为什么会晕船？
我们的耳朵能帮助我们保持平衡。在人类内耳的构造中，像蜗牛触角一样的三个半圆形管道，叫半规管。在半规管里亦有内淋巴，而半规管的两个骨脚里边也有毛细胞。所以内淋巴流动的时候亦会带动毛细胞弯曲倾倒，产生一种运动的感觉。半规管主要是感受正负脚加速度的刺激，就是受旋转运动的变化。由于三个半规管所在平面互相垂直，所以可以感受四面八方旋转运动的刺激。当头部运动时，液体流动，感受器向脑发送关于头部位置改变的信号。于是大脑发出指令，确保身体平衡。
耳朵结构
人体维持平衡主要依靠内耳的前庭部、视觉、肌肉和关节等三个系统的相互协调来完成。其中内耳的前庭系统最重要，它的功能结构上其实就象眼睛一样，是一种特殊分化的感受器，主要感知头位及其变化。如果人做前后左右直来直去的运动是靠什么感觉到的呢？是靠内耳的前庭部里的球囊和椭圆囊。球囊和椭圆囊亦有内淋巴和毛细胞，另外还有耳石膜。当人做直线加速运动时，耳石膜里的位觉砂会向相反的方向运动，道理和瓶子里的石子一样，当向右晃动瓶子的时候，石子会滚动到瓶子左边，向左晃动瓶子的时候，石子会滚动到瓶子右边，从而刺激毛细胞产生平衡感觉。
人体感应器官都存在一个感受范围，例如人耳能听到的音频范围是20HZ~20KHZ，低于20HZ或者超过20KHZ人耳就很难感觉到，而且长时间生活在超频的环境下，人体极易产生烦躁情绪。同样，内耳前庭系统为主的平衡系统也有能承受刺激的最大限度，即阈值。不同人或者一个人的不同时期，根据身体状况阈值都不同，超过人体所能承受的阈值就会造成平衡系统紊乱，也就产生了晕船。
为什么乘坐豪华游轮不容易晕船？
船舶摇晃是晕船发生最主要的因素，在预防晕动病方面也是对游轮最大的考验。目前，游轮船体设计除了在速度上投入之外，最重要的是在抵抗复杂的海况，制造摇晃最小、舒适度最高的船舶。在船舶动平衡的状态下，增加船宽，增加干舷高度，降低重心高度，减小风压侧力臂，增大进水角，减小横摇角。
船体稳性示意图
船体本身是处于一种动平衡的状态，设计考虑的稳性及时船舶在外力作用下离开平衡位置而倾斜，船舶在外力作用下离开平衡位置而倾斜，当外力消除后船舶能自行地恢复到原来平衡位置的能力称为船舶稳性。其基本原理如上图所示，当船舶受到一个横倾力矩Mh作用后，正浮向一侧倾斜一个角度θ(θ≤100～150)，水线面由WL移至W1L1，倾斜后：
1. 力W大小不变，因为在倾斜过程中没有重物的增减；
2. 重心G位置不变，因为在倾斜过程中没有重物移动；
3. 浮力D大小不变，因为重量不变，所以排水量也不变；
4. 只有浮心B的位置因排水体积形状变化而改变，由原来的B向倾斜一侧移至B斜一侧移至B1。
由于水的浮力作用，会产生一个和横倾力矩Mh相反的扶正力矩Ma，使船舶回到平衡位置。
稳性按照按倾斜状态不同划分为横稳性和纵稳性；按倾斜角度大小不同划分为初稳性和大倾角稳性；按倾斜时有无角加速度划分静稳性和动稳性；按照船舱是否破损划分完整稳性和破舱稳性。货船的稳性随着货物装卸重心和浮心位置发生较大变化，稳性也随之变化。游轮一般其重心、浮心发生变化较小，认为其稳性基本稳定。
船身摇晃是晕船发生最主要的因素，在预防晕动病方面也是对游轮最大的考验。目前，游轮船身设计除了在速度上投入之外，最重要的是在抵抗复杂的海况，制造摇晃最小、舒适度最高的游轮。在船身动平衡的状态下，增加船宽 ，增加干舷高度，降低重心高度，减小风压侧力臂，增大进水角，减小横摇角等都能起到改善船身耐波性的作用。
耐波性是指船舶在波浪上克服摇摆等运动的性能。为改善船舶的耐波性，以达到减小摇晃幅度和改变摇晃周期是达到船舶舒适度的关键目的，通常在船上装设减摇设备：
1. 双体船设计
大家看到的很多高速游轮很多才有双体船设计，通俗来讲即是将两个船体连接起来，一般装有双桨双舵，操控性能良好。双体船设计大大提高了船舶浮心，降低了重心，前文述浮心和重心间的距离决定船舶的稳性，因此该类船舶稳定性大大提高，摇摆性比单体船少，进而增加了整体船员的乘坐舒适度及减少了晕船的机率。同时还不需要安装“平稳器”类的设备，也减少了购置成本。
双体船设计（新西兰海事及技术有限公司10.6m双体船设计） 2. 装设舭龙骨
舭龙骨是应用最广泛，最简单的减摇装置，它沿着船长方向安装在船的舭部，在横摇时扰动船体周围的流场，使船产生附加阻尼，借以增加横摇阻尼从而达到减摇目的的被动式减摇装置，在任何海况情况下都有效，尤其是当船舶的周期性摇摆与波浪的周期性作用发生共振摇摆时效果最显著。唯一的缺点是装上舭龙骨会使船舶阻力略有增加。由于它结构简单，建造成本低和对航速影响小等优点，几乎在所有海船上都毫无例外地装有舭龙骨，它已成为海船船体的一部分。所以，在一般情况下，所谓减摇装置是指舭龙骨以外的减摇措施和设备。
海洋绿洲号 3. 装设减摇鳍
减摇鳍装置是目前世界各国装船最多的一种减摇装置，船舶在摇摆过程中，通过控制机构自动调整减摇鳍机翼相对于水流的角度，使左右两个减摇鳍产生最大的与摇摆方向相反的力矩，达到减摇的效果。这种减摇装置效果较好，对航速较高的客船尤为显著。它是一种主动式减摇装置，减摇效果高，使用广泛，减摇鳍最早出现在1889年，被JohnI.Thomeyeroft申请了专利。1923年，日本的元良信太郎设计了第一套减摇鳍，经装船试验得到了良好的减摇效果。1935年，英国的布朗兄弟公司设计的减摇鳍成功应用于一艘2200吨的海峡渡轮，从此，减摇鳍得到了广泛的应用。减摇鳍的工作原理是：
船舶的剧烈摇摆是由六种运动状态的矢量合成：横摇、纵摇、升沉、首摇、横漂和纵漂。其中对船舶稳定航行影响最大的是横摇，减摇鳍的作用就是减小船舶在大风浪中航行时产生的摇摆，达到有效地控制船舶的航行姿态。减摇鳍是目前唯一得到广泛应用的主动式减摇装置。它的工作部分是伸出舷外的一对或数对翼形鳍片，按照其鳍片的可收缩性，又可以分为可缩式和固定式两种。工作时绕自己的轴转动。从流体力学理论可知，在鳍与水流作相对运动时，会产生垂直翼表面的力，这就是减摇鳍的基本原理。减摇鳍之所以能够发挥减摇作用，正是由于它可以通过一对或数对受控转动的鳍片在水流中获得的稳定力矩，以抵抗波浪的冲击力距来减小船舶的横摇，从而改善船舶的适航性。 作者:杜满义 随着近几年来控制技术的飞速发展，减摇鳍演变成目前最常用且成功的减摇装置，但是减摇鳍的减摇效果与航速的平方成正比，只有在船舶的航速较高时，减摇鳍才可以有效地减小横摇，当船舶工作在零航速或低航速时，减摇鳍就不能有效地减摇。
中国国家海洋局的“海监51”号 4. 装设减摇水舱
相比减摇鳍需要高速度才能发挥作用，减摇水舱不受船速影响，其工作原理是在船体内部设有一个左右连通的水舱，当船舶发生横摇时，该水舱里的水也随之从一舷移到另一舷来回振荡运动；通过连通管道截面尺寸的设计和配以调节装置控制两侧的水位差，使左右水舱中水的重量差产生与摇摆方向相反的力矩，达到减摇的目的。
减摇水舱按照其工作方式上可分为被动式、可控被动式和主动式3种。被动式减摇水舱按照双共振的原理进行工作，在谐摇区域具有良好的减摇效果，它具有结构简单、造价低廉、便于维护保养等特点，得到了广泛的应用。可控被动式减摇水舱是随着控制技术的飞速发展而兴起的减摇装置，是对被动式减摇水舱的一个重要改进，它综合考虑了昂贵的减摇鳍装置和被动式减摇水舱之间的关系，控制系统所需功率较小，具有自动化、占空间小、操作简单及高可靠等特点，另外可控被动式减摇水舱可用来抗横倾和检测稳性，是目前减摇水舱的发展方向，具有广泛的应用前景和研究价值。被动式减摇水舱是依靠水舱本身的横摇固有周期而工作，当实际海浪周期与水舱固有周期相差较大时，水舱往往达不到预期的减摇效果，在某些海情下还可能发生增摇，缺点是占据了船体中相当大的体积，并且它的自由液面总是要降低船舶定倾中心高度，使得横摇初稳性减小。主动式减摇水舱具有响应快，速度快的优点，但是它的造价较高，系统复杂，消耗功率大，因此己经很少被使用。
自动平衡调控系统（注） 5. 舵阻摇技术运用
舵阻摇是一项新的减摇技术。船的横摇实际上是由风、浪等外部作用力对船体施加变化的力和力矩产生的，但是操舵时，也会使船身产生横摇，即操舵不仅能产生首摇力矩，而且同时产生横摇力矩。因此，大部分豪华游轮都装有船首侧推器，或者如果能够正确地控制舵所产生的横摇力矩与波浪扰动力矩之间的关系，那么，舵也就可以作为一种减摇装置来减少船舶的横摇。
舵阻摇装置与减摇鳍、减摇水舱相比具有许多优点，在许多国家受到了不同程度的重视。它可以利用船上现存的舵和操舵系统，不仅可以在大中型的军用船、特种船舶和民用船上应用，也适用于小船。舵阻摇对操纵系统的动态特性和船的流体动力特性的要求一般也是容易得到满足的，因此它拥有极其广阔的应用前景。
6. 心理因素控制
除了以上船舶减摇装置的设计，为了保证游客的舒适性，在客房里绝对不可有噪音，不可有振动，不可有大幅度的摇动。为此，一些游轮采用了电力推进，以避免主机的激振和噪音；通过对游轮舱内空间尺度的合理规划，使人能够更加舒适地座、卧，可降低晕船的程度；精心设计空调系统，确保室内无空调噪音，确保新鲜空气输入船内各个角落；通过舱内色调的协调设计从心理上舒缓乘客情绪等措施都可以在一定程度上缓解引发人体晕船的因素。
游轮作为日后海上旅客旅游休闲的主要交通工具，人们对豪华游轮舒适性的需求也越来越强烈，因此对应游轮设计来说，也逐步考虑到如何通过现代化技术从游轮自身减少晕船因素。 |
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