前言：今日在網上無意刷到一篇關於航母為什麼不容易翻的原創文章。這是一個粉絲幾百萬的作者寫的，本以為可能有點料，結果一看文章，完全是門外漢說門外話，淨瞎說！我發現這種通過東拼西湊，完全不知所云的所謂原創文章，在網上大行其道。其實人家“洗稿”掙錢我並無所謂，但是看到他們這樣去誤導讀者，真的有點不忍心，所以我今天花了一下午的時間，寫了這篇文章，就是想把正確的知識傳播給大家。
——小船人的夢想
當我們在正面拍航母的時候，航母看上去給人一種非常高大威猛的感覺，但是細心的網友會發現威猛的航母看起來更像是是個倒三角形。
航母
這就為我們帶來了一個疑惑了：倒三角形在我們的認知中是非常不穩定的，那航母是如何保證穩定而不容易側翻的呢？
倒三角
相信有不少人會說到，這個還不簡單？重心低唄，像不倒翁的原理。
不倒翁的原理
其實大家說的也有一定的道理，比如下圖這艏“海上不倒翁”的船舶就是應用了和不倒翁類似的原理。這條船無論翻轉多少度都能自動回正，這樣看確實是個完美的解釋，但是我要說：真正船舶不容易側翻並不是應用了不倒翁的原理。
海上不倒翁
首先我們要面對一個問題就是船舶是如何浮在水面上的，這就需要我們引入概念“排水量”。根據阿基米德原理：浸入靜止流體中的物體受到一個浮力，其大小等於該物體所排開的流體重量，方向垂直向上並通過所排開流體的形心。一艏大型航母的排水量能達到幾萬甚至上十萬噸的排水量，這也就意味著，看似”頭重腳輕“的航母可能水下部分隱藏了巨大的體積。
船塢裡的航母能清楚的看到水下部分巨大的體積
解決了航母並不一定是看上去的頭重腳輕的問題後，還並不能解釋航母為什麼不容易倒，這還需要我們從船舶的原理來分析。當船舶漂浮在水面上時，船體浸水錶面的每一個點都會受到水的靜水壓力，這些靜水壓力都垂直於船體外板的，我們把這些力合併後就得到一個力W▽，就是這個力支撐船舶漂浮在水面上（也可以理解為大家常說的浮力），它的作用點B我們就叫它浮心 。
通過上圖的受力分析，我們會發現重心G居然在浮心B上面，初一看我們感覺這樣並不夠穩定，但是事實又會是如何呢？我們接著往下看，當船舶發生傾斜的時候，重心G保持不變，而浮心B0會隨船舶傾斜移動到BΦ。下面開始就要講到重點了，請同學們拿好筆記本做好筆記（開個玩笑），這時我們會驚奇的發現重心G的作用力(Δ)和新的浮心（BΦ）垂直向上的作用力(W▽)形成了一個力矩，恰恰就是這個力的存在船舶才不容易側翻，我們稱為“復原力矩”。
重心和浮心形成復原力矩
並且這個“復原力矩”在船舶的的動態變化中一直髮生著變化，一直努力的把船舶傾斜的扶正。
復原力矩隨角度的變化
通過上圖我們會發現“復原力矩”隨著角度的變大，這個作用力會越來越小，這也就解釋了船舶為什麼不會像不倒翁那樣，怎麼傾斜都不側翻。
側翻的船舶
當然除了這個“復原力矩”的存在，我們在設計船舶的時候會給船舶設計數量相當的壓載水艙，通過給壓載水艙打入海水來調整船舶的平衡。
壓載水艙
除了以上這些外，船舶在大海中還會經常遇到風浪，巨大的海浪會引起船舶的劇烈晃動，當晃動的角度過大時，很容易引發船舶的側翻威脅船舶的安全。
風浪中的船舶
這時我們還可以通過一些主動減搖裝置，來減少船舶的晃動，這樣不光能提高船舶的安全性，還能提高船舶的舒適性(船舶晃動容易引起暈船，損壞船舶上的物品等)。
減搖水艙原理圖
常見的主動減搖裝置主要有減搖水艙（上圖）和減搖鰭（下圖）。
裝備了減搖鰭的船舶
可能還有網友會提到陀螺儀。理論上來講陀螺儀確實有可行的道理，但是在我參與設計建造或者我能瞭解的船，以及我翻閱過的船舶有關的書籍，都沒有見過利用陀螺儀來保持船舶穩性的內容。這也不能一口否定就沒有，很有可能是我孤陋寡聞，沒見過而已。
陀螺儀
船舶就是通過上面這些原理來保持穩定性而不容易側翻的，並且航母因為擁有比普通船舶更大的體積 、更大的排水量、更多的輔助設備，以及更優秀的設計和製造標準，所以也就擁有了比普通船舶更強的抗風浪能力。據說美國的航母能抗12級颱風。
作者：小船人的夢想 2018年8月1號
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