轮船雾笛的核心发声原理是“气流通过狭小缝隙，引起金属膜片高频振动，从而产生特定频率的声波”。
下面我们分步拆解这个过程,并介绍不同类型的雾笛。
核心发声原理：伯努利效应与膜片振动
这和人类吹口哨的原理非常相似。
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高速气流：需要一股高压、高速的气流，这通常来自船上的空气压缩机，压缩机将空气压缩到很高的压力（通常在7-10个大气压左右），并将其储存在一个叫做储气罐 的容器里。
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通过狭小缝隙：当需要鸣笛时，储气罐的高压空气会被迅速释放，并强制通过一个非常狭窄的、呈环形或长条形的缝隙，这个缝隙位于一个叫做“发声哨” 或 “谐振腔” 的装置上。
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膜片振动：在这个缝隙的后面，或者作为缝隙的一部分，安装有一片非常坚固的金属膜片，当高速气流通过狭窄缝隙时，根据伯努利原理，缝隙处的气流速度会变得极快，而压力则会急剧降低，这个低压区会“吸”着金属膜片，使其向气流方向弯曲，当膜片弯曲到极限位置后,它会因自身的弹性和气流压力的变化而弹回原位。
（图片来源网络，侵删） -
循环振动：这个过程会以极高的频率（每秒几十甚至上百次）不断重复，金属膜片就进行高频振动,这种振动就是声波的源头。
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放大与定向：膜片产生的原始声音能量较小，且是向四面八方发散的，它会通过一个喇叭形的号筒 进行放大和定向，号筒的设计可以将声波的能量集中，并向特定方向（通常是水平方向）传播，大大增加了声音的传播距离和方向性,让远处的其他船只能够清晰地听到。
雾笛的主要类型
现代轮船上的雾笛根据驱动方式的不同,主要分为以下几种：
电动雾笛
这是目前最常见、最环保的类型。
- 工作原理：它不再使用压缩空气，而是使用一个大功率的电动机直接驱动一个机械旋转的断路器，这个断路器周期性地开闭一个气流通道，从而产生脉冲式的气流,使膜片振动发声。
- 优点：
- 维护简单：没有复杂的空气压缩系统和管路,故障率低。
- 启动迅速：通电即可发声,响应速度快。
- 环保：没有高压空气的排放噪音和油气。
- 缺点：
- 声音的“音色”有时被认为不如传统气笛那样雄浑有力。
- 需要稳定的电力供应。
气动雾笛
这是传统的雾笛类型,在一些老式船舶或特定要求的船舶上仍然可以看到。
- 工作原理：就是我们上面详细描述的原理，完全依赖于压缩空气来驱动。
- 优点：
- 声音洪亮、穿透力强：由于其工作压力高，发出的声音非常具有力量感，传播距离远，穿透力强,能在恶劣天气和巨浪噪音中有效传播。
- 可靠性高：结构相对简单,技术成熟。
- 缺点：
- 系统复杂：需要空气压缩机、储气罐、干燥器、滤清器、各种阀门和管路,维护工作量大。
- 启动延迟：从发出指令到声音响起,需要时间来建立气压。
- 消耗能源：空气压缩机本身消耗大量能源。
液压雾笛
这是一种介于电动和气动之间的类型,在一些大型工程船舶上使用。
- 工作原理：使用高压液压油来驱动一个液压马达，马达再带动一个类似的断路器或直接驱动膜片,产生振动。
- 优点：
- 动力强劲,声音效果好。
- 可以利用船上已有的液压系统。
- 缺点：
- 系统复杂,维护成本高。
- 液压系统存在泄漏风险。
为什么雾笛的声音那么“特别”？
你可能已经注意到，雾笛的声音低沉、悠长，而且通常是两声一组的短鸣或长鸣,这并非偶然。
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低频设计：雾笛被设计为低频发声器，低频声波（波长较长）具有更好的绕射能力，能够轻易地绕过船体、浪涌等障碍物，传播得更远，尤其是在浓雾、大雨等能见度极低的天气下,高频声波容易被吸收和散射。
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国际信号规则：雾笛的鸣放模式（长短、间隔）是受《国际海上避碰规则》 严格规定的，不同的船舶类型有不同的鸣放要求，用于在看不见对方的情况下进行“通信”。
- 机动船：在航时，鸣放一长声（持续4-6秒）,间隔不超过2分钟。
- 锚泊船：在雾中锚泊时，急敲钟声后，急敲锣或号钟，然后鸣放一长声、一短声、一长声、一短声（··—·—）,间隔不超过1分钟。
- 搁浅船：鸣放急敲钟声后，再鸣放三声，即一短、一长、一短（·—·）。
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 核心原理 | 高压气流通过狭缝，使金属膜片高频振动发声。 |
| 主要动力源 | 电动（最常见）、气动（传统）、液压（特定船舶）。 |
| 关键部件 | 电动马达/空气压缩机、储气罐（气动）、膜片、谐振腔、号筒。 |
| 声音特点 | 低频、洪亮、穿透力强，以便在恶劣天气中远距离传播。 |
| 信号规则 | 鸣放模式（长短、间隔）由《国际海上避碰规则》严格规定，用于船舶间“对话”。 |
当你在浓雾中听到远方传来悠长而有力的汽笛声时，你就知道，那是轮船上的雾笛系统在可靠地工作,为航行安全保驾护航。
