设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 6767|回复: 21
打印 上一主题 下一主题

【原创】图说美苏核潜艇的兴波阻力

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
楼主
发表于 2013-2-4 13:03:36 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 潮起潮落 于 2013-2-4 13:09 编辑
0 i+ ~) c$ |5 w4 L
( V8 X! c5 w, s" z/ h$ l潜艇在水面航行,会掀起航行波,航行波会产生兴波阻力。兴波阻力与潜艇的航速有关,也与艇型设计有关。航速越快,航行波越大,兴波阻力也就越大;但艇型设计不同,在同等航速下,不同型号的潜艇,其兴波阻力也会有所不同。这个,看其掀起的航行波大小,就可一目了然。
: O& z% L' L" S4 h/ t  q  i; w5 _; A& u) G& V% j' y( i8 \
就兴波阻力看,总体感觉,苏联核潜艇虽然建造工艺显得粗糙,但瑕不掩瑜,其艇型设计还是比较考究的,兴波阻力要小于美国核潜艇。/ J# r$ ^1 U+ m6 y; T& l
* S: O9 P+ b8 `* M1 G6 [
下面发一组照片对比一下:
, ^1 d/ \5 [. i( ?! a$ c
7 P7 i3 p: k) w; S- Q. d% I) x2 j1、        低速航行
) J' V: p% b7 X. s. }
% n% @. O4 S/ m& }5 `# t. E' U4 L1 k- J- B" V) Q% W% _3 N9 Q
BATON ROUGE号
1 ?1 ^5 B3 d/ Y4 }8 c% _
2 e' ?( p, X" N
) Z# P* o& i7 \( TV-2级7 O, p3 C' E) t- l% E( z. Q- R
) i+ u  ^+ Y$ D* w) o& K
上图为美国洛杉矶级核潜艇“BATON ROUGE”号。附带一说:该艇后来在摩尔曼斯克附近海域执行间谍侦察任务时,被俄塞拉级核潜艇K-276号撞残了。大概修了两年吧(懒得查了)也没修好,成了第一艘退役的洛杉矶级核潜艇。俄艇脑袋撞瘪了一块,修好后依然在航。. J" I/ [- c8 i5 j6 l

" u  [. |; n1 X3 q- k% s下图为苏联V-2级核潜艇。6 [9 u7 \3 o' g! }1 ^

# \% Y/ s9 b* y# p; F  I这两条艇都在进港,为低速航行,因此两者掀起的航行波彼此彼此。兴波阻力与航速关系莫大,因此低速航行时,两国核潜艇产生的兴波阻力都差不多。4 h3 n/ \& ~3 B3 M  M4 e. e' I3 ]4 B

% Y  S7 a7 a$ H: V5 @' q) q2 t% c3 p' Y3 c3 I" L: r
2、        中速航行" M2 [. \% a3 V% i4 Z

+ z9 m0 v& K' @  H
# ^# t5 p8 I" }; {. y弗吉尼亚级
+ u  B. @5 {, D6 o6 N& _$ l& ]+ M1 u" q8 |" m3 M& R4 |
) l8 s$ D% @/ f  u5 W+ x5 @
V-3级4 X: I* [) b6 Y, @# R, U. c2 n
: C2 |- s8 |/ P; o. [% h
上图为美国弗吉尼亚级“密苏里”号,下图是苏联V-3级。7 v: u6 E7 y# E# u3 f0 C2 n
2 {0 G) h% G& \4 D
中速航行时,差别就出来了。沉重的海水已经漫上了弗吉尼亚级前甲板,而V-3级的艇首依然挺立,海水没漫上来。
9 @- p  e' g) f2 v1 Y2 {) c) H4 p- l2 Z2 X' G

5 {. Z  n- M7 I: Z3、高速航行
) b! T0 |1 h2 w5 S, V
5 y+ i0 L- R( x2 b& V
; R" z* X% i: b+ A( Z' y1 E1 {高速航行的美国洛杉矶级
7 _) P2 J+ i) s( \$ S$ P* o) I# W# K  D9 [

* F6 n1 z; K9 l# w0 ^1 m% uP级
) z+ T) c; C' m' v1 H. \2 u; ^% O9 |$ c/ \+ k* C& V

8 \/ r1 {  v+ z! U0 LC-1级6 H! B5 R4 {8 A' J9 L( V: O4 P

: q  W5 ^$ H( p) I' s) ~# U' \6 B; V$ l
V-1级
8 ?- V; \& }2 n$ {! J
$ u  @  q7 t4 l4 L* J% u9 e上图为美国洛杉矶级,下边多放了几张苏联核潜艇高速航行的照片。分别是P级、C-1级(本图为租借给印度的那艘)及V-1级核潜艇。
6 @; M9 p) F2 M% y1 j, P; B. p1 K+ A$ z8 i) z* Q
高速航行时,差别巨大。沉重的海水已经涌上了洛杉矶级的前后甲板,白花花的航行波汹涌澎湃,该艇已呈低头翘臀姿势,我们称为“埋首现象”。颇有点像猪拱地,道理也一样,拱得越深,阻力越大。反观高速航行的苏式核潜艇,其兴波阻力要小得多。) y9 @9 S8 @9 E
* v: m4 P/ g7 y4 U* e
4
* y9 d2 {8 v4 ]7 b4 x! q- F6 X$ ?* p2 W8 l% o& R- M
编队航行的洛杉矶级核潜艇,水面舰艇的尾迹要小得多,对比一下。
2 r  q" ]; r8 `3 ?  V; D6 E6 W5 \/ a( _) y" \; [
核潜艇水面航行的照片有时挺骗人,看着气势汹汹的样子,其实其航速并不大,也就20节左右。其尾迹要比水面舰艇壮观得多。* ~* S6 i- _+ V3 \8 ]% I! y( }

9 x5 H; j8 s6 O" c0 O% E- j( u- P3 a3 t3 ~4 \# F! R6 C; h

评分

参与人数 4爱元 +22 学识 +7 收起 理由
蓦然回首 + 10 + 5 谢谢!有你,爱坛更精彩
MacArthur + 6 + 2 谢谢!有你,爱坛更精彩
燕庐敕 + 4
大地窝铺 + 2 谢谢!有你,爱坛更精彩

查看全部评分

  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 09:15
  • 签到天数: 2233 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2013-2-4 13:14:19 | 只看该作者
    外行看热闹,没有老兄见解还真不知道这里面有这么多道道。

    该用户从未签到

    板凳
    发表于 2013-2-4 13:37:24 | 只看该作者
    是不是因为两者采用的艇艏外形不一样?我印象中美国潜艇的艇艏是长水滴形和雪茄形,显得比较尖而细长,毛熊的更圆钝和短一些,更类似鲸形艏?
  • TA的每日心情

    2021-2-5 00:48
  • 签到天数: 1421 天

    [LV.10]大乘

    地板
    发表于 2013-2-4 13:44:39 | 只看该作者
    我觉得这么比不公平。首先核潜艇要满足水下航行的需要,对于水面航行要求不高。其次,不同级别的艇首线形不一样,不好比较。
    6 m( ~- Y  p& t1 @; r% p9 X
      P, \# ?6 p5 k* M凭记忆说,洛杉矶级和苏联潜艇的艇首就像鸡蛋的两头。洛杉矶级像雪茄,而苏联的更接近拉长的水滴。因此洛杉矶级比较容易上浪。

    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2013-2-4 14:01:26 | 只看该作者
    猫元帅 发表于 2013-2-4 13:44
    % _8 Z3 h* Q+ ]: S5 [! u我觉得这么比不公平。首先核潜艇要满足水下航行的需要,对于水面航行要求不高。其次,不同级别的艇首线形不 ...

    + D* R0 `" d* c: b以三代艇比较,苏联核潜艇造型很考究,更接近水滴形。老美早期的鲣鱼级还行,后来从长尾鲨级开始,艇型基本就是个圆管子了。( o* I5 F% z8 d* T
    # _- \0 H, T' ]- d& A2 o, H
  • TA的每日心情

    2021-2-5 00:48
  • 签到天数: 1421 天

    [LV.10]大乘

    6#
    发表于 2013-2-4 14:03:55 | 只看该作者
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 14:01
    * b" K$ N0 j' ?# g- l以三代艇比较,苏联核潜艇造型很考究,更接近水滴形。老美早期的鲣鱼级还行,后来从长尾鲨级开始,艇型基 ...

    7 y7 j9 h/ k3 l& V+ f. C* k我一直认为中央流体动力研究所的那帮人其实比美国人牛。美国人很多东西是靠了大功率发动机,和高技术包覆材料。

    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 2013-2-4 14:07:51 | 只看该作者
    猫元帅 发表于 2013-2-4 14:03
    : @6 b$ T5 W7 M. [1 Q2 b' g- B我一直认为中央流体动力研究所的那帮人其实比美国人牛。美国人很多东西是靠了大功率发动机,和高技术包覆 ...

    % ~3 i0 K; K/ e, r' C是,苏联核潜艇在某些方面挺牛的。航速、潜深、火力、推进功率都强于美国。隐身技术方面,苏联在70年代,已经上消声瓦了。美国大概在90年前后才上消声瓦。

    该用户从未签到

    8#
    发表于 2013-2-4 14:20:48 | 只看该作者
    一向很喜欢俄国人的ACURA攻击核潜艇的线性,特别是低阻三元流线体指挥台围壳,漂亮极了。现在德国人的212/214也设计了类似的指挥台围壳,再加上一流的工艺,看上去就很舒服。

    该用户从未签到

    9#
     楼主| 发表于 2013-2-4 14:55:24 | 只看该作者
    akboz 发表于 2013-2-4 14:20
    3 T' W# @6 i7 r一向很喜欢俄国人的ACURA攻击核潜艇的线性,特别是低阻三元流线体指挥台围壳,漂亮极了。现在德国人的212/2 ...

    6 M+ O  ?; {) f$ F  V是,我也一直很喜欢阿库拉级、212A级潜艇的造型。在光溜溜的潜艇里,这两种艇的造型当属最漂亮的了。) G& e* |+ M) q  t1 x& N7 n
    3 S0 j0 z( V9 H' g
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-1 03:47
  • 签到天数: 1084 天

    [LV.10]大乘

    10#
    发表于 2013-2-4 15:21:20 | 只看该作者
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 14:01 7 l0 _! C  g$ }/ q. X3 ^! x
    以三代艇比较,苏联核潜艇造型很考究,更接近水滴形。老美早期的鲣鱼级还行,后来从长尾鲨级开始,艇型基 ...

    " \, z( S/ i8 A& T严重赞同这句…基本就是跟棍子啊

    该用户从未签到

    11#
     楼主| 发表于 2013-2-4 16:43:06 | 只看该作者
    本帖最后由 潮起潮落 于 2013-2-4 22:20 编辑 " ]% d+ O9 G: o7 t5 b

    9 H  |! ]' R+ i发几张线图比较一下
    5 b7 s( ], @! x
    7 A: G. r! U1 e& L: p: A; W
    ! U+ `* `3 f8 ?; W洛杉矶级
    , s( h$ T$ c$ R) v7 w# _" s, z
    9 [: `! ]* q* D( e% m; I" V0 b9 e( N6 ^7 G% j1 T- L3 @
    弗吉尼亚级
    5 w! U4 Q; N) k/ h6 y" L1 c% d* |' x& h5 {& g. x7 B3 s
    / q- N3 D7 \+ r5 N
    阿库拉级
    : e- Q8 K( y! o, ]% c
    ( [, z, w, @( ^/ r3 k! W* ?
    ) Y- ^2 N. @: i! ~0 ^0 D# F阿尔法级( l1 J- m  z" k
    $ Y" Y) x* D4 {2 j/ q7 I1 j/ Q
      s% c. u9 J1 f9 K3 i

    # X, D4 _2 I! K4 i4 [& @5 F亚森级$ B& i; K/ o/ D

    9 g  R+ Y( S/ r" A. V. Y
    0 U4 E, `6 d8 U8 I5 a8 n3 Q自长尾鲨级起,美国核潜艇的艇型已基本固化,基本就是一个圆筒子,包括鲟鱼级、洛杉矶级、海狼级、弗吉尼亚级等皆如此。其间出现的几艘实验艇(一角鲸号、白鱼号、利普斯科姆号等),在艇型上,几乎看不出与同期批量建造的核潜艇有何区别。5 V, f( F7 D2 ^- q# k! `

    0 b- y  D, D1 |" Y个人认为,美国核潜艇里,最具水滴形造型的是鲣鱼级。
    2 B# K- C; ^: T( X0 q" ]6 n" ^: i* C; W0 Q" s
    与美国不一样,苏联从第二代SSN(V级)起,艇型就已经采用水滴型了。而705型更是登峰造极之作,造型非常滑顺,适合高速航行。但到了亚森级,苏/俄核潜艇,在艇体上说,已经与美国区别不大了——当然,艇体长径比还是比美国更考究。
    1 G! p3 y+ ]1 k5 w& v/ I& t+ R8 v+ y2 G2 p1 N  A0 l1 w( V$ W
    ; _& v# ?/ z. p% R1 u

    1 ?3 W8 e5 f6 x( @, l2 H- Q: u+ g/ I3 F2 d
  • TA的每日心情

    2021-2-15 22:05
  • 签到天数: 204 天

    [LV.7]分神

    12#
    发表于 2013-2-4 17:09:33 | 只看该作者
    双壳体是不是比单壳体更耐撞一些,所以伊万们对水下撂跤有恃无恐?
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-1 03:47
  • 签到天数: 1084 天

    [LV.10]大乘

    13#
    发表于 2013-2-4 17:37:21 | 只看该作者
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 16:43 2 W" u# c7 @  j; `
    发几张线图比较一下
    / H& F( A0 M0 D- ~' s9 h4 f" ^% [
    是不是美国喜欢模块化建造,有可能某几条艇会增加一个舱段…所以这种构型适合之后的大批量生产时的微调?

    该用户从未签到

    14#
     楼主| 发表于 2013-2-4 18:05:11 | 只看该作者
    大鹏翔宇 发表于 2013-2-4 17:09 / z, y' i8 c" x# v" O
    双壳体是不是比单壳体更耐撞一些,所以伊万们对水下撂跤有恃无恐?
    2 |6 a, ?4 d: j. L" @. J6 i# \
    : @" r' ]: Y. f# C
    是,双壳体、小分舱结构,加上大储备浮力,抗沉性肯定好。苏联核潜艇潜的深,板材强度高,也是一个因素。
    8 p" C" {: q8 D7 h  ~' Y8 i4 ]7 q2 J( O6 @

    该用户从未签到

    15#
    发表于 2013-2-4 19:10:00 | 只看该作者
    美国潜艇为了对付埋首,潜艇在水面静止时自然首部上仰。
    & S5 O( }5 Y  Q: [5 Y! C, E- ^: Q$ o+ ~* l
    苏俄潜艇因有双壳体所以直径大,附带好处是兴波阻力小。
    8 a# o, B9 |; s' Z( w; Z) k. X) \" S( [9 Y4 H+ @8 ?
    以上请指正。' P4 U" G- S! V8 ^/ T

    # e( A7 S2 z0 ?) n8 d; ]% L5 A  d) Q) m6 G& S, X

    # H" A# h6 i+ N/ r+ O) m
    4 h6 y. J3 P* R+ W
    7 R/ K2 F% y0 r% ~

    该用户从未签到

    16#
     楼主| 发表于 2013-2-4 19:22:32 | 只看该作者
    本帖最后由 潮起潮落 于 2013-2-4 22:39 编辑
    # ?2 F( n' c# Y1 A( n! Q
    TopGun 发表于 2013-2-4 19:10
    ; y- C) k' N( p6 e+ Z" x美国潜艇为了对付埋首,潜艇在水面静止时自然首部上仰。' V# W3 U) W) b7 M4 y) n2 Y. O
    ; g2 {# A0 y* o) U+ ]
    苏俄潜艇因有双壳体所以直径大,附带好处是兴波阻 ...
    3 a: I' w# C: V& Q6 k' H, \7 R  D: Y

    ! Y  ~; P; @, v, V5 x5 s5 V$ f" d1 i1 R“埋首”指的是航行时出现的现象,是兴波导致,在水面静止时没有“埋首”说法。
    ) D8 F- S7 D) K4 y
    : }: M4 G, u2 y双壳体对艇型有修正调整作用,这也是苏联核潜艇更接近水滴型的原因之一。5 }  e/ `; {% k# H' C# h5 e7 p

    ' F! ^+ {$ o8 u5 ~1 r" [
    " g9 k5 t4 f" b: Y
    7 s4 i0 u- F. l9 {5 J# b: l
    ' j) g/ L* Y& v6 F, T. u2 s: u当然,也不是说单壳艇的艇体就一定是个前后一边粗的圆筒子。比如英国机敏级就在固壳上边加了非耐压结构,有些设备可以布置在舷间结构中,也可降低兴波阻力(至少吧,兴波没都压在前甲板上)。所以这事儿全在设计。5 r* h+ w+ K9 T

    4 D* Q1 f* T6 G& ~9 w2 ~2 r2 B2 Q& T  R

    该用户从未签到

    17#
    发表于 2013-2-4 20:16:19 | 只看该作者
    本帖最后由 TopGun 于 2013-2-4 07:17 编辑 7 B: m2 ?$ k8 d
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 06:22
    $ H# {$ O0 u9 J* z/ h4 {“埋首”指的是航行时出现的现象,是兴波导致,在水面静止时没有“埋首”说法。
    6 B" C5 f9 {! u. D  ^( U0 M3 B% w, z/ ~  p7 j# S$ Z/ Y8 g& F5 p
    双壳体对艇型有修正调整 ...
    7 _! h+ Q* a2 {# T' y2 p

    3 y& D5 c3 W, E5 I, V美国潜艇在静止时艇首上仰,表示艇首的储备浮力大。+ G. [# ?1 S, a8 i6 i7 L# h4 X

      z% }+ U) h6 j2 o' d在水面航行出现埋首时,潜艇虽艇首因被埋而低头。但因为本来艇首就是仰首,所以虽然低头,但不至于翘尾巴。: }6 b. Y7 g9 I% u

    ) X* A/ w, x3 t* R6 ]/ l  u1 O0 P5 p' s7 ^苏俄潜艇因采用双壳,不但直径大而且储备浮力大,导致在水面时浮出水面的高度高。所以埋首现象很少见。
    ' B; [4 ~; Y4 {; D7 R$ h8 }: [$ f) ?, b# t$ f7 p$ {
    另外,洛杉矶级看来也在改进中加装了泵射装置,是否噪音也见了一些?, z, l+ |; @/ Q1 H8 Q& m0 X: T8 |% g

    ; ^, m1 y- \  g  l# C, Z5 o6 D$ t! B4 v, S
    " e# E2 x% a0 @+ X% l. L2 V( k

    6 B# G" C  u) e( B* p, t1 @
    ) c- N3 C2 l; e& e0 M" A
    ! n+ U+ `3 f1 [2 j# m. X2 f
  • TA的每日心情
    开心
    2023-3-1 00:08
  • 签到天数: 2397 天

    [LV.Master]无

    18#
    发表于 2013-2-7 06:52:31 | 只看该作者
    水面航行时兴波阻力大是否说明水下航行时的阻力也会很大?现在的潜艇水面航行已经不是主要模式了吧?
    3 B$ o% R, a: t, w! P- F( s5 n

    该用户从未签到

    19#
     楼主| 发表于 2013-2-7 09:57:22 | 只看该作者
    本帖最后由 潮起潮落 于 2013-2-7 10:11 编辑 ( o: t$ c8 B7 k1 I: n: J: W
    MacArthur 发表于 2013-2-7 06:52 ' W1 p, i3 n6 c( I% ^2 h
    水面航行时兴波阻力大是否说明水下航行时的阻力也会很大?现在的潜艇水面航行已经不是主要模式了吧?
    1 i$ B& z2 z4 g# I ...
    ' ^- K+ q% O/ l4 O& K0 x

    5 l; V: q% `3 `: m+ `6 U* ~不是技术流,仅凭上学时对教员授课内容的印象试着回答。
    $ E3 ?& U% w6 {* d; H+ ?
    5 p1 w+ ?; q. o* [潜艇在水面航行时,影响航速的阻力有摩擦阻力、旋涡阻力、兴波阻力、突出体(比如舰桥)空气阻力。潜艇在水下时波浪造成的兴波阻力和空气会随之消失,影响潜艇水下航速的阻力就只剩下摩擦阻力、旋涡阻力和突出体阻力。
    $ x: \- N- H, E: t2 B6 ]: z" x) c- h7 D' v7 c! @
    但问题是潜艇在水下航行时,浸水面积增大,摩擦阻力、旋涡阻力和突出体阻力也相应增大,这对潜艇(尤其是水滴型核潜艇)水下航速反而高(显见是因阻力小导致),是个理解上的难点,这涉及到水上/水下航行阻力大小的数值问题。但在水下高速航行时,水滴型的水下航行阻力肯定要小于水上,这是确定无疑的。具体数字~~~没具体数字。艇型不一样,数值也肯定不一样。不是技术流,拍不出具体数字。我懒,满足于记结论。' K* ]  U. m2 s

    / {) Y/ H; a; `  |现代潜艇水面航行已不是主要模式,但具体而言,也能看到某些常规艇(就算是不太老的型号吧)的设计思想还没转过来,比如法国的奥古斯塔级、039型,其艇型上还是偏于照顾水面航行。按我理解,英国的机敏级核潜艇也有点这个意思。当然,现在主流艇型基本都是水滴型了。
    / S3 g, {) j3 Z3 Z
    : {+ {. C+ h7 N- x( ^- t/ K6 T* e% o0 }( f0 F
    7 S- b, w2 F# f/ O0 \! p: f

    / d+ L2 E1 v% U4 V; N; B
    4 E+ k  x$ U- U$ {
  • TA的每日心情
    难过
    2019-4-30 13:17
  • 签到天数: 916 天

    [LV.10]大乘

    20#
    发表于 2013-2-8 22:02:32 | 只看该作者
    哈哈,这里讨论啥的都由啊。记得船舶在水中航行受到波浪的阻力好像与弗洛德数有关。不过我不是学液体流体力学的,对这个也就是知道个名词而已,楼主给讲讲呗

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2024-11-15 01:14 , Processed in 0.045634 second(s), 18 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表