设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 6765|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 8 k( f5 x, B; ?" I: \* b4 W

- J3 }9 p1 ^4 x/ {" ]* T: G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。( f) z) L4 b; z# k# r$ r6 ]8 n  K
9 v- B# e) ?7 C4 P
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。# [' g: O  p1 ]. o0 d
4 S9 R' ]8 b1 h: ~
下面发一组照片对比一下:. |2 E) p6 _& m4 K

  n9 B' s  g# _6 w5 A) R" F$ }  a! n1、        低速航行, e2 G+ x! k! Y9 D5 z* f/ }( k9 x

& w/ j4 }. j0 r
$ a9 M) \  L4 i4 ZBATON ROUGE号
. l2 \7 T  W0 E' J; `6 t
, g8 T' N$ o$ A% M/ Q3 |2 ~: q# k: \5 g1 R: k: f: E# s
V-2级
7 z6 o+ k# P, D' l
2 B1 X3 |" f" s. R$ w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。; N. V3 G& \, @. b) ]# Y  G4 Z

1 n5 j& z9 F4 t9 e, K6 V0 z( }下图为苏联V-2级核潜艇。. Y: f, S( s7 @  ?% u! ^/ P- ]
" `: x2 M# h% s7 x) W$ j; T
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。" a% z9 y5 q# D7 ]

; i/ Z1 F1 t8 t0 m3 n6 H! J1 {7 h, ?) ?% C) ?3 S! I  m- z
2、        中速航行5 h5 a4 r% a; t, P

$ |2 u! b; K+ ?: Z, S" R0 X; A$ L. ^: d0 @5 d
弗吉尼亚级$ n0 g2 |- S9 Q1 Y7 P, l: A2 T

; }4 v9 Q2 a$ N/ ?$ v; K* G3 k  p5 l$ m$ |6 B  X. v; s4 O% m' }
V-3级8 O. a: p% l! E) w+ U
3 I  B6 g" u1 b  U1 N
上图为美国弗吉尼亚级“密苏里”号,下图是苏联V-3级。( C+ F% Z' \$ G8 Y0 w$ m! G: U
7 {4 w% [* W" i8 W( c
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。
" |7 o% u2 R' J7 A' R( `, y, `( v) K& {- N
. |+ K( f) w; N% N- x. L
3、高速航行
; h7 _! S' ]7 h" O) G9 o5 I5 M# u! I% }; M& ]* b

1 `9 e/ b# ^5 b* b6 U/ Y高速航行的美国洛杉矶级7 u  j6 j1 Z# O  j# y" T

5 e2 b- w0 |  W# T& M7 z
0 Q2 V8 U, c6 S- [P级9 A9 o( d, w! E6 b
8 C9 H' m$ ?) k# @

+ F' M; v, P5 m" w# ~C-1级
7 `- W( k2 B5 @3 O! U% n8 y9 J4 B* D) I' @' L0 M

! K, `% u+ D" J5 s2 i& j2 DV-1级
0 `0 h# U6 Y* t4 A) z" G, d6 v/ U, N2 m( O& a" I" }) E/ s# G
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。5 G) Z# k; h4 K. m/ M
, f; p, g6 {# k1 t' g" F
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。
1 h+ j- J; M1 h( H6 k1 J* N5 X: h! J* p3 J; \' S2 r
4
) V" {0 g7 b0 g+ d- s! m6 R, d, ]. t3 Q0 S) V/ k- X
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。) j  p7 j6 d, s
5 O7 F/ t0 l) _7 {! q. w
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。
5 ?& m9 }$ ^' x( c( z( I2 @5 S7 R! ?" c
( I* W0 u2 }: V' C3 a; X) y

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
    5 小时前
  • 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。' k: o$ I, m- G4 n( x- u$ P

    6 m0 r9 b& P1 ]# b: z! d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 " y9 C: c# k0 n) s4 a/ {1 l! H* `
    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 ...
    # I7 P" \7 k/ `2 f3 d8 s
    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。0 D. j$ C) P; k3 m2 P% O- E* f
    2 Z9 n) S: g: O5 }& W, g
  • 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
    4 f) E8 N& k9 g. J3 Q0 s7 j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 ...

    ! @0 {3 h" b/ j1 _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 * Z/ n$ ~8 @* \% N* s
    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 ...
    ' h4 B5 Z- x4 `
    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 " |: {: u1 ^/ {! y/ R; m+ u
    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 ...
    & U3 X, @* |8 ^8 M$ q
    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。  b* }# J* G; |5 K+ W! ~

    3 E' \6 L& }) }! T0 U
  • 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
    + O0 L$ ^5 q  U4 U' R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 ...

    4 a( |8 d5 p* _# F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
    6 Q" O% v+ f# U- E- ~# V" S; l' W8 f6 Y7 v2 v
    发几张线图比较一下
    ) n: K$ f" R* k4 p, R0 f! p" D  P  c4 A1 U

    ) Z0 Y, B# `5 I8 v% ^3 m洛杉矶级
    ; ]- Q0 J6 z. ?* W3 f
    ) I/ P5 m$ {, b0 V5 ~& g( B2 A! g- W! a7 P
    弗吉尼亚级/ N- ]! h* H4 y( {
    # ~# h4 [4 E* S  b
    1 h7 Q6 s, {1 z/ ^5 w
    阿库拉级
    # u- m* `7 H5 Q8 E! `& [9 T2 W1 W0 ?8 E5 f8 @- Z/ H9 T
    $ l7 V& ~& [! {. S# S8 k+ v: Q
    阿尔法级: g( K  ~; Z8 F) E- y
    ! T, X+ q. D4 s9 M

    3 ~( m8 Z0 t  L9 _, U9 x
    7 l* t& z# \, r& V, J亚森级* i  c- x' l* ^
    9 T4 X% }' S) |8 r$ }; N8 \9 n

    8 e' D" @6 x' o" _8 u) Q5 V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。( L( F  r9 [! P+ [

    : f4 I3 K& f! Q: T个人认为,美国核潜艇里,最具水滴形造型的是鲣鱼级。( G; C& q, G, g" j3 K# D1 P9 M

    & X' c" f6 d6 J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。+ O6 A! I7 k- y  d

    % B7 X1 B/ ~- {5 V; j; H
    9 i6 z: I! A0 P/ N! _- O# k9 _: h+ Z( @+ k4 ^/ M2 w) H# i0 E
    5 l9 T5 P) s: ]% I6 s$ p9 Z# p
  • 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 ! x& u9 _5 i0 H! e
    发几张线图比较一下
    * n: a7 U2 p, b! h
    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
    & a: c5 l! \) _1 Z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?

    ) ~0 W2 n+ c& `8 h: S/ C' o* J, G7 A7 K! `
    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。
    : \: \" A6 Q- ^. d' B9 v" S- _: _9 `0 W- A& y

    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。) k0 c/ Y0 A* e& G* _
    ; ]/ b% B6 F4 ?* b! E9 a
    苏俄潜艇因有双壳体所以直径大,附带好处是兴波阻力小。
    0 a- H! B! f1 Z: x/ k
    - R& ~+ v0 ^% E  P3 n: O$ D1 n以上请指正。
    % o3 B: D  H4 ~% m7 N2 z8 D" ?
    9 x6 m8 r2 T; Y! v
    2 i7 G5 r/ X) w' ~! ?
    & }! r- u5 ]& N* D/ u( D9 N, J, M# [% y( {
    4 R2 p* o# P+ e

    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 A2 q1 [0 q4 W% @, Y* u
    TopGun 发表于 2013-2-4 19:10
    ' n! O& F7 i1 f9 p- ]. `2 a美国潜艇为了对付埋首,潜艇在水面静止时自然首部上仰。. I; ?9 ]% \$ Z* k& e7 q* @4 x( o/ _

    ! A2 W& k, z4 ?! Y7 o8 m苏俄潜艇因有双壳体所以直径大,附带好处是兴波阻 ...
    % t- ^( s: F- K$ C8 u8 H
    1 u) s& m. r2 D2 i& v8 z
    “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。" `8 c2 y# c) c3 j7 }( T7 t

    # o' B. C8 a2 {% _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。# \. V8 H8 H6 C
    # p9 T4 R3 j: t% Z4 ^% J

    5 u/ `, \% x, [) E' c# e4 s/ S' S$ n) \$ L) v0 Y3 C

    9 x' a* I7 H& |# I( V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。3 m  [; {3 K) e0 y3 G4 w
    / o" T: G1 p7 e' B$ v4 B
    7 j) J6 C( h6 c. d/ t8 H. }3 B$ i! Q$ [

    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 9 D( v+ h/ r4 h9 \
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 06:22
    3 Q6 C8 a- ?- k9 M# `4 O“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。& h* J9 N# y* O: N

    . x% t) K; d, i" ]! S0 ~双壳体对艇型有修正调整 ...
    ! t) k. ~% C0 t4 j; Q! z1 s4 C
    & E- I: Z' l$ u* r5 G
    美国潜艇在静止时艇首上仰,表示艇首的储备浮力大。
    7 S* Y" L! K5 F: F
    2 z# n3 a* _$ n% 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。* C0 D: |; U& u! M- O& P: n9 ?% M

    ! b, w- q5 j4 l7 }: T* E% B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。* k  ~# ~7 `8 k  c9 n; C8 @7 I
    8 u8 v9 g5 Q2 u. ]
    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?
    3 U- ^/ [) \  I1 a. g" X1 C  ~' ?8 r# [( Z: E9 S# Q: d* w

    3 k4 P- ^2 d; }1 ?$ ^+ `9 `" m3 l4 M3 W8 S; I: H" I& M" w
    ( S! n# T' q: c- q. V/ ^5 X# e' {
    % l. R, Q$ ?& O+ L' ]" H- D
    ! W5 h2 ^7 [4 Y/ Y
  • 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?
    8 V# Q0 D0 w8 g7 x+ O

    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 : d* \8 _% M5 e  |
    MacArthur 发表于 2013-2-7 06:52 ' ^4 d! c, L3 Z0 g. U) ~
    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 s' q. I( p# L4 X
    ...
      J3 |: D, Y& s4 p) I

    ) R. S6 ^4 _1 @9 w3 o" ]3 k# L不是技术流,仅凭上学时对教员授课内容的印象试着回答。# ~: e" R2 V5 Z2 _5 J7 b+ |+ G
    * D8 H$ S: K. h- x% j. F
    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。0 {9 w3 k* y# |1 O
    # Z  H3 x3 S/ z% {+ h
    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。0 h1 O. p1 f  R  P1 [" J& \9 L4 \( n
    , ~) L; O$ }9 i- c9 n/ }
    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。7 {4 d$ W0 ]* W1 W5 [+ `! q

      |- ^3 E3 y2 F% w( x6 D" M9 k" @1 X' g9 |( ~8 x5 M9 }2 E( v
    " p# Y4 ~, H5 ?

      `( S4 ~$ m7 q" X' F+ ^  ~( F' P5 R/ t( l
  • 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, 2024-11-14 14:40 , Processed in 0.043970 second(s), 21 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表