【原创】球型艏船型：未来船型的时尚？

潮起潮落

/ l% W1 T7 q& Y* S
4 @# n: E$ |" L+ b9 z" P) z球型艏船型是否会领航未来船型潮流，且让我们拭目以待。
) r7 }) V# y4 S2 g% _

荒洋大海行船难保碰上什么天气、什么海况，对舰船的航行乃至安全都影响至大。往大了说，闹不好甚至对战争进程产生颠覆性影响，比如忽必烈远征日本遇到的“神风”，以及冲绳之战把哈尔西舰队吹得东倒西歪、损失不小的准神风。这是说的战争情况。
对航运来说，风浪也会对航运产生影响，往严重了说船毁人亡。往轻了说，造成运输成本增加：你想啊，大浪大涌拍在船头，等于是大自然的巨掌在拒止船前行，肯定耗油。

发几张照片，先看看浪涌对航行的影响。


0 A2 Y" o$ h3 G7 a& b
4 r2 A# {% c2 E; J* [$ [8 A- ]浪涌对航行影响非常大。军舰一头扎进海里，舰艏顿时拍起一道壮观的水墙，折算成制动阻力那是相当地大。这艘军舰应该是加拿大的，舰炮貌似瑞典博福斯57毫米自动炮。
, j& o6 u2 _2 v% R( `, C! ]
6 l* M" V- ?8 ~5 d% E( j
3 B$ [: _" O( u; [3 X
对商船来讲，还有个经济性要考虑。这种海况航行，肯定燃料消耗大增。都有顶风跑步的经历吧？吃力否？若是把风换成迎面拍过来的大涌呢？呵呵。

5 }1 M1 }3 |& y# D9 E5 f) C
1 Z# q& @. R; ~- q  @" S
浪涌拍击的力道非常大，这艘货轮的船艏都被拍掉了。



苏联军舰向以用料足、结构坚固厚实著称，但舷侧的舷墙还是被拍散架了。
4 l% K( t5 `! v  l& M
! H) Q0 m- b. }, P- t) W2 X
2 L8 h8 v! u: u2 h+ f
! q: K$ D$ e$ z舷窗都拍碎了
& y2 z% T8 ]% n6 U+ ~' o

( f3 g; L, V! s0 x, n2 S: s大涌还一点非常可怕，舰船被波峰拦腰拱起，相当于在人的腰眼上踹了一角。紧接着两个大涌在船艏、船尾一托，造成舰船舯部悬空，等于是在肚子上又踹了一脚。这么不断正反正地来回踹，要是人的话，估计腰椎不保了。对舰船来说，若是强度不够或船体太长（比如超级油轮），一折两半也是可能的。
+ W7 F/ n/ _  j9 E7 a7 Z+ B


6 a8 N  ~& M9 _) J5 ]/ A! z" c浪涌那么厉害那咋办？看来得在船型设计上动脑筋了。这两年，有种新船型问世了，现在好像对这种船型的叫法不一，有叫“弓形船艏”，有叫X-BOW的。个人觉得叫“球型艏”比较好理解，也比较顺嘴，轮船、军舰不是都有球鼻艏么？叫球型艏实在是顺理成章。



浪涌对球型艏与常规船艏的影响比较：前飘的常规船艏会与浪涌产生抨击，球型艏有点像太极推手，能让过浪涌的锋芒。
0 o7 `! K! H7 D8 K) y+ S. m& S


' [0 d5 q2 m9 L( o+ Q人家推出这种船型是做过大量水池试验的。
, o( q8 [7 P* j5 C8 n
, w$ `4 N" Q  G0 _0 w

这种船型是挪威率先推出的，2005年，挪威一家船厂建造的全球首艘球型艏船下水。球型艏船的模样相当怪异，跟大头娃娃平拍在水里差不多。据称球型艏设计可消除甲板上的涌浪、减少了负荷，有效减低燃料消耗，并提高船只在严峻天气下的航行速度。亦可降低船只和货物受损的风险、增加载货量，可有效降营运成本，有望成为航运界的新宠。但个人觉得球型艏船型船楼太高，又设在船艏，晃动起伏度肯定会大幅增加（想想跷跷板原理），在上边做船员，怕是晕船的得晕个天昏地暗了。

除了民船，新一代美国海岸警卫队执法舰也可能采用这种船型。而法国新一代补给舰，也将采用球型艏的变形设计。估计作战舰艇采用球型艏设计可能性不大，至少吧，这种船型对武器布置来说，实在是难了点。


1 k+ g, g$ c2 O! F6 N0 B
一艘采用破冰船船艏设计的俄罗斯货船。

无责任推测：在北极冰区航行，需要考虑破冰航行，所以水线一下都有一个很大角度的斜度，以便切开冰面（别太厚，结冰太厚，还是得需要破冰船开路），给自己劈开一条航路，所以球型艏这种船型未准适合北极冰区航行。
, \5 q3 L+ g1 I  h
& j; |4 b+ g4 `( ]' U* s5 S6 G0 h

附个球型艏船与常规艏船在恶劣海况下航行的视频，可见常规艏船与浪涌的抨击非常厉害。

% O4 w( X- r; K
* b" X9 ]2 X; C8 L0 X

一无所之

看那张船被波峰拦腰拱起的照片，看得我都害怕啊
- }9 I. `  c+ G3 R悬啊，这镜头怎么拍的？

猫元帅

没有完美的船型。貌似这种首对航速的制约比较大。另外似乎也不利于劈浪。

MacArthur

其实就是＂骑浪＂和＂穿浪＂的区别。这个＂球型艏＂估计能很好地改善高海况下的纵摇，不过要说也能减阻节省燃料？我看玄

njyd

估计这种船首大浪能一直涌到驾驶室，在大风大浪中观察不利。

holycow

加拿大哈利法克斯级4000多吨的护卫舰装个57毫米炮应该是绝无仅有的吧，怎么也给弄个奥托的76mm

高朋满座

第一张图乍一看，我还以为是屁股向前在倒车...

潮起潮落

' ^3 q: ]( Y; Y5 C

MacArthur 发表于 2013-3-17 21:35
不过要说也能减阻节省燃料？我看玄

/ u, Y0 ^* E. X" @
# \0 H* L4 y8 C+ t# z  |8 L, d无责任猜测：
6 s: y/ a# P$ x1 z) {( Z
从视频看，那艘球型艏船是从后边赶上来并反超。假设它俩排水量、主机差不多的话（对比试验，选的应该是大小、功率差不多的船。偷个懒，就不查了），那么它俩从同一个港口出航，到同一个港口去，球型艏船会早到，另一条船还得在海上顶风破浪航行。航行时间长的船，肯定消耗的燃料多。
: _7 Q9 ]3 r- r" }( e0 A. _

5 y  A; D6 ~$ N. O) v# q
6 q+ m/ p& h" g! f" L5 G

MacArthur

潮起潮落 发表于 2013-3-17 10:40
无责任猜测：
4 s" F) q/ g: h5 L* {
从视频看，那艘球型艏船是从后边赶上来并反超。假设它俩排水量、主机差不多的话（对比试验 ...

7 |) L: |$ h: A& R这是一个需要定量分析的问题，咱们都只能是猜一猜。。。
! g( v: {6 k, Q( I

库布其

这个图看得我也是提心吊胆啊。。。有没有关于船体结构挠度的数字呢？挠度大一些，也许能有些改善。要是柔性船体，如同浪上浮萍，就没这事情了，不过太难了。

潮起潮落

库布其 发表于 2013-3-18 13:05
3 }+ l" `$ ?% A- N6 b这个图看得我也是提心吊胆啊。。。有没有关于船体结构挠度的数字呢？挠度大一些，也许能有些改善。要是柔性 ...

. R/ c+ I1 Y; ]: r3 h) @  t
$ Y2 h; c* ^; Z$ l1 T


& w" h- z, E2 \7 H5 R: k汗，不是技术流，拍不出船体结构挠度数字。海军有个说法，叫不怕浪就怕涌，涌大了会晕船。但看到超级油轮，还是有些的担心：这么大的船咋抗击大浪巨涌？折断了咋办？在大自然的伟力面前，人类的力量和智慧还是太渺小了，船难是难以完全避免的。


( N- j1 h/ ?3 I$ S$ I4 b* `

MacArthur

潮起潮落 发表于 2013-3-18 02:43
+ u* y- r# \; v- C* q4 w汗，不是技术流，拍不出船体结构挠度数字。海军有个说法，叫不怕浪就怕涌，涌大了会晕船。但看到超级 ...

/ x9 S& p( ^0 x再给你添两张。。。

2012年1月9号，散装货船Rena号在新西兰近海被七米高的巨浪掰成两截。。。


( t3 M. T8 }' c: ~$ U+ J" O

MacArthur

看看七米高大浪是啥样子
0 Q# Y4 D6 ]% s$ P

东湖珞珈

我觉得这个设计更多的还是追求有一个巨大的连贯的平台还装货吧。
对一个船体而已，或者一辆颠簸的汽车，最舒适的地方还是中段。最糟糕的地方就是一前一后两个顶端，这两个地方的颠簸起伏的幅度是最大的地方。
: e* |* s5 B* R6 T把驾驶舱建在船头，视野会很好，但是乘员舒适性会非常糟糕。

东湖珞珈

突然想通了，这不就是个卡车的设计么？驾驶楼在前面，后面是货舱。装货容易些

冰蚁

东湖珞珈 发表于 2013-3-18 11:36
- `. x$ ?/ m) u% s突然想通了，这不就是个卡车的设计么？驾驶楼在前面，后面是货舱。装货容易些 ...

9 L7 L  B" H0 G" M( V, w. Y这个装货容易度比驾驶舱后置设计的能有显著提高？我感觉没有吧。

东湖珞珈

冰蚁 发表于 2013-3-19 01:02
" E* [+ |# D/ d9 x0 y这个装货容易度比驾驶舱后置设计的能有显著提高？我感觉没有吧。

( c5 J# \9 R6 R5 [& Y: V4 g7 o那好吧，对驾驶员而言，视野好很多。把驾驶楼建在后面，前面的死角很大。

MacArthur

东湖珞珈 发表于 2013-3-18 11:32
... 把驾驶舱建在船头，视野会很好，但是乘员舒适性会非常糟糕。

! R# [; A( z' x* P2 K" d" y能把黄都颠散了。。。 虽然是“穿浪”，不过也只是有限度地减轻纵摇。遇上大风浪，还不跟坐过山车似的。。。
* z" c# C6 n5 Z5 ^6 f

TopGun

请教DDG1000的船首是否算这种球型首？

3 ^; C3 F4 n4 W$ |以下是我的看法，不知道对不对：
! r2 p0 N- s' U  _: s" m- f- M
军舰减少浪涌产生的纵向运动，有一个惯常的办法，就是采用长长的、尖削的、肚子大的船型。长长的、尖削的首部浮力小，所以在浪涌下首部上浮下沉的幅度小；肚子大导致军舰的主要浮力在中部产生，同样可以减低首部的抬头和低头幅度。
, d7 M( u9 k+ f! B
这种船型一个附带的好处是高速新能好。

但是这种船型造价高、空间利用率低，对商船不合适。

而这种球形首对商船却很合适。
; t% n. _: y+ O( Z4 s


! x8 ~& J+ m0 U

( l1 f4 P2 B: Y; F9 u0 k" Y4 u

潮起潮落

TopGun 发表于 2013-3-19 01:29
* k5 e# m! u# D* b2 J3 [+ U  D$ J请教DDG1000的船首是否算这种球型首？
; L- `/ |4 }+ Q5 W/ W; _/ m' N4 I
以下是我的看法，不知道对不对：

$ x: c$ j  w' x8 x, u! Q% Z

* X% K6 r7 @7 L7 Y3 pDDG1000属于艏柱后倾吧？其舰艏无球型可言，我理解这种设计的重点应该是出于隐身考虑。



! g: ]* Y7 \+ K0 s! B: H
* R3 U0 I, ]' ^2 u, W0 ~2 j以往舰船一般采用艏柱前倾，前倾的问题在于浪涌抨击。比如：迎面一个大涌过来，便把船头高高抬起。随后船头跌入波谷，在下跌过程中另一个大涌再至，与下落的船头轰然相撞（咱诗意点：涌起千堆雪？ ），其力道很大。除了对船首结构会造成损害外，造成的航行阻力也很大，跟卡车撞进棉花垛没啥两样，只能更狠。采用尖削的船头是为了劈浪，尽量减少受力面积。但即使这样，仍能看到艏柱前倾的舰船拍击浪涌的壮观水墙。
( h: s& y: A6 w$ J( r6 D. \! S) {8 u
. ]9 F" T& _: i4 H" X
. v$ _% s( @, y4 h, l  s4 Q9 `
5 w- f. N7 ^# e% }2 @

; `  G8 b0 n5 i/ ]+ N' P