为何军舰舰首水线以下都有个“大鼻子”,它有什么作用?

海上人cuisui


现代军用水面舰艇、民用远洋船舶在船体建造过程中,一般舰艏下方并不是传统意义上的折角形式,而是会配置一个额外的突出部,这种突出部就如同题目中所说的“大鼻子”,其实更为专业的称呼就是——球鼻艏。这种球鼻艏的存在主要从下面两个方面带给舰船不一样的性能提升:

第一、有效降低水流的兴波阻力。

对于过去的船舶设计而言,航行过程中水流和船体水线以下部分表面的摩擦阻力是占据主导地位的,因此之前所有船舶设计中都会尽量减少船体与水接触的面积(也就是湿面积),接触面积越小,则航行阻力越小,就可以降低发动机功率消耗,减少燃料损耗,延长航程能力。

但是随着认识的升入,发现舰艏部航行过程中破浪而行时,水流表面产生的波浪会很大程度上增加阻力,这就是所谓的兴波阻力。而采用球鼻艏就可以有效的遏制这种波浪的产生,从而有效控制兴波阻力,降低幅度大致相当于非球鼻艏船身总阻力的10-20%,效果还是很明显的。

因此这种球鼻艏已经普遍应用在军用舰艇和民用远洋船舶上。

第二、有利于安放球首声呐。

对于军用舰艇而言,海上反潜作战就非常依赖于声呐探测系统,而军舰本身,尤其是中后部动力舱周围就是一个很大的噪声源,因此为了对声呐系统提供一个更安静的工作环境,舰艏部位就是最合适的。但是传统的非球鼻艏舰体前部空间很有限,无法安装大直径的声呐系统,只能在舰艏外形成一个额外的突出部,这样虽然解决了声呐安放问题,却提高了航行阻力。这种情况最典型的案例就是美国佩里级护卫舰。

相比之下,球鼻艏就是一个完美解决空间和阻力问题的方案,将球首声呐安放在球鼻艏内,既不额外提升阻力,也不影响声呐工作。所以,现在的军舰,从航空母舰到护卫舰基本上都采用这种装置。

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我们平常从新闻还是杂志等媒介上看到的舰船基本上都是处于水面航行状态的画面,很难有机会去看看我们看不见的水下部分,除非特地去网上搜索。所以说起某型军舰的时候,有不少人会说出这艘军舰都装备了什么武器、电子系统、有什么先进之处等,但是大家往往对一艘船最基本的舰体结构却选择了忽视,比如早几年前056型轻型护卫舰出来的时候,看到有人还在问该舰舰艉的红色板子是干什么的?记得当时很多人都在下面留言,但是能够真正说出这块板子真正用途的只有一两个人,其实这块板子叫“压浪板”,主要作用是可以主动的降低056护卫舰的航行阻力,提高该舰的最大航速和经济性。当然现在军舰装备“压浪板”的已经不多了,但是从军舰的发展历史来说,舰艏水线以下却多了一个大疙瘩,就像是军舰的舰体上长了一个巨大的“瘤子”似的,那这个像瘤子的东西又是做什么的呢?

首先从军舰的类型来说主要分为“作战类军舰”和“辅助性军舰”两大类,前者包括我们常见的驱逐舰、护卫舰、两栖攻击/船坞舰、航母等具有攻击能力的军舰,而后者虽然大多数只装备有轻型防卫武器,但是其对于战争的贡献还是很大的,比如不常见的补给舰、训练舰、油船等,当然现在随着海军的发展补给舰已经从早期的辅助型军舰转变成为了一艘没有直接作战能力的“作战类军舰”。当然现在我们见到的大部分军舰采用的舰体结构还是传统的单舰体结构设计,单舰体结构虽然很成熟,但是当船在水面上航行的时候,舰艏会将水向两边排开形成水波,这个过程中就会激起一片片随着船舶行进方向的水波,当这个水波形成的时候,船的艏部就会进入一个低压区域,在低压区域和船身的高压区域不同状态下转换会产生很大的航行阻力,因此就需要控制船首波的形成来降低航行阻力继而提高经济性,所以现代大部分舰船会在舰艏装一个球艏,利用这个球艏在船向前运动的时候首先激起一个小水波,这样的话就可以有效的降低舰艏排开水造成的水压损失。使船在流动压力基本相等的水流体内移动,这样就有效的降低了船在推进过程中的阻力,从而大幅度的降低了航行阻力提高了经济性。

但是并不是所有的船都适合安装这个所谓的“大鼻子”的,我们偶尔见到的很多超大型民船,比如一些集装箱船、邮轮、超级油船等安装这个球艏鼻的作用是为了降低航行阻力,从而提高航速和燃油经济性,根据有的资料说万吨以上安装了球艏鼻的的民船在满载状态下,这个看似简单的球艏鼻可以降低10%左右的动力损失,所以这也是现代越来越多的大型民船安装球艏鼻的原因所在,但是也不是所有的民船都适合安装球艏鼻,因为球艏鼻虽然能够降低航行阻力,但是其本身也直接增大了军舰的浸湿面积,所以相相对应的也会增加船只的航行阻力,所以有些对航速要求不高的民船并不会安装球艏鼻。


再一个就是越来越多的军舰开始安装球艏鼻了,虽然球艏鼻会增加军舰的浸湿面积,继而增加一定量的航行阻力,特别是对于一些高速航行的军舰而言(导弹攻击艇等高航速军舰),因为浸湿面积增大,前端的平滑度不好,反而会使得最高航速降低,所以一些高速军舰更多的采用的还是尖头船。

但是我们看到很多驱逐舰、护卫舰都标配有球艏鼻的也是有原因的,因为军舰是用来打仗的,要面对的威胁不光有雷达能直接看到的天空和水面,还有水下的潜艇,但是在水下探测物体任何光电都不得劲,只有声音才是最好的探测源,所以军舰要想探测水下是否有威胁存在就要装备声呐,首先声呐要想能够探测的更为清晰,就要工作在一个相对更安静的环境才行,军舰的舰艉有噪音巨大的螺旋桨,舰体两侧受限于航行阻力的因素并不能安装尺寸更大的声呐阵列,而声呐阵列的尺寸越大探测距离越远,所以舰艏就是安装声呐最好的位置了,但是声呐阵列毕竟是电子设备,不能直接泡在水里的同时也需要一定的防护能力,而传统的军舰的最大航速基本都在32节左右(也就是时速60公里),为了降低航行阻力这类作战军舰基本都安装有球艏鼻,而球艏鼻本身就是个利于船只航行的减阻设备,简单来说就是个空壳子,所以在球艏鼻内安装声呐刚好是一箭双雕,当然现在我们看到的很多军舰的球艏鼻的作用更多的还是倾向于为舰艏的声呐阵列提供保障。当然这个声呐也不是只用来探测水下是否有潜艇的,平时也可以用于对陌生海域的水面环境做一个全面了解,避免军舰因为水下的暗礁或者珊瑚礁而损伤舰体。






总结一下就是,有的民船安装球艏鼻的作用是为了降低航行阻力,提高航速和经济性,当然一些类似民船的补给舰、攻击舰、航母也是安装有球艏鼻的,作用也都是为了降低航行阻力;而作战类的驱逐舰、护卫舰安装球艏鼻除了能够降低一定量的航行阻力外,也为军舰在水下探测的声呐阵列提供了一个更好的防护面具。


魑魅涅槃


Bulbous Bow,翻译成中文,就是长得像球一样的船首部,中国人聪明将其称作“球鼻艏”,形、神、意等基本上都具备了。

水面作战舰艇包括民用船只,通常在舰艏水线以下都有球鼻艏,那么这个球鼻艏到底有什么“球”用呢?

军迷可能会知道,当舰船在航行时,不可避免的要产生波浪,流体力学上叫开尔文波,会产生兴波阻力,横波大致垂直于航向,散波同航向斜交,会消耗一部分推进舰船的功率。

为了减小兴波阻力,舰船在设计时,可采用球鼻艏设计,即把舰船艏部水线以下做成球鼻状的流线型,利用球状部分所形成的低压,抑制首波的高度,从而减小兴波阻力。

此外,球鼻艏一般都是艏尖压载舱的一部分,为减小船舶的纵摇频率起到了很重要的作用。

有的军舰球鼻艏貌似很大,但这个空间绝对不会浪费,因为里面安装了反潜探测系统,也即平常所说的声呐,原因就是球鼻艏还能提供一定的保护作用,是一个理想的声呐安装位置,全称叫声呐导流罩。

内部安装了一些电子设备,包括定位、探测和测距声呐,通常呈圆球状,因此又被称作球形鼻艏。

综上,舰船球鼻艏的目的是调整船舶航行时产生的波浪,减小了兴波阻力,加快舰船行驶速度;同时也是安装反潜探测系统的理想场所,较大的球鼻艏,能够容纳大功率的声呐,从而提高舰船的反潜作战能力。


国平军史


简单地说就是在远洋航行中减少阻力,使船速更快。之所以说远洋航行是因为球鼻艏只在其设计的航速上产生正效应,否则会增加阻力。


海军司令王老爷子


这个东西叫做:球鼻艏。不仅仅是军舰,民用大型货轮游轮都有这个东西。球鼻艏的出现很早,在二十世纪初就有在大型船只中使用,那这个东西的具体作用是什么呢?都知道船只在水中航行最重要的就是能克服水的阻力,这样就可以提高船只的航行效率,所以这个球鼻艏的作用就是减少水对船的阻力的,一般来说军舰等大型船只安装球鼻艏能使得同样船只的主机功率提高10%-20%,没有球鼻艏的话舰船的阻力会大大提高,球鼻艏的存在可以在舰船首部形成一个向两侧的翻转的波,水的阻力也与之抵消了。另外有部分舰船会将声呐系统安装在球鼻艏的位置。


V-唐宋


军舰在航行的时候一般都会受到水的阻力,所以在前端放置一个球鼻艏,可以有效的降低水波纹的阻力,还能保持军舰的平稳。

另外静静的静静的比例一般都是1:7~1:9,而有球鼻艏不仅能够防止军舰前方的鱼群或者是鲨鱼之类的海上生物,还能有效的规避障碍物。就算是遇到危险,球鼻艏由于重量比较庞大也能够最大限度的减少损害。


兵家讲坛


军舰舰首水线以下有一个类似大鼻子的构件,它叫球鼻艏。它的作用是减少舰船在航行过程中的阻力。它的工作原理就是使波浪翻转180°,从而与舰船的一部分阻力相抵消,提高舰船行驶速度。除此之外还有一些特殊功能,比如在球鼻艏内装备声纳用于执行探测和反潜等任务。


大咖要说话


“大鼻子”学名叫球艏。

作用一:降低船舶行驶时的兴波阻力,提高船舶使用效率,大大的降低船舶使用成本。

作用二:安装声纳。因为球艏位于船体最前端,而且在水面以下,所以内部常常安装有声纳系统,用于探测和反潜。


军舰史话


球首鼻是用来减少兴波阻力的,几乎所有的大型船舶都有,而有些军舰还在球首鼻中装设了声呐探测设备。


老何157501439


一种用来克服船阻力的结构。其大小和形状与船体相配合可对水的压力起抵消作用,产生的船波较小,并可改善船体附近水流情况,以减小船的阻力。方便舰首安装声呐等探测设备。


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