最近筆者在網上看到很多”船人“在發船舶下水的小視頻，其實大部分是海船，而在這些海船中又有不少是採用垂直艏的船舶。正是因為這些”垂直艏“的船舶沒有了大家熟知的“大鼻子”所以讓不少觀眾產生了疑惑。在評論區筆者看到不少網友問：不是說海船都有“大鼻子”嗎？為何它沒有呢？
沒有“大鼻子”的貨船正在下水
不知從何時起網友們開始感興趣起：為何船舶會前面會有一個“大鼻子”？它的作用又是什麼？而廣大科技和軍事領域的作者們，瞬間就捕捉到了這個“熱點”，所以網上出現了大量來科普“大鼻子”的文章。在作者們的科普下，也確實讓廣大讀者知道了船舶設置“大鼻子”的意義。但是很多作者在科普其原理時，並沒有很好的交代其適用的範圍，甚至有作者直接斷言：因為“大鼻子”對於船舶性能提升很大，所以所有海船都有“大鼻子”。相信正是因為受了這些科普文章的影響，所以有些網友們才會對這些沒有“大鼻子”的海船產生了疑惑。
有“大鼻子”的貨船
在看到這麼多網友有這樣的疑惑，其中還有不少網友曾私信問我，所以我決定就來聊聊這個問題。不過在聊之前我們還是要先簡要回顧一下“大鼻子”是什麼？作用又是什麼？
簡要回顧一下大鼻子
船舶阻力分析：
一般來說，船舶在航行時會受到空氣阻力和水的阻力，相對來說空氣阻力佔的比重較少，所以船舶最主要還是看水的阻力。水的阻力又可以分為：摩擦阻力、粘壓阻力、興波阻力、突出體阻力等四種阻力。其中這四種阻力在不同航速船舶中所佔的比例也有所不同：在低速船舶中，興波阻力的佔比很小，摩擦阻力的佔比能達到70%~80%，粘壓阻力為10%；而對於高速船舶，興波阻力的佔比急劇增加，能達到40%~50%，摩擦阻力為50%，粘壓阻力為5%左右。
船模實驗能得到船舶的阻力值
興波阻力的由來：
在四種阻力中，摩擦阻力、粘壓阻力和突出體阻力都比較好理解，唯獨興波阻力不好理解。船舶在航行時，船首對水施加壓力，把水劈開而前進，於是就激起了一組隨船前進的波浪，這就是首波。船尾在前進時，水中留出了一個低壓區，成為波谷，形成了一組由船尾引起的波浪，稱為尾波。由於船舶航行時，船首興起了波峰和船尾興起的波谷會形成壓力差，這種由興波引起的壓力差分佈就叫興波阻力。如果從能量的角度來看的話，船體掀起波浪就要消耗能量，船體不停的掀起波浪，就要不斷的消耗能量，從而形成興波阻力。
船舶航行激起的波浪
球鼻艏如何減小興波阻力：
既然興波阻力要消耗能量，那麼咱們就需要通過各種方法來減少興波阻力，而之前講的奇怪的”大鼻子“就是用來減少興波阻力的用的結構，學名叫做”球鼻艏“。
那麼”球鼻艏“是如何減少興波阻力的呢？通過下圖我們就能瞭解”球鼻艏“是如何減少興波阻力的了。圖中綠線是船頭原來形成的波浪，藍線是”球鼻艏“形成的波浪，藍線壓制了綠線，兩者最後形成了我們看見的波浪（紅線）。因為波浪被壓制了，所以就減小了興波阻力。有資料統計，艦船滿載時”球鼻艏“可降低船舶所需的推進功率10%～20%，這個收益還是很大的。當然消除興波阻力不止球鼻艏一種，對於高航速的船舶來說，消波水翼，壓浪板，也是不錯的方法。
球鼻艏工作原理分析
為何有些海船沒有大鼻子？
關於為何現在有些海船沒有”大鼻子“呢？筆者恰恰在參與船舶設計的時候遇到過這樣的問題。當時筆者參與的一艘散貨船，其母型船是有”球鼻艏“，但是在分析實船的運營情況後，對後續船進行了改進，把”球鼻艏“改成了”垂直艏“。筆者不是搞總體的，所以當時並不是很理解其中的緣由，不過後來筆者在公司給船東的《船東審圖意見答覆》郵件中找到了答案。在郵件中，船東問到了：為何把”球鼻艏“改成了”垂直艏“，做總體的工程師答覆：”球鼻艏“的作用主要是降低興波阻力，在低航速的船舶中，興波阻力佔的比例非常低，而該船設計航速不到12節，所以收效甚微；同時”垂直艏“相較於”球鼻艏“在風浪中有更好的適應性，所以取消結構複雜的”球鼻艏“換上結構簡單的”垂直艏“會更加合理。
採用”垂直艏“的船舶
想必看到這裡大家都已經懂了，對於設計航速較低的船舶，取消結構複雜的”球鼻艏“不失為一種好的方案。而在當下，航運不景氣，船舶普遍降速運行的大背景下，越來越多的低速船舶採用”垂直艏“也就不足為奇了。
漂亮的滾裝船大家看船艏
當然並不是說設計航速低的船舶取消”球鼻艏“就一定好，這還要綜合考慮船舶的船型、用途、航區，以及船東和總體們的想法。曾經就有人和我講過，在”球鼻艏“興起的時候，有些船東和設計人員為了追潮流，不考慮”球鼻艏“的實際作用有多大，而是為了”球鼻艏“而”球鼻艏“，這在某些內河船舶中最為突出。
作者：小船人的夢想 2019年2月20號 （凌晨）
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