形状各异的船头
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发布者:KnowMi 发布时间: 2023-05-19 10:05:15 点击量: 6835 来源:KnowMi
微课点睛
船首,指船舶前端或近前端部分,能够起到减少船身水中阻力、消减海浪冲击、增加船舶稳定性等作用,同时也是船舶重要的美学元素。目前,较为常见的船首形状有五种:直立型船首、前倾型船首、飞剪型船首、破冰型船首和球鼻型船首。
直立型船首
船首部轮廓线呈与基线相垂直或接近的直线,首部甲板面积不大。早期的铆接船舶用这种型式较多,现多用于驳船和特种船舶。
前倾型船首
船首柱呈直线前倾或微带曲线前倾,与水面形成一定角度,首部甲板面积大。这种船首可以有效防止甲板上浪,在发生碰撞时船首水线以下部分不易受损,是目前船舶设计中较为常见的船首形状,但缺点是船舶航行中的兴波阻力较大。
中国首艘万吨级远洋轮“东风”号
飞剪型船首
起源于美国19世纪设计的高速帆船,由直立型艏发展而来,其设计水线以上呈凹形曲线,在艏部水线处收窄,形似弯刀刀刃,航行时“剪”开波浪而行,所以叫做飞剪艏。因被德国海军广泛采用以应对大西洋的极端航行条件,也被称为大西洋艏。时至今日,在军舰设计上还被广泛使用。
这种型式船舶的首部体积较大,具有较大的浮力储备,可以最大程度避免船舶“埋首”问题,提高了抗沉性能和纵向稳定性。且船舶在高速航行时也不会有严重的上浪,确保船舶强大的动力能够转换为高航速,适用于恶劣海况。但其缺点是制造工艺复杂,不适合大批量生产,而且造价高昂。
中国“远望7”号测量船
球鼻型船首
出现于上世纪中后期,其设计水线以下的首部近似球状,其球状部分被称为“球鼻”,有水滴形、撞角形、圆筒形等多种形状。它能够调整船舶航行时产生的波浪,有效减少兴波阻力,加快船舶行驶速度,进而提高船舶的适航性和经济性。但由于球鼻艏只能在其设计航速上产生正效益,否则阻力更大,因此多用于大型远洋运输船舶。此外,还有部分军舰利用球鼻的突出体装置声纳。
破冰型船首
首用于破冰船,其设计水线以下的首柱呈倾斜状,与基线成约30°夹角,以便冲上冰层,利用自身重量将冰压碎。这种船首设计在标准情况下航行时阻力偏大,会导致耗油量提升,所以并不适用于普通船舶。
中国“雪龙”号破冰船
随着造船技术的发展,艏部已经变化出数十种形态。其中较为特别的要属穿浪型船首。这一设计最早出现在古希腊的撞角快船上。因为建造方便,且适用于大多数海况,穿浪型船首一直被沿用到19世纪,多应用于那个时代的铁甲舰。此后,因远洋航行的要求,才逐渐让位于适航性能更好的前倾型船首。最近十几年,穿浪型船首似乎迎来了一次“复辟”,诸如双体及三体船首、X-Bow型船首等,都可视作穿浪型船首的现代新型态。
双船艏
意大利海军多用途巡逻护卫舰首舰“保罗·陶内·迪·莱费尔”号采用了双船艏设计,可以视作是对球鼻艏设计的变型优化。削尖了的船艏可以提升航速、降低油耗,同时还能增加航行稳定性。
意大利“保罗·陶内·迪·莱费尔”号
X-Bow型艏
X-Bow是乌斯坦公司的专利船首设计。这种船首通过特殊设计,能使船舶“穿浪航行”,而不是像传统船型的船体那样被“波浪提升”或是“撞击波浪”前进。它一般呈现船首向内倾斜的形状,可以减少水的阻力。一般来说,波浪撞击船头会增加船舶的噪音和振动,X-Bow则减少了海水对船体的撞击,有效避免了船体磨损。截至2020年,已有将近150艘的船舶配备了X-Bow。