欧洲船设计趋势

最近在看船型的时候发现一些问题，不知道大家有没有注意到，欧洲近些年的船型跟90年代之前的船的一些区别。 比如垂直船首，跟船体一样宽的尾部，双舵，舭缘线(chine line)等，这些都带来了更好的航行性能，但降低了远洋的能力，而同时期美国船还保留了更多的传统设计。

我有个疑问，欧洲船这些新的设计代表趋势吗？还是因为欧洲人用船的环境决定了他们更注重性能？还是成本的原因或是其他？

英国的帆船也一样，法国意大利德国的帆船，尤其是北海地中海沿岸地区，几个量产品牌在国内进口较多，而恰恰是他们的量产船本来就是根据这些地方的海况和水文条件设计的，并不适合北大西洋的海况。设计理念带来的作品结果就相差这么大，还不用说因为这些为了适合欧洲工薪阶层的廉价量产品，进口没几年，因为复合材料的老化问题，普遍出现的船体龟裂了，而这种降低船体结构强度的老化，都是没有保修一说的。

Orisun 发表于 2017-12-25 17:15
英国的帆船也一样，法国意大利德国的帆船，尤其是北海地中海沿岸地区，几个量产品牌在国内进口较多，而恰恰 ...

材料老化能再详细说说吗，之前还真没听说过这个问题。材料现在不都是用的玻璃纤维+树脂么，我看CF论坛上老外还认为三明治的结构也能用上30年。有些人还说他们去Hallberg Rassy这样的船厂看了也就那么回事，用料和工艺都跟量产船差不多，卖得贵只是因为北欧人工贵。

北大西洋这事也是，按有些老外的说法欧洲高纬度看到的最多的倒是这些量产船，毕竟产量大价格又低，总体数量碾压那些小众的蓝水船品牌。 当然我不太认同这种说法，能航行和能舒适航行还是有区别的。

船尾回宽，我感觉还是从提高活动空间角度出发的，水下部分还是流线的纺锤型，在不以兑速为主的休闲巡航中，宽大的船尾可以供更大的甲板空间，他们喜欢玻璃钢的主要原因是批量加工难度低，人工成本低，而其本身的搞老化性能，并不稳定，受材料，工艺等方面影响非常严重

而且大家注意没有，我感觉现代的船型越来越向中式帆船了

自由的浪花 发表于 2017-12-26 11:15
船尾回宽，我感觉还是从提高活动空间角度出发的，水下部分还是流线的纺锤型，在不以兑速为主的休闲巡航中， ...

宽船尾肯定是为了空间，不管是甲板上还是船舱。但这种设计不是降低了船速，反而是增加船速，我看到的资料是这样解释的，这样的设计增加了虚拟水线，还对船首波和船尾波产生的阻力有影响（这里太专业了我看的也不是很明白）。至于水下部分，只要用到了硬的线条（chine）肯定就不再是以前那种完全流线体的样子了。

宽船尾的缺点我理解主要是抗尾浪的性能差，美国人认为蓝水船最好是两头尖（double ender）,宽船尾不管是停泊还是航行的时候，浪大了都容易被不停的被拍屁股。停泊的时候不舒服，航行的时候难以保持航线，另外尾部浮力大了（船尾体积大和chine的设计都提供了更多的浮力）造成船首容易下沉上浪。

一生全靠浪~ 发表于 2017-12-26 10:43
材料老化能再详细说说吗，之前还真没听说过这个问题。材料现在不都是用的玻璃纤维+树脂么，我看CF论坛上 ...

化学材料受到紫外线影响发生的老化现象是不可避免的，无论再怎样提高材质改善工艺，结果都只能做到延缓而不是改变。这点和钢质船用牺牲阳极防锈的原理是根本不同的，而且防紫外线涂料的价格是远高于阳极金属价格的，这点看看化妆品价格就能得到一个直观印象。

老化形成的龟裂，已经表示了结构强度发生了改变，不管是玻璃钢还是碳纤维，树脂粘合剂老化造成的裂纹或者剥离都是一样的。所以即使是老外的赛艇，动辄几千万美元的产品，更新换代退役的年限都特别短，而且因为无法自然降解，连回收的残值都没有，一般过完服役期后只能改装成强度需要不那么高的运营船了。

现代帆船的设计特点的确越来越朝古典中式帆船的船型特征，这是因为传统的欧洲帆船型线，为了适合北大西洋海况，采用的是鲭鱼型的，而中式帆船是鸭子凫水型的，主要适合于中国的内陆湖泊等平静水域，而在荷兰的Delft大学研究适合竞赛的帆船船型时，从静水水池试验中发现的确是鸭子凫水的船型效率最高。但并不是这种船型就是最适合航海的唯一答案，相反早在十九世纪法国人就得出了最适合航海的船型，是需要船艏艉都成为尖头，这样才能使得在实际航海中的船舶效率最高的，并根据这个原理制造出来了系列的铁甲舰。因此船艉宽大主要还是由于帆艇本身的甲板活动空间太小造成的，国内人主要还是因为基本都是业外人士，被至今为止进口船洗脑才得到这么个印象，但从设计专业的观点上讲，我历来推荐的都是英国等大洋船型，而不是需要船东自身具备更好身体素质去适应航海的海况。

自由的浪花 发表于 2017-12-26 11:15
船尾回宽，我感觉还是从提高活动空间角度出发的，水下部分还是流线的纺锤型，在不以兑速为主的休闲巡航中， ...

玻璃钢制造工艺，相对于钢船的来说，难度下降了不止一个级别，就连粮农组织援助非洲的渔船项目，都采用玻璃钢，原因就在于玻璃钢等复合材料制造，并不需要高深的前置知识，也不需要如焊接一样的工艺设备，所以即使复合材料报废后会造成大量的污染也总比没有更好，在国内只有玻璃钢等复合材料制造资格的厂家，总的来说是远远比不上钢质建造资质的，即使游艇也一样。但也就因为污染问题，国内是不允许进口二手玻璃钢船的。

自由的浪花 发表于 2017-12-26 11:17
而且大家注意没有，我感觉现代的船型越来越向中式帆船了

从水线的最大宽度位置来说，是这样的。其他方面就完全是不相干的事情了。



第一个是中国帆船的俯视图， 水线基本按甲板来变化，所以你可以估计得出水线最大宽度在后1/3。
第二个图是老式的西方帆船（无论大小都这样）。可见最大宽度很靠近船头。

第三个是现代的一些帆船，最大宽度已经移动到中部乃至中部之后。如同截去船尾一角的菱形。

第四个是最近的一些帆船，竭力把最大宽度往最后面移动。基本就呈现三角形。


老外有些自己鼓捣的“中国帆船”，很多看着帆是那么一回事，但看他船体就变成第二种样式了，这是不对的。
上次论坛里面KoekWeiChew 发了几个一个老外的中国帆船图纸，他的船体形状就很正确。

两头尖的船体，从受力上来说当然是最好。 比如你在最危险的波浪中拱位置，你的中部船体最宽，而两头分担的重量最小，这样船体中部的弯矩就会小。越大吨位的船，这点显得越重要。但对于10米长的小帆船来说，结构强度不是很重要的问题，这个一般不需要考虑。

至于水力学上的阻力问题。两头尖阻力小是个形象的想当然问题。你草率地看问题的时候是这样的。当然如果你深入去看问题，那就不是这样的了。

尖头，实质是对付兴波阻力的事情，也就是表面这一层的阻力是需要尖头。但一艘正常的船你不可能只考虑水面的事情，水中的事情也必须考虑。对于船体巨大而航速相对不高的船（比如巨型油轮），水中的阻力占绝大部分，所以船头就不需要尖锐了。而纯粹在水中航行的核潜艇，则根本不考虑水面的阻力，所以头就是纯圆钝的了，这样阻力才小。

尖尾，从简单的流体力学来说，似乎是无论如何都需要的。但实质上这只是个你怎么看船体在水上航行的事情。
你如果只从俯视的角度出发来看船体，那么似乎是要尖尾巴。但实质上船是在水中一个三维空间中航行，你如果从侧视的角度来看船体，那个在平面上呈现的尖尾巴对去流作用是半毛钱关系没有。有关系的反而是船底板的斜度问题。而实质的船体通常来说，总是宽度大于吃水数倍，也就是水中这部分阻力，主要来自于船体后部底部 而不是船体后部两侧。

那么尖尾巴会对阻力造成什么不良影响么？
答案当然是会。
这个收缩的尖尾巴会在船尾造成如同船头一样的兴波阻力（一种降低阻力的办法是让船尾波和船头波叠加后后互相抵消，但这只是理论想象，实际是很难做好的）。如果没有船尾的收缩段，自然就不存在船尾的兴波阻力。
当然基于这种考虑，船体似乎在水线上似乎是个三角形最佳，也就是船体水线最宽处在最尾部。
而在限定船长的时候，你会发现，如果把水线最宽处移动到最后面，那么你的船体前部的水线可以更加尖锐，那么兴波阻力可以更小。

这个现象或者这种设计方法人们也是近几十年才意识到的。比如奥林匹克运动会中的赛艇类项目，为了防止有人利用这个现象来通过技术手段而非人的体力来获得优势。规定了重要两点：其中一点是水线最大宽度不得在船长50%之后（另一点是船体水线不得出现内凹）。

中国人的传统船体，最大宽度通常是在船体后1/3处。这是中国船体的一个重要优势。

至于水下形状——没人规定你水线是什么样，水下就必须什么样对吧。
但很遗憾，这个这么简单的道理，以前造船的时候就是无法解放思想。 以前造船确实是水线长啥样，水下也啥样。

最近在看船型的时候发现一些问题，不知道大家有没有注意到，欧洲近些年的船型跟90年代之前的船的一些区别。 比如垂直船首，跟船体一样宽的尾部，双舵，舭缘线(chine line)等，这些都带来了更好的航行性能，但降低了远洋的能力，而同时期美国船还保留了更多的传统设计。

我有个疑问，欧洲船这些新的设计代表趋势吗？还是因为欧洲人用船的环境决定了他们更注重性能？还是成本的原因或是其他？

英国的帆船也一样，法国意大利德国的帆船，尤其是北海地中海沿岸地区，几个量产品牌在国内进口较多，而恰恰是他们的量产船本来就是根据这些地方的海况和水文条件设计的，并不适合北大西洋的海况。设计理念带来的作品结果就相差这么大，还不用说因为这些为了适合欧洲工薪阶层的廉价量产品，进口没几年，因为复合材料的老化问题，普遍出现的船体龟裂了，而这种降低船体结构强度的老化，都是没有保修一说的。

Orisun 发表于 2017-12-25 17:15
英国的帆船也一样，法国意大利德国的帆船，尤其是北海地中海沿岸地区，几个量产品牌在国内进口较多，而恰恰 ...

材料老化能再详细说说吗，之前还真没听说过这个问题。材料现在不都是用的玻璃纤维+树脂么，我看CF论坛上老外还认为三明治的结构也能用上30年。有些人还说他们去Hallberg Rassy这样的船厂看了也就那么回事，用料和工艺都跟量产船差不多，卖得贵只是因为北欧人工贵。

北大西洋这事也是，按有些老外的说法欧洲高纬度看到的最多的倒是这些量产船，毕竟产量大价格又低，总体数量碾压那些小众的蓝水船品牌。 当然我不太认同这种说法，能航行和能舒适航行还是有区别的。

船尾回宽，我感觉还是从提高活动空间角度出发的，水下部分还是流线的纺锤型，在不以兑速为主的休闲巡航中，宽大的船尾可以供更大的甲板空间，他们喜欢玻璃钢的主要原因是批量加工难度低，人工成本低，而其本身的搞老化性能，并不稳定，受材料，工艺等方面影响非常严重

而且大家注意没有，我感觉现代的船型越来越向中式帆船了

自由的浪花 发表于 2017-12-26 11:15
船尾回宽，我感觉还是从提高活动空间角度出发的，水下部分还是流线的纺锤型，在不以兑速为主的休闲巡航中， ...

宽船尾肯定是为了空间，不管是甲板上还是船舱。但这种设计不是降低了船速，反而是增加船速，我看到的资料是这样解释的，这样的设计增加了虚拟水线，还对船首波和船尾波产生的阻力有影响（这里太专业了我看的也不是很明白）。至于水下部分，只要用到了硬的线条（chine）肯定就不再是以前那种完全流线体的样子了。

宽船尾的缺点我理解主要是抗尾浪的性能差，美国人认为蓝水船最好是两头尖（double ender）,宽船尾不管是停泊还是航行的时候，浪大了都容易被不停的被拍屁股。停泊的时候不舒服，航行的时候难以保持航线，另外尾部浮力大了（船尾体积大和chine的设计都提供了更多的浮力）造成船首容易下沉上浪。

一生全靠浪~ 发表于 2017-12-26 10:43
材料老化能再详细说说吗，之前还真没听说过这个问题。材料现在不都是用的玻璃纤维+树脂么，我看CF论坛上 ...

化学材料受到紫外线影响发生的老化现象是不可避免的，无论再怎样提高材质改善工艺，结果都只能做到延缓而不是改变。这点和钢质船用牺牲阳极防锈的原理是根本不同的，而且防紫外线涂料的价格是远高于阳极金属价格的，这点看看化妆品价格就能得到一个直观印象。

老化形成的龟裂，已经表示了结构强度发生了改变，不管是玻璃钢还是碳纤维，树脂粘合剂老化造成的裂纹或者剥离都是一样的。所以即使是老外的赛艇，动辄几千万美元的产品，更新换代退役的年限都特别短，而且因为无法自然降解，连回收的残值都没有，一般过完服役期后只能改装成强度需要不那么高的运营船了。

现代帆船的设计特点的确越来越朝古典中式帆船的船型特征，这是因为传统的欧洲帆船型线，为了适合北大西洋海况，采用的是鲭鱼型的，而中式帆船是鸭子凫水型的，主要适合于中国的内陆湖泊等平静水域，而在荷兰的Delft大学研究适合竞赛的帆船船型时，从静水水池试验中发现的确是鸭子凫水的船型效率最高。但并不是这种船型就是最适合航海的唯一答案，相反早在十九世纪法国人就得出了最适合航海的船型，是需要船艏艉都成为尖头，这样才能使得在实际航海中的船舶效率最高的，并根据这个原理制造出来了系列的铁甲舰。因此船艉宽大主要还是由于帆艇本身的甲板活动空间太小造成的，国内人主要还是因为基本都是业外人士，被至今为止进口船洗脑才得到这么个印象，但从设计专业的观点上讲，我历来推荐的都是英国等大洋船型，而不是需要船东自身具备更好身体素质去适应航海的海况。

自由的浪花 发表于 2017-12-26 11:15
船尾回宽，我感觉还是从提高活动空间角度出发的，水下部分还是流线的纺锤型，在不以兑速为主的休闲巡航中， ...

玻璃钢制造工艺，相对于钢船的来说，难度下降了不止一个级别，就连粮农组织援助非洲的渔船项目，都采用玻璃钢，原因就在于玻璃钢等复合材料制造，并不需要高深的前置知识，也不需要如焊接一样的工艺设备，所以即使复合材料报废后会造成大量的污染也总比没有更好，在国内只有玻璃钢等复合材料制造资格的厂家，总的来说是远远比不上钢质建造资质的，即使游艇也一样。但也就因为污染问题，国内是不允许进口二手玻璃钢船的。

自由的浪花 发表于 2017-12-26 11:17
而且大家注意没有，我感觉现代的船型越来越向中式帆船了

从水线的最大宽度位置来说，是这样的。其他方面就完全是不相干的事情了。



第一个是中国帆船的俯视图， 水线基本按甲板来变化，所以你可以估计得出水线最大宽度在后1/3。
第二个图是老式的西方帆船（无论大小都这样）。可见最大宽度很靠近船头。

第三个是现代的一些帆船，最大宽度已经移动到中部乃至中部之后。如同截去船尾一角的菱形。

第四个是最近的一些帆船，竭力把最大宽度往最后面移动。基本就呈现三角形。


老外有些自己鼓捣的“中国帆船”，很多看着帆是那么一回事，但看他船体就变成第二种样式了，这是不对的。
上次论坛里面KoekWeiChew 发了几个一个老外的中国帆船图纸，他的船体形状就很正确。

两头尖的船体，从受力上来说当然是最好。 比如你在最危险的波浪中拱位置，你的中部船体最宽，而两头分担的重量最小，这样船体中部的弯矩就会小。越大吨位的船，这点显得越重要。但对于10米长的小帆船来说，结构强度不是很重要的问题，这个一般不需要考虑。

至于水力学上的阻力问题。两头尖阻力小是个形象的想当然问题。你草率地看问题的时候是这样的。当然如果你深入去看问题，那就不是这样的了。

尖头，实质是对付兴波阻力的事情，也就是表面这一层的阻力是需要尖头。但一艘正常的船你不可能只考虑水面的事情，水中的事情也必须考虑。对于船体巨大而航速相对不高的船（比如巨型油轮），水中的阻力占绝大部分，所以船头就不需要尖锐了。而纯粹在水中航行的核潜艇，则根本不考虑水面的阻力，所以头就是纯圆钝的了，这样阻力才小。

尖尾，从简单的流体力学来说，似乎是无论如何都需要的。但实质上这只是个你怎么看船体在水上航行的事情。
你如果只从俯视的角度出发来看船体，那么似乎是要尖尾巴。但实质上船是在水中一个三维空间中航行，你如果从侧视的角度来看船体，那个在平面上呈现的尖尾巴对去流作用是半毛钱关系没有。有关系的反而是船底板的斜度问题。而实质的船体通常来说，总是宽度大于吃水数倍，也就是水中这部分阻力，主要来自于船体后部底部 而不是船体后部两侧。

那么尖尾巴会对阻力造成什么不良影响么？
答案当然是会。
这个收缩的尖尾巴会在船尾造成如同船头一样的兴波阻力（一种降低阻力的办法是让船尾波和船头波叠加后后互相抵消，但这只是理论想象，实际是很难做好的）。如果没有船尾的收缩段，自然就不存在船尾的兴波阻力。
当然基于这种考虑，船体似乎在水线上似乎是个三角形最佳，也就是船体水线最宽处在最尾部。
而在限定船长的时候，你会发现，如果把水线最宽处移动到最后面，那么你的船体前部的水线可以更加尖锐，那么兴波阻力可以更小。

这个现象或者这种设计方法人们也是近几十年才意识到的。比如奥林匹克运动会中的赛艇类项目，为了防止有人利用这个现象来通过技术手段而非人的体力来获得优势。规定了重要两点：其中一点是水线最大宽度不得在船长50%之后（另一点是船体水线不得出现内凹）。

中国人的传统船体，最大宽度通常是在船体后1/3处。这是中国船体的一个重要优势。

至于水下形状——没人规定你水线是什么样，水下就必须什么样对吧。
但很遗憾，这个这么简单的道理，以前造船的时候就是无法解放思想。 以前造船确实是水线长啥样，水下也啥样。