A是现代竞速帆船常用的底部弧线
B是老式(1900年)美洲杯帆船的底部弧线
现代船都采用直艏,这和材料有关:老式帆船是纯木结构,耐水性不佳,要尽量避免浪上甲板。而现代材料完全不怕水,所以对此要求不高。
很明显,老式帆船在船长超过现代船很多的时候,水线长度依然比现代帆船短。
老式帆船船底吃水比现代帆船船底吃水大得多(但论龙骨吃水则是现代的大),底部向水中凸出弧度大,船速提高后被水吸力强制向下拉拽,造成吃水变深阻力增大。尾巴弧度大,造成船尾向后吸附力大,不利船速提升。
现代船则试图让尾部起弧变非常平坦,接近于滑行艇。
尾部现代帆船一般用前倾设计,在保证水线长度的时候,减轻尾部悬挑重量,从而减轻结构重量。老式船则有个高高悬挑于水面的无用的尾部。
CDE都是现代巡航帆船常用的底部弧线
船头通常有较弱的前倾,并没什么实际用处,一般还是从美观的角度出发有点前倾。有的设计直接把船头改直。
和竞速帆船比,这些巡航船全重(船的重量+人员货物)都比较大,所以船体吃水会比较深。
C的设计实际和现代货船很接近。尽可能在较小的吃水下布置最大的排水量。尾部起弧比较陡峭,所以尾部阻力较大(相对竞速船)。
D是比较接近老式帆船的设计,前后都有起弧,造成船体吃水较深,向水中凸出弯曲度大,下吸力强。
E是C的降低阻力型号,试图把尾部起弧变缓,以降低船尾吸力的水平分量。但在同样排水量下,这个设计会造成船体整体向水中凸进变大,阻力增加。这个方案实际只有在排水量变小的时候有效。
这些设计中还有个很小的不令人注意的地方(你看图要放大才看得到)。就是船尾末端的尾板是脱离水面还是浸没水中。
老式设计都是完全脱离水面若干英寸的。
现代观点认为,完全没必要,可以稍微浸没一点。把尾板浸没水中可以让尾部弧线变更平缓从而降低阻力。
从纯理论上说,浸没之后船行尾部和水直立的壁面会造成涡流,从而增大阻力。但这只是简单理论。复杂得来看,轻微的浸没并不会造成涡流,这个看下滑行艇就知道了。即使产生了涡流,造成的吸力,会使得船尾水流更加贴紧船体而不产生脱离,两者相互抵消,并不造成什么问题。
一种折中设计就是把尾板和水线重合,免得争论不休。
F是标准的滑行艇设计。头部有个起滑角度。传统滑行艇把这个角度直接向前延伸,成一个悬挑结构。由于这部分实际很少被水碰到,为了缩短全长,现代设计一般直接把这延伸部分砍掉。船底则是完全直线。
最后的G是一种老式设计。这个设计底部非常凸出,船尾起弧陡峭,一看就是非常慢的船。这个有一个好处就是你可以用船头抢滩。。。但你既然要抢滩了,肯定船底没其他突出物体了(比如龙骨),这类船明显不适合航海。
而正常的C类船是肯定安装了较深吃水的压载龙骨,反正也无法靠近浅水,那么船底是否能冲滩就变成个完全不需要考虑的事情。
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