在高速水面艦艇中，普遍采用一種方形船艉，這種船艉看起來略顯“肥大”。在我們的認(rèn)知中很容易認(rèn)為，具有圓滑過渡且“瘦小”的艉部才更容易減少阻力，利于高速航行。然而事實(shí)卻恰恰相反。那么在高速艦艇普遍采用的方艉，是出于何目的？又帶來了哪些優(yōu)越性？

軍艦的艉部看起來“很方”

方艉型船的水動(dòng)力特點(diǎn)

方艉型船的水動(dòng)力特點(diǎn)并不是固定的，而是隨著水面艦艇航速提高，艉部水流的變化不斷變化的。在低航速時(shí)，由于艉部線型比較豐滿，艉部水流不能沿著船體的底部和兩側(cè)迅速脫離船體，因此在艉后形成大量的漩渦。當(dāng)在長度弗勞徳數(shù)Fr=0.45的高速時(shí)，艉部徳水流具有足夠的動(dòng)能以克服黏性的影響而迅速的脫離船體的艉部（水流突離現(xiàn)象）。艉部的水流“突離”時(shí)，方艉的艉板之后不再出現(xiàn)漩渦，而是沿著船側(cè)和船底，水流在船后的某個(gè)位置發(fā)生交匯，形成雞尾狀的水丘。在水丘與尾板之間形成“空穴”。“空穴”的長度相當(dāng)于增加了船體的長度，稱之為“虛長度”。注：此處參考《高性能艦船原理與技術(shù)》

方艉船的“虛長度”

虛長度對(duì)于艦船快速性的意義

在提高艦船快速性上有一個(gè)重要的概念，就是增大船長，提高修長度。而“虛長度”的作用相當(dāng)于增加了船體的長度，使船體的修長系數(shù)加大，這和提高艦船快速性的概念是契合的。其主要原理是：船體長度的“增加”使實(shí)際的船長弗勞徳數(shù)Fr減小。根據(jù)流體動(dòng)力的相似理論可知：Fr的大小與艦船的興波現(xiàn)象有關(guān)，F(xiàn)r越大，興波作用越強(qiáng)，反之亦然。這樣的話，由于“虛長度”作用，使得船體的興波作用減小，從而降低了興波阻力，提高了快速性。（注：長度弗勞徳數(shù)Fr表示相對(duì)航速，主要用于比較不同大小艦船的快速性能）

軍艦比民用船舶，看起來更加修長，很大程度上是為了提高快速性能

方艉型船的其它優(yōu)勢(shì)

方艉型船除了“虛長度”帶來的優(yōu)勢(shì)外，還有以下優(yōu)勢(shì)：一是，方艉艉部縱剖線坡度緩和接近直線，在高航速下，可以使水流大致沿縱剖線方向流動(dòng)，減少高速水流的扭轉(zhuǎn)和彎曲程度，從而減少能量損失，改善阻力性能；二是，由于方艉的艉部肥大，排水體積較大，可減小高速航行時(shí)的艉傾現(xiàn)象，從而使艉部產(chǎn)生的“雞尾流”波浪情況得到改善；三是，增大艉部甲板面積，便于舵機(jī)的布置。此外，方艉結(jié)構(gòu)簡單、回轉(zhuǎn)性能好、對(duì)螺旋槳有良好的保護(hù)作用，也能算是其優(yōu)勢(shì)。

方艉利于軍艦高速航行

結(jié)語

總的來說，方艉型船的優(yōu)勢(shì)可以歸結(jié)為：改善阻力性能，提高航速，改善高速時(shí)的艉傾，增大艉部甲板面積，保護(hù)螺旋槳等。鑒于以上這些優(yōu)勢(shì)，方艉常被應(yīng)用在高速艦艇上，尤其是航速普遍較高的驅(qū)逐艦，因此又被稱為“驅(qū)逐艦艉”。

美國的“朱姆沃爾特”級(jí)驅(qū)逐艦也是采用的方艉

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