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「语川军事」它的工作机理是什么？，舰船技术｜高速舰艇采用方艉可以提高航速

在高速水面舰艇中 ， 普遍采用一种方形船艉 ， 这种船艉看起来略显“肥大” 。 在我们的认知中很容易认为 ， 具有圆滑过渡且“瘦小”的艉部才更容易减少阻力 ， 利于高速航行 。 然而事实却恰恰相反 。 那么在高速舰艇普遍采用的方艉 ， 是否真的更加利于高速航行？它的工作机理又是什么呢？
「语川军事」它的工作机理是什么？，舰船技术｜高速舰艇采用方艉可以提高航速
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军舰的艉部看起来“很方”
方艉型船的水动力特点
方艉型船的水动力特点并不是固定的 ， 而是随着水面舰艇航速提高 ， 艉部水流的变化不断变化的 。 在低航速时 ， 由于艉部线型比较丰满 ， 艉部水流不能沿着船体的底部和两侧迅速脱离船体 ， 因此在艉后形成大量的漩涡 。 当在长度弗劳徳数Fr=0.45的高速时 ， 艉部徳水流具有足够的动能以克服黏性的影响而迅速的脱离船体的艉部（水流突离现象） 。 艉部的水流“突离”时 ， 方艉的艉板之后不再出现漩涡 ， 而是沿着船侧和船底 ， 水流在船后的某个位置发生交汇 ， 形成鸡尾状的水丘 。 在水丘与尾板之间形成“空穴” 。 “空穴”的长度相当于增加了船体的长度 ， 称之为“虚长度” 。 注：此处参考《高性能舰船原理与技术》
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方艉船的“虚长度”
虚长度对于舰船快速性的意义
在提高舰船快速性上有一个重要的概念 ， 就是增大船长 ， 提高修长度 。 而“虚长度”的作用相当于增加了船体的长度 ， 使船体的修长系数加大 ， 这和提高舰船快速性的概念是契合的 。 其主要原理是：船体长度的“增加”使实际的船长弗劳徳数Fr减小 。 根据流体动力的相似理论可知：Fr的大小与舰船的兴波现象有关 ， Fr越大 ， 兴波作用越强 ， 反之亦然 。 这样的话 ， 由于“虚长度”作用 ， 使得船体的兴波作用减小 ， 从而降低了兴波阻力 ， 提高了快速性 。 （注：长度弗劳徳数Fr表示相对航速 ， 主要用于比较不同大小舰船的快速性能）
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军舰比民用船舶 ， 看起来更加修长 ， 很大程度上是为了提高快速性能
方艉型船的其它优势
方艉型船除了“虚长度”带来的优势外 ， 还有以下优势：一是 ， 方艉艉部纵剖线坡度缓和接近直线 ， 在高航速下 ， 可以使水流大致沿纵剖线方向流动 ， 减少高速水流的扭转和弯曲程度 ， 从而减少能量损失 ， 改善阻力性能；二是 ， 由于方艉的艉部肥大 ， 排水体积较大 ， 可减小高速航行时的艉倾现象 ， 从而使艉部产生的“鸡尾流”波浪情况得到改善；三是 ， 增大艉部甲板面积 ， 便于舵机的布置 。 此外 ， 方艉结构简单、回转性能好、对螺旋桨有良好的保护作用 ， 也能算是其优势 。
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方艉利于军舰高速航行
结语
总的来说 ， 方艉型船的优势可以归结为：改善阻力性能 ， 提高航速 ， 改善高速时的艉倾 ， 增大艉部甲板面积 ， 保护螺旋桨等 。 鉴于以上这些优势 ， 方艉常被应用在高速舰艇上 ， 尤其是航速普遍较高的驱逐舰 ， 因此又被称为“驱逐舰艉” 。
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美国的“朱姆沃尔特”级驱逐舰也是采用的方艉
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【「语川军事」它的工作机理是什么？，舰船技术｜高速舰艇采用方艉可以提高航速】作者：小船人的梦想2020年3月10号


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