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船舶为什么跑不快?

2021-07-30 10:52:38 771 字数:779字 船舶

  随着科学技术的进步,飞机、汽车和火车的速度都得到大幅度的提高,唯有船舶的速度提高得并不多。这是什么原因呢?

  先来看看人类的运动纪录,世界游泳纪录保持者游完100米自由泳所花的时间差不多是百米纪录保持者跑完100米所花时间的5倍,这又是什么原因呢?

  原来,人在水中游泳受到的水的阻力,要比人在陆地上跑步时受到的空气阻力大得多。这是因为物体在运动时所遇到的阻力跟周围物质的密度有关,水的密度大约为空气密度的800倍,因此水产生的阻力也要比空气产生的阻力大800倍。船舶在水中航行自然受水的阻力影响,而水阻力要比空气阻力大得多,所以,船舶在水中跑不快。

  船舶在水中航行遇到的水阻力主要包括摩擦阻力、兴波阻力和涡流阻力。

  摩擦阻力是指船体与水摩擦产生的阻力,摩擦阻力大小与船体浸没在水中的面积和速度有关。船体在水中浸没的面积越大,摩擦阻力就越大。而船速越高,摩擦阻力也越大。

  兴波阻力是指船舶在水中行进时兴起波浪形成的阻力,它的大小与船体形状和速度有关。船体尖瘦,呈流线型且光滑,兴波阻力就小;船速越高,兴波阻力就越大。

  涡流阻力是指船舶在水中行进时,在船尾产生涡流而形成的阻力,它的大小与浸没在水中的船体形状有关。

  此外,船舶在风浪中航行还会产生波涛阻力和迎风阻力。

  正是因为受到这些水阻力的作用,所以船舶的速度很难得到大幅提高。船舶在低速航行时,摩擦阻力占主导地位;在高速航行时,兴波阻力急剧增加,超过摩擦阻力而占主导地位。

  要提高船舶速度,一是可以增加动力,二是可以减少水阻力。增加动力也就是增加动力装置的功率,也就意味着增加机器和燃料重量,船舶吨位也随之增加,水阻力也相应增加。所以,用增加动力来提高船速增幅是很有限的。要减少水阻力,就要让船体离开水面,或减少船体浸没在水中的面积,滑行艇、水翼船和气垫船等新船型就是在这种思路下出现的。

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