潜艇为什么是圆头?这样不是增大阻力,降低速度了吗?

时间:2020-12-31  来源:未知   作者:admin

\u003cp>现代潜艇多采用的是水滴造型,其舷首呈圆钝型,圆润线条一直延伸至中部,然后从最粗的腰腹部开始收缩,到最后以尖尾状收尾。按照常理来说,越尖锐的东西才更能够刺穿水体,最小的减少水下阻力,获得更高的速度,但是潜艇为什么却反其道而行,将头部设计成阻力更大的圆钝型呢?很多人认为只是为了增加艇内空间,以容纳更多的设备,其实这只是一个原因,更多的是为了减少阻力,提高水下稳定性和速度。\u003c/p>\u003cp>\u003cimg src="https://x0.ifengimg.com/ucms/2020_43/B2D32FE8B4C8CC57745E224A79759A01399B5417_w640_h389.jpg" />\u003c/p>\u003cp>▲法国凯旋级核潜艇\u003c/p>\u003cp>其实我们只要仔细观察,但凡是在水下运动的武器,无论是潜射导弹还是水下子弹,没有一个采用的是尖头设计,全部都是钝头。主要原因就是水体阻力是空气的约800倍,当物体前半部尖头击穿水体向前运动时,后半部却会因为水体巨大的摩擦力而快速停止运动,由于物体两部分所受到的力量完全不一致,最后就会导致进入水中的物体发生翻转,并且很快停止运动。\u003c/p>\u003cp>\u003cimg class="empty_bg" data-lazyload="https://x0.ifengimg.com/ucms/2020_43/7ED3288E147DCFD97C25FAA3552D6C009DF4084A_w640_h324.jpg" src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP" style="background-color:#f2f2f2;padding-top:50.625%;" />\u003c/p>\u003cp>采用钝头设计后,宽大的头部可以撑开更大的面积,在后方形成一个类似于空腔的空间,最大限度的减少水体的摩擦力,提高物体前进的速度和稳定性。普通子弹在水下杀伤距离不足2米,所以做出了钝头的水下子弹,早期的潜射导弹也是尖头的,由于水下姿态不稳定,必须加装截锥体,后来就干脆都采用圆钝型的弹头了。\u003c/p>\u003cp>\u003cimg class="empty_bg" data-lazyload="https://x0.ifengimg.com/ucms/2020_43/C3067D739A3873788EE0248B7C2E4BBE74722FD2_w640_h428.jpg" src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP" style="background-color:#f2f2f2;padding-top:66.875%;" />\u003c/p>\u003cp>▲采用钝头造型的三叉戟潜射导弹\u003c/p>\u003cp>潜艇之所以采用圆钝型的舰首,也是出于水下稳定的考虑,但是它又为什么要将尾部做成尖尖的呢?因为除了摩擦力之外,在流体中前进的物体还会由于首尾部的压力差而产生黏性压差阻力,当水流经过艇首时,水流流速减毛,压力增加,而在水流经过潜艇尾部后会形成涡流区,压力随之减少,这两部分压力差也会形成较大阻力,影响潜艇的机动性。采用尖锐尾部能够减少涡流区的形成,减少黏压阻力。\u003c/p>\u003cp>\u003cimg class="empty_bg" data-lazyload="https://x0.ifengimg.com/ucms/2020_43/EDCD40478FCDFC5CCA69DAA4BFBF7EE748624C1D_w600_h411.jpg" src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP" style="background-color:#f2f2f2;padding-top:68.5%;" />\u003c/p>\u003cp>当然了,潜艇目前主流的水滴流线型并不是一蹴而就的,现代潜艇主要有三种外形。第一种为常规性,潜艇在诞生之初,其实就是将水面舰艇设计成全封闭结构,然后加上压水浮力舱进行上浮和下沉。所以包括U型艇在内的早期潜艇外形和水面舰艇区别并不大,都是采用剪刀型舷首,外形棱角分明,在水面前进时,这种外形可以更好的克服水面航行时的兴波阻力,但是在水下阻力太大,航速太低,因此很快就被淘汰了。\u003c/p>\u003cp>\u003cimg class="empty_bg" data-lazyload="https://x0.ifengimg.com/ucms/2020_43/F9A05F1AB55A126F81B1AB77D18F7F6B10EA8641_w640_h426.jpg" src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP" style="background-color:#f2f2f2;padding-top:66.5625%;" />\u003c/p>\u003cp>二战后的第一代核潜艇开始采用直角的钝头直首柱设计,整体造型也是棱角分明,并没有突出流线体,这种造型一般被称之为过渡型,美国第一艘鹦鹉螺号核潜艇就是这类造型的典型代表。\u003c/p>\u003cp>\u003cimg class="empty_bg" data-lazyload="https://x0.ifengimg.com/ucms/2020_43/9FA3E55EDABBCFA694677EF8E2FA1F6944781422_w550_h261.jpg" src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP" style="background-color:#f2f2f2;padding-top:47.45454545454545%;" />\u003c/p>\u003cp>全世界第一种钝头水滴形潜艇为美国的大青花鱼号试验艇,他在1953年建造完毕,水下速度超过了30节。由于它的成功,美国的第二代鲣鱼级攻击核潜艇便开始正式采用这种外形设计,时至今日,全世界几乎所有潜艇都已经成为了圆钝头,水滴形的模样。\u003c/p>