设为首页收藏本站
开启辅助访问 切换到宽版

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
爱吱声»广场 › 研究生院 › 铁马阆苑 › 【原创】图说美苏核潜艇的兴波阻力
12下一页
返回列表 发新帖
查看: 7984|回复: 21
打印 上一主题 下一主题

【原创】图说美苏核潜艇的兴波阻力

[复制链接]
潮起潮落

该用户从未签到
跳转到指定楼层
楼主
发表于 2013-2-4 13:03:36 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 潮起潮落 于 2013-2-4 13:09 编辑
% m; K% i- _/ u7 c" ?3 L% T! r1 [" @& c% e
潜艇在水面航行，会掀起航行波，航行波会产生兴波阻力。兴波阻力与潜艇的航速有关，也与艇型设计有关。航速越快，航行波越大，兴波阻力也就越大；但艇型设计不同，在同等航速下，不同型号的潜艇，其兴波阻力也会有所不同。这个，看其掀起的航行波大小，就可一目了然。' C' w) R/ g2 W/ K5 b
6 ^: Z! ^& h4 P# f! `7 T
就兴波阻力看，总体感觉，苏联核潜艇虽然建造工艺显得粗糙，但瑕不掩瑜，其艇型设计还是比较考究的，兴波阻力要小于美国核潜艇。
& N$ d2 d0 F% o3 t$ |% ]7 L5 o
3 B+ g& a7 q' w4 r1 P" a# C$ i7 m7 {4 u' @下面发一组照片对比一下：
5 e: |4 g: {' x2 S2 M. y# q+ v' {: G: g7 B; c% b+ L
1、        低速航行
4 M4 q$ I  c5 x
& f2 g% C+ Y' v, z
8 _% ?$ g% k/ Q, @/ g' uBATON ROUGE号' K. F" c; u4 t" r# y0 T& t

' `4 ?, y3 E! _  v. G) m* ~
/ y3 v6 s. D  I! Y# f' p. v; R6 FV-2级3 |, O: Q7 s" Q9 E9 S/ ?; D' m
6 Z- x4 ?3 l8 m7 u3 t
上图为美国洛杉矶级核潜艇“BATON ROUGE”号。附带一说：该艇后来在摩尔曼斯克附近海域执行间谍侦察任务时，被俄塞拉级核潜艇K-276号撞残了。大概修了两年吧（懒得查了）也没修好，成了第一艘退役的洛杉矶级核潜艇。俄艇脑袋撞瘪了一块，修好后依然在航。
( l! R1 I# u7 ~1 ~
( z: M, F: S- m' f5 X" u1 V下图为苏联V-2级核潜艇。
: n( G4 U9 O, @: e/ w3 g( \+ {# N1 H" P- U, D- D4 U& ?
这两条艇都在进港，为低速航行，因此两者掀起的航行波彼此彼此。兴波阻力与航速关系莫大，因此低速航行时，两国核潜艇产生的兴波阻力都差不多。
( H+ e: k( L: |, G9 H% ~: T
5 l4 l0 R. |; ^2 t. x" I: `  V2 Y4 D8 O, q1 Q" m6 s( b; }, w" _
2、        中速航行
8 f" h. P7 }! H8 C$ [; _/ v* Y: V4 p1 _, r

2 R9 U* ?  G7 D弗吉尼亚级/ \  H% a2 ]( z$ Z1 E* Y
% q+ t( K4 h+ h" V: D$ \$ Q' |

/ L0 F4 L8 C" Z: l$ }V-3级7 o8 _* |/ N- @* `$ ]7 V- R0 W

7 P  W& I# `8 H上图为美国弗吉尼亚级“密苏里”号，下图是苏联V-3级。! r; I: J, K0 d0 F. y
7 k7 W8 D. A! y$ O9 h
中速航行时，差别就出来了。沉重的海水已经漫上了弗吉尼亚级前甲板，而V-3级的艇首依然挺立，海水没漫上来。: ^$ V3 Q9 \9 |/ @7 ^2 f
: v" Q/ E# S* r: K

( n  ?5 W/ r. L0 ~9 j3 h3、高速航行- i5 h. Q9 W7 m% n( x' G% J; S
+ L+ I6 T  v% H6 g$ c

0 U0 {5 ?. a: o0 T# `高速航行的美国洛杉矶级$ w4 T& a2 |; C: M8 ^* Q$ m  V8 H
- y$ ?7 n; Y" i" `1 I, ?
' e% Z1 M+ a# ?* L# i
P级
7 U9 g2 j+ @/ y4 h# U1 x
) K$ J0 _' s5 F+ O: M. a0 T) ^5 t' n& i; A) h$ Y1 ~8 Y8 r; {
C-1级' n  a: h2 f4 P
4 U; T( g5 T7 P0 N% z9 Z. N
( ]) [) [$ a, d! g( z
V-1级5 S* C1 ]/ f4 g$ ^1 K
) y, C2 W7 @/ V# ~( @! [
上图为美国洛杉矶级，下边多放了几张苏联核潜艇高速航行的照片。分别是P级、C-1级（本图为租借给印度的那艘）及V-1级核潜艇。
: a' y" ]/ G& |# w2 f) Z" M* |1 B% t1 ~3 p" g# B0 e* p
高速航行时，差别巨大。沉重的海水已经涌上了洛杉矶级的前后甲板，白花花的航行波汹涌澎湃，该艇已呈低头翘臀姿势，我们称为“埋首现象”。颇有点像猪拱地，道理也一样，拱得越深，阻力越大。反观高速航行的苏式核潜艇，其兴波阻力要小得多。
) m' ]- z6 [- m& X- h4 A/ T; Y- _8 X# M4 K
40 e, [; Y! j5 G+ T. j5 p9 O9 @
0 w( M6 ]8 K, X5 X. e; ]* k
编队航行的洛杉矶级核潜艇，水面舰艇的尾迹要小得多，对比一下。
& c7 ?$ q9 O) ]
* c, K8 L% ~  f2 J3 Q+ W核潜艇水面航行的照片有时挺骗人，看着气势汹汹的样子，其实其航速并不大，也就20节左右。其尾迹要比水面舰艇壮观得多。: n# _  T  Z6 K9 S4 c8 d' v. g
" q4 }, v1 I' {, @
  K, K, y( t: H

评分

参与人数 4爱元 +22 学识 +7 收起 理由
蓦然回首 + 10 + 5 谢谢！有你，爱坛更精彩
MacArthur + 6 + 2 谢谢！有你，爱坛更精彩
燕庐敕 + 4
大地窝铺 + 2 谢谢！有你，爱坛更精彩

查看全部评分

回复

使用道具 举报

逍遥探花
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 09:39

    • 签到天数: 2574 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2013-2-4 13:14:19 | 只看该作者
    外行看热闹，没有老兄见解还真不知道这里面有这么多道道。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    维京老海盗

    该用户从未签到
    板凳
    发表于 2013-2-4 13:37:24 | 只看该作者
    是不是因为两者采用的艇艏外形不一样？我印象中美国潜艇的艇艏是长水滴形和雪茄形，显得比较尖而细长，毛熊的更圆钝和短一些，更类似鲸形艏？
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    猫元帅
  • TA的每日心情
    衰
    2021-2-5 00:48

    • 签到天数: 1421 天

    [LV.10]大乘
    地板
    发表于 2013-2-4 13:44:39 | 只看该作者
    我觉得这么比不公平。首先核潜艇要满足水下航行的需要，对于水面航行要求不高。其次，不同级别的艇首线形不一样，不好比较。5 d. R" U& O7 _+ z$ ?5 l. [" {
    : V9 l9 \# O( x$ a4 @
    凭记忆说，洛杉矶级和苏联潜艇的艇首就像鸡蛋的两头。洛杉矶级像雪茄，而苏联的更接近拉长的水滴。因此洛杉矶级比较容易上浪。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    潮起潮落

    该用户从未签到
    5#
     楼主| 发表于 2013-2-4 14:01:26 | 只看该作者
    猫元帅 发表于 2013-2-4 13:44
    ( X5 C3 c- G& g4 W0 h9 ~$ k我觉得这么比不公平。首先核潜艇要满足水下航行的需要，对于水面航行要求不高。其次，不同级别的艇首线形不 ...

    1 `; @8 b$ k2 y$ d+ E" _1 y以三代艇比较，苏联核潜艇造型很考究，更接近水滴形。老美早期的鲣鱼级还行，后来从长尾鲨级开始，艇型基本就是个圆管子了。
    - m; A  n, U2 X' M7 q! L: y4 Q$ e1 y8 \+ S3 v$ _
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    猫元帅
  • TA的每日心情
    衰
    2021-2-5 00:48

    • 签到天数: 1421 天

    [LV.10]大乘
    6#
    发表于 2013-2-4 14:03:55 | 只看该作者
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 14:01 & w- G& i! G( d. o: x
    以三代艇比较，苏联核潜艇造型很考究，更接近水滴形。老美早期的鲣鱼级还行，后来从长尾鲨级开始，艇型基 ...
    ( p6 x0 b7 w1 B' e4 S5 S- z
    我一直认为中央流体动力研究所的那帮人其实比美国人牛。美国人很多东西是靠了大功率发动机，和高技术包覆材料。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    潮起潮落

    该用户从未签到
    7#
     楼主| 发表于 2013-2-4 14:07:51 | 只看该作者
    猫元帅 发表于 2013-2-4 14:03
    . D2 A0 c# T" g. D$ [' c; l4 x( Q% c我一直认为中央流体动力研究所的那帮人其实比美国人牛。美国人很多东西是靠了大功率发动机，和高技术包覆 ...
    6 R( o5 _. t- ~
    是，苏联核潜艇在某些方面挺牛的。航速、潜深、火力、推进功率都强于美国。隐身技术方面，苏联在70年代，已经上消声瓦了。美国大概在90年前后才上消声瓦。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    akboz

    该用户从未签到
    8#
    发表于 2013-2-4 14:20:48 | 只看该作者
    一向很喜欢俄国人的ACURA攻击核潜艇的线性，特别是低阻三元流线体指挥台围壳，漂亮极了。现在德国人的212/214也设计了类似的指挥台围壳，再加上一流的工艺，看上去就很舒服。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    潮起潮落

    该用户从未签到
    9#
     楼主| 发表于 2013-2-4 14:55:24 | 只看该作者
    akboz 发表于 2013-2-4 14:20
    % ]$ g! S; M) [一向很喜欢俄国人的ACURA攻击核潜艇的线性，特别是低阻三元流线体指挥台围壳，漂亮极了。现在德国人的212/2 ...
    , ~7 z" X4 b$ U+ ]; Q8 R: N2 K$ C
    是，我也一直很喜欢阿库拉级、212A级潜艇的造型。在光溜溜的潜艇里，这两种艇的造型当属最漂亮的了。. r. K# {2 G" q. d9 S
    6 z6 n% b2 R1 ?5 X; D$ {
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    groovy26
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-1 03:47

    • 签到天数: 1084 天

    [LV.10]大乘
    10#
    发表于 2013-2-4 15:21:20 | 只看该作者
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 14:01
    . A0 V) B% t# ~以三代艇比较，苏联核潜艇造型很考究，更接近水滴形。老美早期的鲣鱼级还行，后来从长尾鲨级开始，艇型基 ...

    3 R9 q5 g& l( q7 F严重赞同这句…基本就是跟棍子啊
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    潮起潮落

    该用户从未签到
    11#
     楼主| 发表于 2013-2-4 16:43:06 | 只看该作者
    本帖最后由 潮起潮落 于 2013-2-4 22:20 编辑
    8 x8 l; A* \8 A2 h
    . S/ c1 |# m; }: T% ?9 f0 g发几张线图比较一下
    7 L: C; S& V) D' C) E6 W1 G% t! l9 Y% U3 R( y+ @
    1 |+ `4 u2 u2 G  Z' c) `
    洛杉矶级
    1 K/ O. y- ?% c6 y  X: j6 c
    * J3 W$ c2 f5 S4 }/ u1 f8 Q1 H# g+ L- h
    弗吉尼亚级- |3 b3 ]5 c; o" G
    3 r+ [# s7 V" x3 o9 e
    ) O8 Y9 y! e& {
    阿库拉级
      H1 V5 N# h- }& e4 \" L+ e% G$ r! }
    / O6 v7 ^$ x/ A/ M5 Z3 z2 L
    阿尔法级4 }+ i1 H9 }2 ?* p  w

    # W4 z& ?5 h' n: S. i1 n7 V/ ^* x% |: o- \* L9 K. N
    ( |' ^# `4 t3 H
    亚森级7 N1 n) |2 [6 P8 w

    ' W7 C# W; g! `$ \8 @/ q- ^) d
    3 c# S+ D- P" y* m! P$ P+ H* C自长尾鲨级起，美国核潜艇的艇型已基本固化，基本就是一个圆筒子，包括鲟鱼级、洛杉矶级、海狼级、弗吉尼亚级等皆如此。其间出现的几艘实验艇（一角鲸号、白鱼号、利普斯科姆号等），在艇型上，几乎看不出与同期批量建造的核潜艇有何区别。2 W$ G( S" u4 b. w

    % x/ a5 R) j& N" V' q. z* u个人认为，美国核潜艇里，最具水滴形造型的是鲣鱼级。
    ' @0 p4 x: l1 u3 l1 y7 J! g1 ^$ P2 M' q' h
    与美国不一样，苏联从第二代SSN（V级）起，艇型就已经采用水滴型了。而705型更是登峰造极之作，造型非常滑顺，适合高速航行。但到了亚森级，苏/俄核潜艇，在艇体上说，已经与美国区别不大了——当然，艇体长径比还是比美国更考究。. T% K# M. Q$ C
    # S' K3 G9 z# h$ @1 ]* R/ ]% ]6 \
    : C$ q, S2 ?& V/ V. |! ^& W
    & [( r, ~  g4 W1 T  m" r

    , |7 E4 z, `1 s' T# f5 `
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    大鹏翔宇
  • TA的每日心情
    怒
    2021-2-15 22:05

    • 签到天数: 204 天

    [LV.7]分神
    12#
    发表于 2013-2-4 17:09:33 | 只看该作者
    双壳体是不是比单壳体更耐撞一些，所以伊万们对水下撂跤有恃无恐？
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    groovy26
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-1 03:47

    • 签到天数: 1084 天

    [LV.10]大乘
    13#
    发表于 2013-2-4 17:37:21 | 只看该作者
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 16:43 1 x$ p8 N" h: H# d
    发几张线图比较一下
    3 g0 B$ G  _" v' s" k
    是不是美国喜欢模块化建造，有可能某几条艇会增加一个舱段…所以这种构型适合之后的大批量生产时的微调？
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    潮起潮落

    该用户从未签到
    14#
     楼主| 发表于 2013-2-4 18:05:11 | 只看该作者
    大鹏翔宇 发表于 2013-2-4 17:09 9 C- F" ?3 w! q, F8 Z: }# h
    双壳体是不是比单壳体更耐撞一些，所以伊万们对水下撂跤有恃无恐？

    / a2 J1 i! O! l2 V  v
    ) X( ^5 C0 n5 Q/ ^& ~" u是，双壳体、小分舱结构，加上大储备浮力，抗沉性肯定好。苏联核潜艇潜的深，板材强度高，也是一个因素。; g0 {7 m2 y8 X% t* t3 `9 v- z
    1 E4 e1 E! a1 c- p/ T0 ~
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    TopGun

    该用户从未签到
    15#
    发表于 2013-2-4 19:10:00 | 只看该作者
    美国潜艇为了对付埋首，潜艇在水面静止时自然首部上仰。- C8 ~" [- x+ A1 p4 s" t1 P
    . h- u4 E1 ^6 T; s
    苏俄潜艇因有双壳体所以直径大，附带好处是兴波阻力小。& ~! ]! F, F% U5 ]& J

    8 E. v0 @& z3 O! u+ N3 I' _以上请指正。
    + Y: G" t) k  i9 L6 o5 Y8 H6 @2 A5 s$ C
    5 E! Y: Q6 e( V
    2 @% _/ ~* a8 ^" |4 D( W/ C
    " n. m& A1 L% ~/ e$ I7 w9 E6 E, G
    ) b$ b" S$ j* S' G, S, S. O- _' e
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    潮起潮落

    该用户从未签到
    16#
     楼主| 发表于 2013-2-4 19:22:32 | 只看该作者
    本帖最后由 潮起潮落 于 2013-2-4 22:39 编辑
    " Y. _! c, S! p1 T
    TopGun 发表于 2013-2-4 19:10 0 D# X6 W* S" e' H& U6 l1 C
    美国潜艇为了对付埋首，潜艇在水面静止时自然首部上仰。
    & p' v: \; D) E- h- _. P
    $ e* |! b  \" ^; A( S  M  M; Z苏俄潜艇因有双壳体所以直径大，附带好处是兴波阻 ...

    & l3 I% C& J5 X$ O$ ^1 N7 l! c' c% ~; m0 V& S- k
    “埋首”指的是航行时出现的现象，是兴波导致，在水面静止时没有“埋首”说法。5 o) h, g" O  }3 L

    - a# m3 A) A6 k; a5 e- r% S双壳体对艇型有修正调整作用，这也是苏联核潜艇更接近水滴型的原因之一。
    / n8 j( w# e# l/ T& _) T1 U9 l: j4 B
    1 E2 H" Z$ G- N" l  q0 m% D  F" ?

    0 M! G# G/ S. ?" t6 b: {/ B/ b. a* O( b3 j& n8 {
    当然，也不是说单壳艇的艇体就一定是个前后一边粗的圆筒子。比如英国机敏级就在固壳上边加了非耐压结构，有些设备可以布置在舷间结构中，也可降低兴波阻力（至少吧，兴波没都压在前甲板上）。所以这事儿全在设计。
    ; H5 h2 m1 h; f2 k4 R' j* h
    % b  g7 w( d; H9 p6 i
    3 ~3 j$ n$ H0 m4 \* S- W* l. U, _
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    TopGun

    该用户从未签到
    17#
    发表于 2013-2-4 20:16:19 | 只看该作者
    本帖最后由 TopGun 于 2013-2-4 07:17 编辑 5 {- [4 P/ z7 d6 i* L. q
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 06:22 2 Z+ Y  Q, l0 o3 t$ [
    “埋首”指的是航行时出现的现象，是兴波导致，在水面静止时没有“埋首”说法。
    & O# j7 E  Y. Z  g
      @, c% o& H! S1 m$ y- B双壳体对艇型有修正调整 ...

    8 p" g7 U& M% Y, U1 t
    7 S: H/ {' F: L( f7 B美国潜艇在静止时艇首上仰，表示艇首的储备浮力大。# U2 {- W$ H. D( A5 u

    ; Y! f7 P  Y4 I. T. U/ N在水面航行出现埋首时，潜艇虽艇首因被埋而低头。但因为本来艇首就是仰首，所以虽然低头，但不至于翘尾巴。
    5 H4 q9 W8 p$ K" N8 b( B' r9 f+ p- z; h+ y  o# |
    苏俄潜艇因采用双壳，不但直径大而且储备浮力大，导致在水面时浮出水面的高度高。所以埋首现象很少见。
    4 l0 ~5 J: e$ }+ \3 Q$ D5 H8 Q0 [' g$ l) ^
    另外，洛杉矶级看来也在改进中加装了泵射装置，是否噪音也见了一些？% K5 D6 }+ [; v: W. [9 {

    . X/ G  U, S6 K3 E& Q: Z7 M. @2 W# D4 D. Z% s6 \2 q" t# L/ C

    3 }+ M4 H0 E0 b* T' \( G- ]/ C0 U$ y' S! g- x0 ^3 y9 J6 ^5 Q

    8 {# x9 I: O5 [. ~  [* l  r) R2 R7 Z+ q# k  G
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    MacArthur
  • TA的每日心情
    开心
    2023-3-1 00:08

    • 签到天数: 2397 天

    [LV.Master]无

    18#
    发表于 2013-2-7 06:52:31 | 只看该作者
    水面航行时兴波阻力大是否说明水下航行时的阻力也会很大？现在的潜艇水面航行已经不是主要模式了吧？4 D9 H, t. p) P& F
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    潮起潮落

    该用户从未签到
    19#
     楼主| 发表于 2013-2-7 09:57:22 | 只看该作者
    本帖最后由 潮起潮落 于 2013-2-7 10:11 编辑 ' \) h: L% A# t
    MacArthur 发表于 2013-2-7 06:52
    ( m9 C1 j+ S! ^  M水面航行时兴波阻力大是否说明水下航行时的阻力也会很大？现在的潜艇水面航行已经不是主要模式了吧？
    % v6 B. [  U& \! W ...
    7 ^9 F: R: k8 I2 i$ h. ^2 j
    5 B" h% K. z5 }4 L; ^) N
    不是技术流，仅凭上学时对教员授课内容的印象试着回答。
    & V( x2 k5 c3 |, Z. ^' W7 D: h
    8 u" D/ J; k7 z潜艇在水面航行时，影响航速的阻力有摩擦阻力、旋涡阻力、兴波阻力、突出体（比如舰桥）空气阻力。潜艇在水下时波浪造成的兴波阻力和空气会随之消失，影响潜艇水下航速的阻力就只剩下摩擦阻力、旋涡阻力和突出体阻力。
    ( f+ D( Z; f0 R3 [8 j5 X1 T4 m* S, A3 }
    但问题是潜艇在水下航行时，浸水面积增大，摩擦阻力、旋涡阻力和突出体阻力也相应增大，这对潜艇（尤其是水滴型核潜艇）水下航速反而高（显见是因阻力小导致），是个理解上的难点，这涉及到水上/水下航行阻力大小的数值问题。但在水下高速航行时，水滴型的水下航行阻力肯定要小于水上，这是确定无疑的。具体数字~~~没具体数字。艇型不一样，数值也肯定不一样。不是技术流，拍不出具体数字。我懒，满足于记结论。/ `4 c: Z+ N8 |+ s  M& x

    ' m0 h; L$ Z+ g% D现代潜艇水面航行已不是主要模式，但具体而言，也能看到某些常规艇（就算是不太老的型号吧）的设计思想还没转过来，比如法国的奥古斯塔级、039型，其艇型上还是偏于照顾水面航行。按我理解，英国的机敏级核潜艇也有点这个意思。当然，现在主流艇型基本都是水滴型了。( |( g' {' s1 s! l9 p4 i* x
    / s4 `- |4 l6 l3 h% o
    3 ]. d1 c/ P* f# D( h

    ' O5 M1 U9 H7 G2 ]5 S2 {
    " ]+ A- E2 F8 Y6 y, A7 R. y
    ! M) c! u8 |1 y! r0 d6 S
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    xlan1976
  • TA的每日心情
    难过
    2019-4-30 13:17

    • 签到天数: 916 天

    [LV.10]大乘
    20#
    发表于 2013-2-8 22:02:32 | 只看该作者
    哈哈，这里讨论啥的都由啊。记得船舶在水中航行受到波浪的阻力好像与弗洛德数有关。不过我不是学液体流体力学的，对这个也就是知道个名词而已，楼主给讲讲呗
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    下一页 »
    12下一页
    返回列表 发新帖

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2025-11-7 02:33 , Processed in 0.040001 second(s), 18 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表