设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 7991|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]

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
/ e% N" G+ Y% B' u3 R  T# h, W- i0 S7 ^# L8 B" t* L+ G9 T6 k
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。' ~0 |0 d3 G0 H6 w( s" i# n$ ~$ v

, B$ p; w" K/ b) {: q: C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。
5 |( b4 x1 r6 y$ G2 \" n' O. r8 E5 |$ V  h: c
下面发一组照片对比一下:& l) q# {! g6 c* s1 ^2 ~

" ?4 R: Z( M  a% O7 j1、        低速航行# j. ?" L+ a/ w( _& `* w) x! s
- Q) t& Q$ G. _+ N9 p
' T5 w4 r6 u$ X" |$ N# A! x
BATON ROUGE号% z+ t( g$ H* [) q8 B, Z
" J# u1 x4 J1 j& A
$ k" x9 `! [/ B
V-2级+ v( Y$ R! p  R+ M4 k4 F2 z

: ]" C) I- Z8 L) w5 V. {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。
' B( F6 z: M: m. T1 c, I4 _* C5 K* N- }6 ?# r
下图为苏联V-2级核潜艇。
2 c6 N$ l' L3 y9 |5 C) e' }9 W: ^# R" h) Z5 f3 ]% G& _
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。, F: T1 W" R! p

$ s! d4 C& _* ]. R! V3 _$ x3 T1 X  P  F7 Q( Y2 N
2、        中速航行
# K8 T% U% E: G& Y5 G' y$ V, P3 G; k$ p) k2 W/ T7 D, u

% |' S* a; @; z0 R- P" I弗吉尼亚级
: b% S0 f! Y; |* \# ~  w5 v3 P' P# k1 a- |7 m4 {' V7 x; Y' }
3 h, z4 e, O% m
V-3级( s0 D# w2 u6 [# T4 p9 i

3 s, }% b  f# X5 O" N" [) x4 |9 N2 s4 r上图为美国弗吉尼亚级“密苏里”号,下图是苏联V-3级。# d1 x# V* Q9 ?  g) G; m
6 V0 U$ i2 I; U
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。
% v  R6 }* N3 T4 ^' }9 M, _0 s: x9 h6 d  Y2 c1 `- V
# ]% D6 i4 t+ X" e8 U9 _& B  o# X
3、高速航行* M0 A6 g1 k- v* X( Z3 {

4 q4 ~) g; F$ j8 _
9 V; Q( ?; B4 t6 k5 `  c" k高速航行的美国洛杉矶级7 O( G3 P* ~* G; o5 ~3 Z+ d: E
2 U/ d4 e+ f) }% a4 O( y3 Q
7 V! n  t" a: W9 \
P级
9 N; @$ i) ]; H7 w( O& X9 O2 G5 W% d% `( o8 D, N" M( m

( K5 b  J8 s1 d) j# |C-1级/ \3 N4 l: k: V# a2 Q

2 \: r' S1 l- B8 V3 g; j0 m4 V+ G; t" T4 V) `% o3 T- N3 U, i
V-1级
1 x: k! L5 D0 _! M  P4 \* p, _( z6 B$ u, b, s3 I) X' P4 f
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。* \$ U8 T% \& o2 V2 N

: i: P  b) I% e8 J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。
: r; P; p! g  w+ M
- m  x' A4 X& }' j* I4
4 r7 _' T: D* }6 w7 V! _
$ z4 V) U) m& N7 B3 R0 }6 w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。$ m* ]$ l0 y2 z2 a1 S6 `( c/ x+ X

7 h* n: a4 m3 J) I  ^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。
) p* R5 V8 V* k% c/ r& u; r6 M6 a6 \) m$ N0 g+ p- a# }
' t' S" T; m$ u

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

  • TA的每日心情
    开心
    昨天 09:28
  • 签到天数: 2580 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。

    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?
  • TA的每日心情

    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。' j* E: `: V. ?! J

    ) g% l4 L8 x& P: z& y1 w/ E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。

    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 1 Q' A# Q( c8 w
    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 j! W! u; G" k9 v$ P3 m
    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。
    # l& Q& \) e- P! ^" c1 |; Z" N
    : P6 P. Q" W$ B) J9 H
  • TA的每日心情

    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
    3 A# ^) B% {% b$ D6 x$ D! W. p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 ...
    1 r& I# ]& `( g/ \
    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。

    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
    & Q9 X1 ]9 i1 A9 H' Q5 h3 Y: w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 ...

    9 H. G- Z- T& l3 W6 u  U1 H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。

    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。

    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 $ W. E" E5 _* E, K. x* k
    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 ...

    % F4 ?4 T7 w$ }4 M" g/ \. g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。
    , K- N7 y) z2 V2 `  V$ j4 |6 {4 p1 q) n' B$ F6 n
  • 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 / Y1 l, r( O/ A. V  {2 V1 d( G2 H- _
    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 ...
    6 W! ^( i4 G. C# Q
    严重赞同这句…基本就是跟棍子啊

    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
    ; J2 P/ ?& `0 u; {& ]
    ) _2 y# M! |+ Y发几张线图比较一下0 F& n# p3 I  A  {
    8 S6 y1 {5 |) u  R) j9 j8 R$ X

    , m2 e  e1 d+ \) ?* n6 Q& p洛杉矶级% J  A) ?+ P+ W& x9 L
    $ h% l+ {* K' `* t7 H6 P

    % j% M" z0 Z" I* i+ v* M! \1 ~# A2 B弗吉尼亚级
      D% x. W0 d+ B7 q) w5 t% g4 i7 W; q

    0 n9 E2 P  e+ H$ G/ K( y" p阿库拉级8 }6 v8 u1 e6 m  Z1 d% H

    2 q) G* N# ~  Q" J3 t  z5 l- Y( v' }5 J( V1 Z
    阿尔法级1 G$ U! o; W% O2 I+ ]# W3 W( Y9 S

    5 T4 d2 j* h' ]- b: D) Y& j
    0 B! h, q% P' s/ h2 r6 s4 D( O; b, M6 R
    亚森级
      r" k7 u1 C7 v8 \+ N4 {1 S* a0 F- V3 Q# L
    4 \! F% X% m' u7 C3 K" o1 V/ `. t
    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 x% Y5 |* K. J# ]4 C& Q2 a2 k; g" t, d6 P
    个人认为,美国核潜艇里,最具水滴形造型的是鲣鱼级。; {1 R6 b2 ?+ Z4 K  N- R" k

    0 s( s# e& Z" I* k) U# v3 @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。
    7 @) o5 ]- z* c
      @8 z% s8 c0 Y4 I8 Y+ `8 V$ [/ G: N- w8 T3 ]4 G; ~* f
    - o, p4 Z) ]2 g- E; h
    0 s* k; W" R/ U' W9 U: g
  • TA的每日心情

    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?
  • 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 3 v; u+ A* g# p8 g* f8 @
    发几张线图比较一下
    ! m+ Y! ^* x% U* q
    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?

    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 4 a! v7 s# U" e& m
    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?
    8 q. i$ }: q2 G: J9 P0 H
    ) y8 |0 G- l4 I/ z2 w/ q3 x
    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。
    ) ]; W) a$ O1 t0 Y
    ( ?$ e$ X8 C3 z2 n. I

    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。: K! w7 y! a+ V- V+ h
    0 O/ O: u# O! v: u( p. `. m4 O
    苏俄潜艇因有双壳体所以直径大,附带好处是兴波阻力小。& ]2 y7 O' ]$ m; y$ U
    ! E2 M7 D; t0 Y: G, S
    以上请指正。
    " Q( S: a: @* D# d
    / c3 Y- M. D, P+ _& O2 S0 l1 N5 p) p8 c

    2 M8 p' {$ j/ r* o
    # c0 `/ ]: J8 k' U' ^+ j; r/ _7 X% R, b/ p. u, K

    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
    7 L1 C$ Y% W8 ^3 l
    TopGun 发表于 2013-2-4 19:10 ' O* l& w0 z# d! U! j
    美国潜艇为了对付埋首,潜艇在水面静止时自然首部上仰。
    0 V8 N9 E" k% f2 ]( p4 w& `* r; `; H9 `! E! I2 g& t
    苏俄潜艇因有双壳体所以直径大,附带好处是兴波阻 ...

    8 I- e3 C5 U4 v# k+ N
    * M2 F: x0 F# C/ U( C“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。4 m( ]; V/ ]0 ~- g" }

    " w; Y. \8 [7 |8 z4 V; [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。
    4 x% S+ Q& v$ @
    6 {5 O. y' m! k
    9 F- J# ~2 d; u: H6 ]7 V. E/ ~4 g: c" z: g

    9 H- i& H  O  C6 S0 R7 I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。
    ! e9 _% o; s3 i3 ~% F$ Z, v6 j2 C
    + k  L5 _5 P% G9 q  R, P7 ?% O! e3 ?% G
    ( K) Q/ U5 |# h/ o6 R9 H- D

    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 / e5 t- R7 Z# B  j, D: _
    潮起潮落 发表于 2013-2-4 06:22 1 D" F6 m9 D' l7 z; N5 _0 W# L
    “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。
    + a/ d0 y; ]2 M$ S4 Y5 e) n+ u& w& s/ B/ `1 r( L
    双壳体对艇型有修正调整 ...

    ; H% @7 M6 ~! j! J" ~: o, j$ y
    # O( b1 [. J! H  ~1 E1 y3 _6 U美国潜艇在静止时艇首上仰,表示艇首的储备浮力大。8 \( c8 z" h4 l9 h* v

    : O3 t, p& |2 c# x# W; I3 g) G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。* K& n$ V: ?) d3 k
    " n! \+ g7 n- @6 u3 ?2 C$ {
    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。
    1 c3 q* m. D& e: m7 M% c
    & R) ?  V. D' c7 E2 Y0 n2 R" h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?4 g- [% [' @7 X2 X2 o
      ^( ^2 Q, A  {/ n& e

    0 [% H5 G0 A! ~9 a# B
    8 X$ ~& Z& d: O) |) X8 P, \6 k7 s" E2 ]5 y$ X

    $ I/ t: F. J% p+ _: W9 ?
    / |& H" S, M' a+ q. P
  • 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?
    ( ]- s5 s: S/ Z

    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
    " v. P, S) m  \: A, Q" g  p- t( ~
    MacArthur 发表于 2013-2-7 06:52 / d, L$ h: M8 `) h* |+ p2 X
    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?& `& Y' y3 B2 n; h& k5 e
    ...
    ) E# p# p) {" K" n
    ) |! t) `5 [& _) c, D0 g5 R
    不是技术流,仅凭上学时对教员授课内容的印象试着回答。: ?0 l& |- V0 E; B, [8 J0 ?8 W
    - t5 `: f& k$ D+ c, a2 @* m) Y
    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。
    * x  S2 W& ^. ^3 {/ |3 L- a$ ]- q; ^  w9 k" ?% W8 Z$ `9 F
    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。6 f. ~; S5 @( q! s, l1 o+ D+ E
    ( R& U; m' m6 p  X& ^4 ?3 t5 N
    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。
    $ J  A5 {2 _2 t2 T; s! d
    $ n2 H7 m$ Y. f& S  N2 V, D: p" E' `. U. D) T. b+ i( A8 k1 Z7 l
    7 P6 n" w9 k) h/ U& y

    % @+ l1 B/ |1 ~4 }0 S' R7 v' S( w
  • 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

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2025-11-13 07:39 , Processed in 0.040324 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