极速掠海
随着时代的进步,新科技的出现开始影响海洋上船舰的命运。明日的船舰将以何种风貌出现在人们面前呢?人类能不能实现极速掠海的梦想呢?未来虽然是莫测的,但我们可以从历代船舰发展的趋势去探索船舰的将来:高速化高吨位是船舰发展的方向。
高速化船舰的出现大致是在本世纪初开始。在 1897 年,当时的船只最高
时速不过 20 节(相当于每小时 36 千米)。后来,英国的查尔斯·帕森斯爵
士以他的“透平妮亚”号利用独特的推进系统,曾写下时速 35 节的高速记录。
到了 1950 年,无论在军用或民用方面的快艇和水翼船,以涡轮和活塞式主机
为动力均可达到 50 节的速度。美国和意大利制造的水翼船不断刷新速度纪录,但其缺陷就是无法搭载有效的负重。
进入 60 年代,英国的气垫船公司以其和平的 SRN4 气垫船创下海上 60
节的船速纪录(相当于每小时 108 千米)。这种气垫船可以搭载乘客和汽车、
货物横渡英吉利海峡,船身至 1970 年已加长到 56 米。
到 70 年代中期,华特西拉公司的劳兰喷射号渡轮使用燃气涡轮主机来推
进,虽然只达 30 节速度,但是可载运 1800 名乘客和 375 辆汽车。这是高吨位准高速化船舶制造技术的一大进步。水上船只速度纪录的最高荣誉奖是由
哈洛德、K·海斯在 1935 年所获的蓝带赏海斯奖杯,此奖专门赠予在最短时间内横渡大西洋的船只。最近获奖的是澳大利亚应凯特公司所设计的双艇身船,长 74 米的海猫号,此船可以载客 450 名和 90 辆汽车,最高航速 65 节。
迄今为止,海洋上船舶所创造的最高航速,是由美国贝尔太空公司为美国海军设计的水面效应船 SES—100B 在 1976 年所创下的 91 节时速(每小时169 千米)。
船航行于水中时,它所遭受的阻力可以分为空气阻力和水阻力。与阻力成正比的密度中,水的密度是空气密度的 800 倍,因此水阻力在总阻力中所占的比重比空气阻力大得多。水阻力主要又可分成摩擦阻力和兴波阻力,船体因水的粘性而产生摩擦力,船只速度低时,摩擦阻力几乎占整个水阻力的九成。船只前进时,会在船首与船尾产生波浪,这些波浪对船的阻力即为兴波阻力,船速愈高,此阻力所占整体阻力的比例会愈大。
为使船只高速化,降低阻力是关键,而减少与水接触的面积就是途径之一。采用此法的船舰主要有两种:第一种是将船只的主结构与水面分离,而水下则留下双流线型如鱼雷状的胴体以支持船身的安定,贯通水面的船体面积可减少到最低程度。第二种是利用在水中的翼,当高速前进时,产生足够的升力,将船身举起离开水面,称为水翼船。此外,也有一种达到高速的方法是完全与水面分离,那就没有水阻力存在。此方法可利用存在于船体与水面之间的空气来支持船的本身重量。
由此可见,高速化科技将明显主宰船舰的发展趋势,人类实现极速掠海的梦想将是指日可待的。