提高舰船稳性的措施,高性能舰艇航速是多少

在高速水面舰艇中，普遍采用一种方形船艉，这种船艉看起来略显“肥大”。在我们的认知中很容易认为，具有圆滑过渡且“瘦小”的艉部才更容易减少阻力，利于高速航行。然而事实却恰恰相反。那么在高速舰艇普遍采用的方艉，是否真的更加利于高速航行？它的工作机理又是什么呢？

军舰的艉部看起来“很方”

方艉型船的水动力特点

方艉型船的水动力特点并不是固定的，而是随着水面舰艇航速提高，艉部水流的变化不断变化的。在低航速时，由于艉部线型比较丰满，艉部水流不能沿着船体的底部和两侧迅速脱离船体，因此在艉后形成大量的漩涡。当在长度弗劳徳数Fr=0.45的高速时，艉部徳水流具有足够的动能以克服黏性的影响而迅速的脱离船体的艉部（水流突离现象）。艉部的水流“突离”时，方艉的艉板之后不再出现漩涡，而是沿着船侧和船底，水流在船后的某个位置发生交汇，形成鸡尾状的水丘。在水丘与尾板之间形成“空穴”。“空穴”的长度相当于增加了船体的长度，称之为“虚长度”。注：此处参考《高性能舰船原理与技术》

方艉船的“虚长度”

虚长度对于舰船快速性的意义

在提高舰船快速性上有一个重要的概念，就是增大船长，提高修长度。而“虚长度”的作用相当于增加了船体的长度，使船体的修长系数加大，这和提高舰船快速性的概念是契合的。其主要原理是：船体长度的“增加”使实际的船长弗劳徳数Fr减小。根据流体动力的相似理论可知：Fr的大小与舰船的兴波现象有关，Fr越大，兴波作用越强，反之亦然。这样的话，由于“虚长度”作用，使得船体的兴波作用减小，从而降低了兴波阻力，提高了快速性。

军舰比民用船舶，看起来更加修长，很大程度上是为了提高快速性能

方艉型船的其它优势

方艉型船除了“虚长度”带来的优势外，还有以下优势：一是，方艉艉部纵剖线坡度缓和接近直线，在高航速下，可以使水流大致沿纵剖线方向流动，减少高速水流的扭转和弯曲程度，从而减少能量损失，改善阻力性能；二是，由于方艉的艉部肥大，排水体积较大，可减小高速航行时的艉倾现象，从而使艉部产生的“鸡尾流”波浪情况得到改善；三是，增大艉部甲板面积，便于舵机的布置。此外，方艉结构简单、回转性能好、对螺旋桨有良好的保护作用，也能算是其优势。

方艉利于军舰高速航行

结语

总的来说，方艉型船的优势可以归结为：改善阻力性能，提高航速，改善高速时的艉倾，增大艉部甲板面积，保护螺旋桨等。鉴于以上这些优势，方艉常被应用在高速舰艇上，尤其是航速普遍较高的驱逐舰，因此又被称为“驱逐舰艉”。

美国的“朱姆沃尔特”级驱逐舰也是采用的方艉

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作者：小船人的梦想 2020年3月10号

请问方形的船尾和圆形的船尾各自有什么特点？为什么现代军舰几乎都是方形艉而不是以前那种圆形的？

椭圆尾（巡洋舰船尾）的特点是，将满载水线附近的尾部水线向后作适当延长，有利于减小兴波阻力和粘压阻力，船尾甲板面积增加，有利于总布置，有利于增加初稳性，同时对螺旋桨和舵也起到保护作用，提高推进效率，缺点是构造较为复杂且艉垂线附近的船体应力较大（相当于悬臂梁），故目前大船都将满载水线以上的 船尾部做成斜直平面，方便施工
方尾的特点是将船尾做成刀切似的平直状。其各水线面的尾部形状接近方形，或弧形方角，故称方尾，Fr>0.4的各种舰艇，特别是快艇和驱逐舰均采用方尾，故也称驱逐舰式船尾。
采用方尾的最主要优点在于，他的尾部纵剖线坡度缓和近于直线，从而可使水流大致沿纵剖线方向流动，减小高速水流的扭转和弯曲程度，从而减少能力损失，改善阻力性能，更重要的是高速水流沿着方尾边缘一直延伸到尾后相当距离处，其作用相当于增加了船体的有效长度，从而有利于减小剩余阻力，方尾的这种作用通常称之为虚长度作用。此外由于方尾的尾部排水体积较大，可减小航行过程中得尾倾现象，从而使尾部产生‘鸡尾流’的波浪情况得到改善。综上所述，对于高速舰艇采用方尾可以得到较小的阻力，有利于提高航速。
除了阻力性能外，方尾还具有结构简单并有较好的回转性能，对螺旋桨等有良好的保护作用等好处。
总结一下
巡洋舰船尾（椭圆）特点
1.水线拉长，使水流和顺
2.水上部分形成尾悬体，加大尾部甲板面积和长度，对舵起到保护作用
民用船采用最多的
方尾的特点：
1.尾部纵剖线坡度缓和近于直线，减小水流能量损失，形成虚长度作用，也可降低阻力。
2.水线面系数较大，有利于初稳性
3.尾部排水体积大，有利于减小尾倾
4.结构简单，便于建造
5.甲板宽敞，利于总布置
快艇，高速舰艇多用方尾。

二战时德国海军军舰都是纺锥形船体，现代军舰都是方形舰艉。是因为方形舰艉更好吗？

纺锥形的主要是想消除尾部产生的涡流，以提高航速。现代军舰一种都方尾了，主要是考虑船的稳定性、方尾则甲板面积更大，方便安装如拖曳声纳、扫雷装置以及系留和拖曳装置。