船头下方的鼻子是干什么用的？没有它，船就跑不快

你有没有注意观察过那些乘风破浪的远洋货轮，在船头下方有着一个明显的球状突出物，看起来就好像船头长了个鼻子一样，与船的整体造型很是违和，这个东西到底是干什么用的呢？

这个东西叫做“船鼻艏”，也叫“船球艏”，这个东西虽然不太好看，但可不要小看它，因为如果没有它，船就跑不快了。在历史上，远洋货轮的最高速度曾达到过33节，而现在的远洋货轮航行速度大多在20节左右，20节是什么概念呢？大概相当于每小时37公里。这个速度着实不慢了，因为一般情况下汽车在街道中行驶的速度不会超过每小时40公里，即使是在国道上，也有着每小时80公里的限速。

汽车在国道上的行驶速度为每小时80公里，而远洋货轮的航行速度为每小时37公里，还不到汽车的一半，但不要忘了，轮船可是在水中航行的，而水的阻力大概是空气中阻力的800倍，如此看来，是不是觉得轮船的速度很是惊人？

那么轮船为什么能有如此高速呢？至少有一半的功劳要归于“船鼻艏”，也就是船头下方的那个球状突出物。那么船鼻艏是如何为船只提速的呢？我们先来看看船只在航行的过程中阻力主要来自于何方。船只在向前航行的时候，受到了前方海水的阻挡，所以船首的海水会被船只推起，之后，推起的海水又会沿着船身向船体两侧流去，并在船侧形成起伏的波浪。

船在航行时所受的阻力与一个因素息息相关，那就是海水与船只的接触面积，而起伏的波浪必然会增大接触面积，进而增大船只所受的阻力，影响船只的航行速度，而这股阻力就被称之为“兴波阻力”。

我们也可以从本质上来思考一下兴波阻力是如何降低船只的行驶速度的。运动是需要能量的，在船只到来之前，海水是风平浪静的，起伏的波浪完全是由船只所引起的，所以波浪起伏的能量本质上是由船只所提供的，这些波浪实际上是消耗了一部分船只的功率所产生的，而要减少功率的耗损，就要设法消除这些波浪，于是“船鼻艏”就诞生了。

在安装了船鼻艏之后，船体两侧的波浪起伏明显减弱了，船只的速度也得到了显著的提升，根据过往的经验，相同的船只，安装船鼻艏和不安装船鼻艏，最高航速可以相差5-10节。

船鼻艏的作用是毋庸置疑的，那么船鼻艏到底是如何消除波浪的呢？这可以分为两方面来说，一方面就是船鼻艏本身的形状。船鼻艏是一个球状物，我们可以做一个实验，用一根绳子拉着一个小球在水盆里移动，再用一根绳子拉着一个小方块在水盆里移动，你会发现小球所产生的波浪要明显小于方块。这是为什么呢？因为在球状物的前方，水会因压力而隆起，但当隆起的水来到小球的后方，压力会瞬间降低，隆起的水面会迅速回落，如此一来，波浪自然就小了。

第二方面的原因是，船鼻艏会形成一个翻转180°的波，这个波会与原本的波相互抵消。

船只向前航行时会在船体两侧形成波浪，而船鼻艏所产生的波浪刚好与其它部位所形成的波浪是相反的，那么两条相反的波浪叠加后会产生怎样的效果呢？自然就是相互抵消，所以原本起起伏伏的波浪就变得波澜不惊了。利用波的叠加效益来消除波，这在生活中有着广泛的应用，比如声波，利用相反的声波来消除原有的声波，这就是降噪耳机的基本原理。现在有一个新的问题，那就是船鼻艏是如何产生一个正好翻转180°的波的呢？

船只在行驶的过程中所产生的波的大小与船只的航行速度是密切相关的，不同的航行速度所产生波是差异极大的。

所以要想让船鼻艏发挥作用，那么就必须要有一个“设计航速”。船鼻艏并不能够保证任何时候都产生正好翻转180°的波，只有在设计航速下才能够奏效，如果船只的航行速度脱离了设计速度，那么船鼻艏的降阻效果就会大打折扣，甚至还可能在某些时候产生原本的波完全相同的波，这样叠加起来就会产生更大的波，反而会导致船只的航行阻力增大。此外，不同的船只对于船鼻艏的形状也有着不同的要求，常见的主要有撞角型船鼻艏和水滴型船鼻艏，前者常用于远洋货轮，后者多用于高速舰船。

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