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舰船头部是尖的,潜艇头部却是圆的,为什么?

同样都是在大海上乘风破浪,舰船的头部与潜艇的头部形状却是截然不同的。舰船无论大小,头部的整体形状都是尖的,而潜艇无论级别

同样都是在大海上乘风破浪,舰船的头部与潜艇的头部形状却是截然不同的。

舰船无论大小,头部的整体形状都是尖的,而潜艇无论级别,头部都呈现圆形,这是为什么呢?其实潜艇的圆头并不是从一开始就这个样子,早期的潜艇头部形状其实与舰船是一模一样的,因为它本身就是仿照舰船头部设计制造的。在水面上航行,要想跑得快,就必须要克服水的阻力,而舰船的头部设计是经过历史长期检验的,所以早期的潜艇自然会毫不犹豫地选择相同的设计。

早前的潜艇虽然具备下潜和在水下航行的能力,但其大部分时间其实是和舰船一样,在水面上航行的。

这是因为早期的潜艇都是油电混合动力,在水面上时通过柴油发动机驱动的,而到了水面之下就会改用电动机。电动机所能提供的动力非常有限,电池的续航能力也不怎么样,所以潜艇在水下不仅跑不快,也不能长时间航行。所以只有在关键的时候,比如发动攻击或躲避追踪的时候,潜艇才会下潜,而其余的时间潜艇都是在水面航行。如此,仿照舰船的外观就是最佳选择。

后来,核动力潜艇出现了,于是潜艇不再受限于电动机和电池的制约,只要氧气、食物和水充足,潜艇就可以一直待在水下。

既然不再长时间待在水面上,原本仿照舰船的头部设计就需要进行改良了。于是美国第一代的鹦鹉螺号核动力潜艇就将头部形状做了些许优化,虽然整体轮廓还是沿用了舰船的样子,但明显变得更加圆滑。当然,美国人也知道这种设计并不是最优选择,所以为了实验最佳的头部形状,同一时期还建造了蓝鳍金枪鱼号。

蓝鳍金枪鱼号并不是一艘核动力潜艇,但它建造的一个重要目的就是为了实验更优的潜艇外观,于是世界上第一艘拥有水滴状头部的潜艇就诞生了。

之前采用船首形状的潜艇在水下的最高航速只能达到7节,但蓝鳍金枪鱼号只需要更少的动力就可以推进到25节,毫无疑问,这种形状在水下具有明显优势。于是自此之后,潜艇就都变成圆头的了。此后不久,苏联的第一艘核动力潜艇就诞生了,同样也是采用了球形的头部设计。

那么,是不是圆球型的头部能够最大限度的减少阻力呢?还真不是。

相比船首型,圆球型的头部的确减少了部分阻力,但并不是最佳。在后来的研究中,科学家们对不同形状的头部进行过水下阻力测试,最终的结果显示,船首型的头部阻力是最大的,其次就是圆球型头部,而阻力最小的其实是鱼型头部和圆锥形头部。既然如此,为什么后来设计制造的潜艇仍旧沿用了圆球型的头部设计,而没有采用鱼型头部或圆锥形头部呢?因为减小水下阻力对潜艇很重要,但并不是最重要的。

对于一艘潜艇而言,最重要的并不是它的航速,也不是它的攻击或隐藏能力,而是它的感知系统。

所以尽可能地将更大的声呐放进潜艇的头部就是第一考虑要素。无论是鱼型头部,还是圆锥形头部,它们的内部空间都太过狭窄了,为了减小阻力而舍弃优异的声呐系统,是得不偿失的,而能放置最大声呐的头部就是圆球形的头部设计。也就是说,潜艇头部的设计必须兼顾考虑阻力和声呐放置两个问题,所以后来出现的潜艇才全部如出一辙,都有一个圆头。