爲什麼船的速度都很慢?
人在水中游泳受到的水的阻力,比人在陸地上跑步的時候受到的空氣阻力要大很多。這是因爲物體在運動的時候所遇到的阻力和周圍物質的密度有關,水的密度大概是空氣密度的800倍,水中行駛的船舶受到的阻力也要比空氣中行駛的火車、汽車、飛機受到的阻力大800倍。所以,在水中航行的船舶跑不快。
爲什麼船舶的行駛速度慢?想要知道爲什麼船舶的行駛速度比較慢,我們可以瞭解一下人類的運動紀錄,世界百米跑紀錄保持者跑完100米所花時間是世界游泳紀錄保持者游完100米自由泳所花的時間的五分之一,這又是什麼原因呢?
原來,人在水中游泳受到的水的阻力,比人在陸地上跑步的時候受到的空氣阻力要大很多。這是因爲物體在運動的時候所遇到的阻力和周圍物質的密度有關,水的密度大概是空氣密度的800倍,水中行駛的船舶受到的阻力也要比空氣中行駛的火車、汽車、飛機受到的阻力大800倍。所以,在水中航行的船舶跑不快。
誰在攔着船舶快速行駛?船舶在水中航行遇到的水阻力主要包括興波阻力、摩擦阻力和渦流阻力。潛艇在水下沒有興波阻力,但是渦流阻力和摩擦阻力依然存在。
摩擦阻力指的是船體和水摩擦產生的阻力,摩擦阻力大小和船體在水中浸沒的面積和速度也呈正相關。也就是說船體浸沒在水中的面積越大,摩擦阻力就越大。而船速越高,摩擦阻力也會越大。
興波阻力指的是在水中行駛的時候,水中興起波浪形成的對船舶的阻力。興波阻力的大小和船體形狀以及速度有關,船體比較窄,呈流線型並且船體表面比較光滑,興波阻力就小;船速越快,興波阻力就越大。渦流阻力是指船舶在水中行駛的時候,在船尾產生渦流而形成的阻力,渦流阻力的大小和浸沒在水中的船體形狀有關。另外,在風浪中航行的船舶還會產生波濤阻力和迎風阻力。
船舶提速是怎麼實現的?正是由於船舶在水中行駛會受到這些阻力的作用,所以船舶的速度很難得到大幅提高。船舶在低速航行的時候,摩擦阻力占主導地位;高速航行的時候,興波阻力有快速增加,超過摩擦阻力而占主導地位。要提高船舶速度,一是要增加船舶的動力,二是可以減少水阻力。增加動力裝置的功率才能達到增加船舶動力的目的,這也就意味着機器和燃料重量的增加,船舶噸位也隨之增加,這樣一來水阻力也相應增加。所以,用增加動力的方法使船舶增速,增幅是很有限的。要減少船舶遇到的水阻力,就要讓船體離開水面,或減少船體浸沒在水中的面積,在這種思路下,滑行艇、水翼艇和氣墊船等新船型就隨之出現了。
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