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开船比开飞机难在哪里?

 Ican366 2018-03-26

开船比开飞机难在哪里:

1)水面舰船因为有水和空气的界面,所以有兴波阻力,桂仲也提到了,这是飞机没有的。
2)水下部分,水的粘滞系数比空气大,所以同样的速度和尺寸,水产生的阻力大得多,费燃料。
3)即使是核动力潜艇,兴波阻力可以忽略,也可以不顾及能量消耗,螺旋桨可以超高速运转,不担心被声呐追踪,还有一个问题:空泡(cavitation)。高速运动下,流体的局部会产生低压区,水的压力过低将气化产生空泡,泡泡膨胀到一定程度会爆裂,里面的气体被突然压缩,产生高温和激波,损坏螺旋桨。BTW,60年代NCFMF做的那套经典视频里第16集,有很好的描述,能够翻墙的应该去youtube上搜来看一下,Philip Eisenberg主讲,历史的声音啊。
4) 水不像空气,可以兼做工质和助燃剂,不能做冲压发动机,少了一种避免涡轮和螺旋桨(空泡)的办法。不过在核动力的情形下,大概还有别的办法,比如气化了直接喷出去。

如果以上几个问题都可以克服,水下舰艇比飞机倒有一个优势,那就是水的声速比空气大4倍,不那么容易跨音速产生激波。

开船比开飞机难在哪里:

1)水面舰船因为有水和空气的界面,所以有兴波阻力,桂仲也提到了,这是飞机没有的。
2)水下部分,水的粘滞系数比空气大,所以同样的速度和尺寸,水产生的阻力大得多,费燃料。
3)即使是核动力潜艇,兴波阻力可以忽略,也可以不顾及能量消耗,螺旋桨可以超高速运转,不担心被声呐追踪,还有一个问题:空泡(cavitation)。高速运动下,流体的局部会产生低压区,水的压力过低将气化产生空泡,泡泡膨胀到一定程度会爆裂,里面的气体被突然压缩,产生高温和激波,损坏螺旋桨。BTW,60年代NCFMF做的那套经典视频里第16集,有很好的描述,能够翻墙的应该去youtube上搜来看一下,Philip Eisenberg主讲,历史的声音啊。
4) 水不像空气,可以兼做工质和助燃剂,不能做冲压发动机,少了一种避免涡轮和螺旋桨(空泡)的办法。不过在核动力的情形下,大概还有别的办法,比如气化了直接喷出去。

如果以上几个问题都可以克服,水下舰艇比飞机倒有一个优势,那就是水的声速比空气大4倍,不那么容易跨音速产生激波。

因为船舶在航行过程中受到的阻力比较大。
船舶的航速由两个因素决定:牵引动力和阻力,二者之差为船舶所受合外力。
就牵引力而言,是船舶前进的动力,限于专业的局限性,在这里略过,以下着重从船舶阻力来讨论。
首先明确水是一种粘滞性液体,通俗来说就是水和水之间是有摩擦力的,这个摩擦力就叫水的粘滞力,所以由于粘滞力的存在,同样的平面面积,船舶在水中受到的摩擦阻力就比在空气中大很多,好比你在陆地可以自由自在奔跑,但是你在水中就举步维艰了。为了直观比较在同样条件下水流阻力和空气阻力的大小,我们引用流体阻力计算公式。
F=\frac{1}{2} C\rho SV^{2}
式中:
C为阻力系数,该值通常是实验值,和物体的特征面积(迎风面积),物体光滑程度和整体形状有关;
ρ为流体密度,正常的干燥空气可取1.293g/L,常温下水的密度是1000g/L,特殊条件下可以实地监测;
S物体迎风面积;
V为物体与流体的相对运动速度。
由公式我们可以看出:在同一个物体(阻力系数C值相等)在相同的速度和受力面积下,受到的阻力与介质的密度有关。而常温下水的密度是1000g/L,所以粗略计算相同条件下水流阻力是空气阻力\frac{1000}{1.293} =773.4倍,这是船舶航速不能大幅提高的根本原因。










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