什麼是船速(Hull Speed)?
「船速」(Hull Speed)指的是排水型船體在水中能維持的理論最高效率航速。船艇在水中前進時,會在船首與船尾各產生一道波浪。當船速加快到船體製造出的波列波長剛好等於水線長時,船身就會被困在自己首尾兩道波浪之間的波谷裡。此時若想再加速,所需動力會以不成比例的方式暴增,因此對絕大多數無法滑行(non-planing)的船艇而言,Hull Speed 等於實務上的速度上限。
如何使用本計算器
請先量出船艇的水線長(LWL)——也就是船身靜止時實際與水接觸的長度,而非船體全長(LOA)。把這個數值以英尺輸入後,計算器就會回傳以節(knots)表示的理論船速,並同步換算成英里/小時(mph)與公里/小時(km/h)。
公式解析
經典公式為 $$\text{船速(節)} = 1.34 \times \sqrt{\text{水線長(英尺)}}$$ 常數 1.34 源自深水重力波的物理特性,並以航海單位表示。水線越長,能承載的波浪就越長、越快,這也是大船通常較快的原因。由於兩者之間是平方根關係,把水線長加倍只會讓船速提升約 41%,而非整整一倍。
實例計算
以一艘水線長 36 英尺的帆船為例:\(\sqrt{36} = 6\),因此船速 $$= 1.34 \times 6 = 8.04 \text{ 節}$$(約 9.25 mph,或 14.89 km/h)。這讓船主大致掌握在良好條件下,這艘船能輕鬆航行到多快。
常見問題
船能不能跑得比 Hull Speed 還快?可以。滑行式船體(planing hull)以及極輕量的排水型設計能爬上自己的船首波並超越這個極限,但代價是需要明顯更大的動力。
該用 LOA 還是 LWL?請一律使用水線長(LWL)。船首與船尾突出於水面的部分,在靜止時並不會對 Hull Speed 有貢獻。
1.34 是固定不變的精確值嗎?不是,它只是個近似值。許多設計師會依船體形狀與航行條件,採用約 1.1 到 1.5 之間的範圍。