什么是船速计算器？
这款计算器用于估算排水型船体（displacement hull）的最大船体航速，也就是船在水中航行时由其自身兴起的波浪所决定的现实速度上限。随着航速提高，船首会推起一道艏波，其波长会随速度增大而变长。当艏波的波长与船的水线长相等时，船体就仿佛陷在一个波谷里，若不付出极其巨大的额外动力便难以"爬"出来——这一速度便是它的船体航速。
使用方法
先测量船舶的水线长（LWL），单位为英尺。注意：水线长指的是满载状态下船体真正接触水面的那段长度，而不是甲板的总长（船体全长）。输入数值后，计算器会给出理论上的最大船体航速（单位：节），并同时换算成英里/小时和公里/小时。
公式解析
船舶设计中的经典经验公式为：
$$\text{航速（节）} = 1.34 \times \sqrt{\text{LWL}}$$
其中 \(\text{LWL}\) 为以英尺计的水线长。
常数 1.34 源自深水重力波的物理规律。它适用于传统的排水型船体；滑行艇（planing hull）和多体船则可以突破这一上限，因为它们是从水面上"抬起"滑行，而不是一味地破水推进。
实例演算
以一艘水线长 25 英尺的帆船为例。25 的平方根为 5，因此其船体航速为 $$1.34 \times 5 = 6.7 \text{ 节}$$ 约合 7.71 英里/小时或 12.41 公里/小时。
根据水线长度的船体速度
经典排水型船体速度公式使用水线长度(LWL),而不是船的总长度:
$$\text{船体速度(节)} = 1.34 \times \sqrt{\text{LWL(英尺)}}$$
下表将此公式应用于常见的水线长度。节数使用以下转换: 1节 = 1.15078英里/小时 = 1.852公里/小时。
| 水线长度(英尺) | 船体速度(节) | 船体速度(英里/小时) | 船体速度(公里/小时) |
|---|---|---|---|
| 10 | 4.24 | 4.88 | 7.85 |
| 15 | 5.19 | 5.97 | 9.61 |
| 20 | 5.99 | 6.90 | 11.10 |
| 25 | 6.70 | 7.71 | 12.41 |
| 30 | 7.34 | 8.45 | 13.59 |
| 35 | 7.93 | 9.12 | 14.68 |
| 40 | 8.47 | 9.75 | 15.69 |
| 50 | 9.47 | 10.90 | 17.54 |
30英尺水线的实际计算示例: \(1.34 \times \sqrt{30} = 1.34 \times 5.477 = 7.34\) 节。转换该结果，\(7.34 \times 1.15078 \approx 8.45\) 英里/小时。
按船体类型的速度-长度比系数
公式中的数字1.34是经典重型排水船体的速度-长度比(SLR)。更完整的公式是 \(V = C \times \sqrt{\text{LWL}}\)，其中系数 \(C\) 随船体形状而变化。较轻、流线型的船体在其自身波列阻止它们之前可以超过传统极限。
| 船体类型 | 典型系数(C) | 说明 |
|---|---|---|
| 重型排水 | ~1.34 | 传统满舱龙骨巡航船和经典帆船。船体在接近这个速度时被困在自己的船首和船尾波浪中。 |
| 半排水型 | ~1.5 | 中等、容易驱动的船体和一些拖网渔船，可以通过额外动力略微超过经典极限。 |
| 轻型/细龙骨 | ~1.5–2.0 | 具有轻型排水和平坦船尾部分的现代高性能帆船；能够部分升起并延伸其波列。 |
| 滑行/多体船 | 超过该规则 | 滑行动力船和多体船爬上或越过其船首波；船体速度不再限制它们，公式不适用。 |
仅作为粗略指导使用更高的系数——非排水型船体的实际最高速度取决于动力、重量和船体设计，而不仅仅是水线长度。
您的船体速度结果的含义
船体速度最好被理解为一个柔性效率阈值，而不是绝对速度限制。当排水型船移动时，它会产生船首波和船尾波。它们的波长随速度增长，当波长与船的水线长度相匹配时，船体会沉入其自身波峰之间的波谷中——大约在计算出的船体速度处。
在这一点以下，所需的动力随速度温和上升。当船接近船体速度时，船尾沉入波谷，船必须有效地爬过自己的船首波，因此动力需求上升非常陡峭。将重型排水船推动超过其船体速度一小部分节速度可能需要发动机动力或帆力大幅增加，但收益甚少，这就是为什么这个数字对于确定发动机尺寸和估计高效巡航速度如此有用。
这个限制不是绝对的。滑行船体超越它：有足够的动力，它们可以摆脱波谷，升起到水面上，骑在船首波顶部，之后速度-长度关系不再控制它们。冲浪下降波面让即使是排水型船体也能短暂超过船体速度，因为重力提供额外的驱动力。轻型、细尖端的排水和多体设计也可以保持远高于 \(1.34 \times \sqrt{\text{LWL}}\) 的速度，因为它们的细长船体产生更小、更容易被追上的波列。
对于实际巡航，许多船主计划将舒适航行速度设定在计算出的船体速度略低，在那里燃油消耗和船体运动都远比在动力曲线陡峭端容易。要估计通过时间，请用距离除以相同单位的巡航速度。
常见问题
船的速度能超过船体航速吗？ 可以。滑行艇、顺浪冲浪或配备极大功率的船都能突破这一限制；但对于典型的排水型船体而言，它仍是一道难以逾越的效率门槛。
该用船体全长还是水线长？ 始终使用水线长（LWL）。船首和船尾伸出水面的部分对船体航速没有贡献。
结果为什么用"节"表示？ 节（海里/小时）是国际通用的航海速度单位；为方便参考，我们也一并给出英里/小时和公里/小时。
