什么是船体速度?
船体速度是排水型船体在保持高效航行时的理论最大速度。当船在水中航行时,船首和船尾都会激起波浪。随着船速不断提高,当船自身波列的波长与水线长度相等时,船就会被"困"在船首波与船尾波之间的波谷里。此时若想继续加速,所需的动力会急剧攀升,因此船体速度通常被视为大多数非滑行船舶在实际中难以逾越的速度上限。
如何使用本计算器
先测量船舶的水线长度(LWL)——也就是船体在静止时实际与水面接触的长度,而不是船的总长度(LOA)。以英尺为单位输入该数值,计算器便会返回以节为单位的理论船体速度,并同时换算为英里/小时和公里/小时。
公式详解
经典公式为:
$$\text{船体速度(节)} = 1.34 \times \sqrt{\text{水线长度(英尺)}}$$常数 1.34 源自深水重力波的物理规律,并以航海单位表达。水线越长,能够承载的波浪就越长、越快,这也正是大船通常更快的原因。由于二者呈平方根关系,水线长度翻一倍,船体速度只会提高约 41%,而不是 100%。
实例演算
以一艘水线长度为 36 英尺的帆船为例:\(\sqrt{36} = 6\),因此船体速度 =
$$1.34 \times 6 = 8.04 \text{ 节}$$(约合 9.25 英里/小时或 14.89 公里/小时)。这就大致告诉船主,在良好条件下这艘船能以多快的速度从容航行。
常见问题
船能跑得比船体速度更快吗?可以。滑行型船体和极轻的排水型设计能够"爬"上自己激起的船首波并实现超越,但这需要大得多的动力。
应该用总长度(LOA)还是水线长度(LWL)?务必使用水线长度(LWL)。静止时船首和船尾的悬伸部分对船体速度没有贡献。
1.34 这个系数是固定不变的吗?不是——它只是一个近似值。许多设计师会根据船体形状和航行条件,在大约 1.1 到 1.5 的范围内取值。