輪船水下為啥都藏了個長鼻子？100萬一個的「球鼻艏」了解一下？

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球鼻艏上的海豹
輪船前面為啥要裝個「大鼻子」，是為了模仿輕功水上漂，還是要讓海豹們曬曬日光浴。
這個被叫做球鼻艏的東西到底是什麼？具體是干嘛用的呢？

球鼻艏
球鼻艏，簡單來說就是艦船前方水線以下部分，往前凸出的那一個結構體，大多呈尖圓形，基于它的位置與形狀，人們都打趣地稱它為輪船的大鼻子。
不過別看這個鼻子奇特，「隆」起來還不便宜。
據CLoMEEP（全球海事能效合作伙伴）的數據，一個新的球鼻艏固定價值為100000美元，外加250000美元至700000美元的材料成本，給輪船裝一個鼻子差不多要花費100萬美元。

球鼻艏改裝
即使是一艘中型貨櫃船，改裝一個球鼻艏，大概也要 80萬美元。
輪船前方為啥非要裝一個「大鼻子」？

雖然一個球鼻艏裝下來要花費上百萬，但對于輪船來說，差不多一年半就能將這些成本收回來。

原因就在于，同等航速下，它可以減少船的阻力，降低主機功率，從而節省燃油，提高自己的航運效率。
船跑得又快又省油，貨運賺的錢自然也會跟著往上翻。

與沒有加裝球鼻艏的船只相比，改裝過的船，滿載時的主機功率可以降低10%-20%，燃油消耗量平均減少6%，一年下來單船的運營成本可節省上千萬元。
球鼻艏是如何減少輪船阻力的？

船頭的興波阻力
關鍵就在于一個叫興波阻力的東西，與空氣不同，輪船在水中受到的阻力，大約是空氣中的 800倍。
為了減少阻力，輪船的船艏都會設置成三角形，以幫助劈開水流。

可是當輪船的速度較快時，這部分水流便會貼著船體運動，形成起伏的波浪，增加船體的阻力，變成所謂的興波阻力。
除了和水、空氣產生的摩擦阻力，興波阻力就是船體的另一大阻力，約占總阻力的50%。

這時如果在船頭加裝一個球鼻艏，球形的設計會擾亂水流，在船頭的波浪以下，形成一股與之運動方向相反的波浪；

然后兩股浪相互作用，動能抵消，水流變得平靜，阻力自然也就會慢慢減弱。
球鼻艏的內部是中空的嗎？

被撞扁的球鼻艏
雖然原則上可以是空的，但在輪船有限的空間下，人們更多還是將球鼻艏運用了起來。

最常見的用途就是在里面安裝聲吶，因為這里距輪船尾部的螺旋槳最遠，受到的噪音最小，可以有效減輕其對聲吶和電子設備的影響；

船頭球鼻艏處的聲吶
再加上球鼻艏內的空間較大，一定程度上還能容納大功率的聲吶，提高艦船的反潛能力。
例如美國海軍的「宙斯盾」巡洋艦和驅逐艦，它們的球鼻艏直徑為4.88米，高1.52米，里面裝有576個聲波收發器；
聲吶直接探測的有效距離為15~20千米，海底反射距離20~30千米，而在1500~4000赫茲的被動模式下，最大偵聽距離更是能達到50千米。
參考資料：
讓船舶能效指數達標的三大方法——中國遠洋海運e刊
【微觀察】球鼻艏改裝讓修船業「活色生香」？——中國船舶報
輪船跑的快不快，鼻子說了算！解密「球鼻艏」的工作原理——研學Go
這些萌萌的球鼻艏里面竟大有乾坤——軍工黑科技
水下「大鼻子」：艦船的球鼻艏有什麼用？作用有利有弊——ALEX俊赫君
圖文兵戈｜了不起的「紅鼻頭」——光明網
艦船水下為什麼都藏了個長鼻子？「球鼻艏」了解一下？——中科院物理所
舟山中遠船務獲9艘貨櫃船球鼻艏改裝訂單——國際船舶網
鑫亞船舶18個月改造60多艘球鼻艏——國際船舶網

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