最近笔者在网上看到很多”船人“在发船舶下水的小视频，其实大部分是海船，而在这些海船中又有不少是采用垂直艏的船舶。正是因为这些”垂直艏“的船舶没有了大家熟知的“大鼻子”所以让不少观众产生了疑惑。在评论区笔者看到不少网友问：不是说海船都有“大鼻子”吗？为何它没有呢？

没有“大鼻子”的货船正在下水

不知从何时起网友们开始感兴趣起：为何船舶会前面会有一个“大鼻子”？它的作用又是什么？而广大科技和军事领域的作者们，瞬间就捕捉到了这个“热点”，所以网上出现了大量来科普“大鼻子”的文章。在作者们的科普下，也确实让广大读者知道了船舶设置“大鼻子”的意义。但是很多作者在科普其原理时，并没有很好的交代其适用的范围，甚至有作者直接断言：因为“大鼻子”对于船舶性能提升很大，所以所有海船都有“大鼻子”。相信正是因为受了这些科普文章的影响，所以有些网友们才会对这些没有“大鼻子”的海船产生了疑惑。

有“大鼻子”的货船

在看到这么多网友有这样的疑惑，其中还有不少网友曾私信问我，所以我决定就来聊聊这个问题。不过在聊之前我们还是要先简要回顾一下“大鼻子”是什么？作用又是什么？

简要回顾一下大鼻子

船舶阻力分析：

一般来说，船舶在航行时会受到空气阻力和水的阻力，相对来说空气阻力占的比重较少，所以船舶最主要还是看水的阻力。水的阻力又可以分为：摩擦阻力、粘压阻力、兴波阻力、突出体阻力等四种阻力。其中这四种阻力在不同航速船舶中所占的比例也有所不同：在低速船舶中，兴波阻力的占比很小，摩擦阻力的占比能达到70%~80%，粘压阻力为10%；而对于高速船舶，兴波阻力的占比急剧增加，能达到40%~50%，摩擦阻力为50%，粘压阻力为5%左右。

船模实验能得到船舶的阻力值

兴波阻力的由来：

在四种阻力中，摩擦阻力、粘压阻力和突出体阻力都比较好理解，唯独兴波阻力不好理解。船舶在航行时，船首对水施加压力，把水劈开而前进，于是就激起了一组随船前进的波浪，这就是首波。船尾在前进时，水中留出了一个低压区，成为波谷，形成了一组由船尾引起的波浪，称为尾波。由于船舶航行时，船首兴起了波峰和船尾兴起的波谷会形成压力差，这种由兴波引起的压力差分布就叫兴波阻力。如果从能量的角度来看的话，船体掀起波浪就要消耗能量，船体不停的掀起波浪，就要不断的消耗能量，从而形成兴波阻力。

船舶航行激起的波浪

球鼻艏如何减小兴波阻力：

既然兴波阻力要消耗能量，那么咱们就需要通过各种方法来减少兴波阻力，而之前讲的奇怪的”大鼻子“就是用来减少兴波阻力的用的结构，学名叫做”球鼻艏“。

那么”球鼻艏“是如何减少兴波阻力的呢？通过下图我们就能了解”球鼻艏“是如何减少兴波阻力的了。图中绿线是船头原来形成的波浪，蓝线是”球鼻艏“形成的波浪，蓝线压制了绿线，两者最后形成了我们看见的波浪（红线）。因为波浪被压制了，所以就减小了兴波阻力。有资料统计，舰船满载时”球鼻艏“可降低船舶所需的推进功率10%～20%，这个收益还是很大的。当然消除兴波阻力不止球鼻艏一种，对于高航速的船舶来说，消波水翼，压浪板，也是不错的方法。

球鼻艏工作原理分析

为何有些海船没有大鼻子？

关于为何现在有些海船没有”大鼻子“呢？笔者恰恰在参与船舶设计的时候遇到过这样的问题。当时笔者参与的一艘散货船，其母型船是有”球鼻艏“，但是在分析实船的运营情况后，对后续船进行了改进，把”球鼻艏“改成了”垂直艏“。笔者不是搞总体的，所以当时并不是很理解其中的缘由，不过后来笔者在公司给船东的《船东审图意见答复》邮件中找到了答案。在邮件中，船东问到了：为何把”球鼻艏“改成了”垂直艏“，做总体的工程师答复：”球鼻艏“的作用主要是降低兴波阻力，在低航速的船舶中，兴波阻力占的比例非常低，而该船设计航速不到12节，所以收效甚微；同时”垂直艏“相较于”球鼻艏“在风浪中有更好的适应性，所以取消结构复杂的”球鼻艏“换上结构简单的”垂直艏“会更加合理。