轮船有鼻子吗?没有。但它有一种装在船艏、用以减少阻力的装置,我们一般称之为“球鼻艏”。
船舶在行进中要受到水的两种阻力:一种是水流过船身两侧时产生的摩擦力;另一种是船舶行驶时兴起的波浪与船体产生的阻力,这叫兴波阻力。这些阻力都随船的大小、船体外形、航行速度的变化而变化。
一般说来,船越大,航速越高,阻力也越大。摩擦力与兴波阻力的大小几乎相同。要知道,水的密度约为空气的800倍,所以同一物体在水中前进所受的阻力要比在空气中大800倍。换句话说,物体以同样速度前进时,在水中要比在空气中多耗费800倍的力。
为减少轮船前行的阻力,人们想出了在船头水线下加装球鼻艏的办法。
如果把轮船船头两舷的锚眼戏说成眼睛的话,那么,船头在水面下的巨大隆起就可以看作是它的鼻子了。
球鼻艏可以产生一个向下的波浪,与船头兴起的波浪相抵消,使兴波阻力大大减小,从而提高航行速度。
最早的球鼻艏是美国人史蒂文斯发明的。在19世纪初,新费城号汽船就因有了球鼻艏,使轮船速度提高不少。
目前,现代大型快速船的船艏都装有球鼻艏。但是,人们并不满足于此,现在正在研究尽量缩小球鼻艄的设计,还有些研究人员在试图发明新的、不带球鼻艏而兴波阻力又小的船型。
由于船舶航行时,水的阻力随速度的增加呈级数增长。所以一般船舶的极限速度约为每小时40海里,这时动力系统的马力已非常可观了。而对一般客轮、货轮来说,速度达到每小时20海里动力系统的能耗就已足够大了。
因此,船舶的设计、制造,应着重于改善船型,降低航行阻力,进一步降低能耗。另外,要改进船舱布局,使旅客舒适、货物安排合理。船舶的驾驶、观测及通讯要实现自动化。