舰艇的波浪增阻对航速和功率的影响

海洋上的风浪是十分常见的自然现象，舰艇遭遇风浪时（见图8-38）与在静水中航行时相比，除了会增加空气阻力外，还会产生波浪增阻。

波浪增阻的来源主要有三个方面：

（1）在波浪中航行的舰艇会发生摇荡运动。船体在波浪中的摇荡运动是六自由度运动，包括横摇、纵摇、艏摇和纵荡、横荡、垂荡。舰艇摇荡运动激起的波浪与海上的波浪相互干扰，会导致船体的阻力增大，特别是当船体迎浪航行发生大幅度的纵摇和垂荡时这部分增阻非常明显。

图8-38　风浪中航行的舰艇

（2）舰艇在发生摇荡运动时，船体始终是绕着平衡位置做周期性振荡，一直偏离正常稳定的航行状态，此时的阻力必然大于静水时稳定运动的阻力，且船体摇摆幅度越大阻力的增加也越大。

（3）海上的波浪遭遇船体时，船体会反射波浪，船体对波浪的反射要消耗船体前进的能量，这种现象也会导致船体阻力的增大。(www.xing528.com)

从对波浪增阻产生的主要原因的分析不难看出，舰艇波浪增阻主要取决于环境因素和自身因素。所谓环境因素就是海浪的大小，一般认为舰艇波浪增阻正比于浪高的平方；所谓自身因素就是舰艇在波浪中的摇摆幅度，主尺度相当的舰艇，若耐波性好、在波浪中的运动响应幅度小，则其波浪增阻一定小。

图8-39　舰艇在不规则海浪中的波浪增阻

由于真实的海浪是不定常的、不规则的，舰艇遭遇的海浪浪高和周期也是变化的，所以舰艇在海浪中的波浪增阻是不稳定的，如图8-39所示。

舰艇的波浪增阻会给在海浪中航行舰艇的航速和主机输出功率带来影响。如果海况等级较低、船体运动响应幅度小、波浪增阻不大，舰艇可以维持既定的航速，但此时主机的输出功率必然要增大，以克服由于波浪增阻消耗的能量，这就要求主机留有足够的功率储备。如果海况恶劣，船体发生较大幅度运动响应，波浪增阻明显增加，此时若主机功率储备不够，那么舰艇必然要被迫降低航行速度，这种情况称为名义失速。另外，即使主机功率储备是足够的，但是高速航行的舰艇在恶劣海况下易发生严重的甲板上浪、船底波浪砰击、螺旋桨出水飞车等现象，将对舰艇造成破坏性影响，此时也要主动降速以保护舰艇，这种情况称为主动失速。