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如何根據排水量算重量

生活 更新时间:2024-08-26 19:01:47

本文僅為估算水面艦艇排水量的一次實操演示。演示目标為003型,演示結果不代表其真實數據。

軍艦的排水量,我們一般關注的是“标準排水量”和“滿載排水量”,其中最重要的當然是滿排。滿排直接影響到軍艦的戰鬥力,因此通常不會公布。不過,不公布我們也可以算個大概出來。

準備知識

如何根據排水量算重量(003滿載排水量8萬餘14000噸)1

船舶工程學中,有一個測算船舶方形系數(Block Coefficient,簡寫Cb)的公式:

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其中:△為排水體積,單位是立方米(注意,不是排水量);L、B、T分别是該排水體積相對應的水線截面的長、寬、深(吃水深度)。

因此,我們可以将這個公式稍微變一下,使之成為計算排水量的公式。如:

排水量 = Cb × 長 × 寬 × 吃水 × 海水密度

其中,海水密度是常量,我們一般取值為1.025。長、寬、吃水深度是可以大緻測量出來的。而Cb比較特殊,因為它本身是由方形系數公式算出來的,前提就是要先知道排水體積,我們現在把公式反過來用,顯然是算不出來的。不過,雖然算不出來,但我們可以假設嘛,哈哈……

吃水深度的測量

003的吃水深度有比較多的分析,争議也比較大,結論是從11米到13米不等。就不細說了,這裡隻說一下我的思路。

以“福特”級為例。我們可以很清楚地看到其首尾的吃水刻線,如下圖:

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簡單解釋一下。

刻線前後一緻,水線水平,深度42英尺,這一點沒有歧義。需要注意的是,“星号”處對應的吃水是41英尺,而不是有些大神說的40.5英尺,這是一個常識性錯誤。關于如何讀吃水數字,記住一點就行了,數字的下緣就是這個數字所對應的吃水。圖中多畫了一條36.5英尺的線,一看便知。

需要糾正的另一點,是關于這個“星号”的深度,是極限吃水還是滿載吃水的問題。作為船上的重要标記,通常都是以“額定”作為參考,也就是所謂的“标準”。因此,僅憑船尾的那條長長的刻度線,就可以确認39英尺是标準吃水深度,所對應的就是10萬噸的标準排水量。因此,船頭“星号”所對應的41英尺,就應該是滿載排水量。

如果對這個解釋有疑問,不妨看看下面福特号海試的照片,應該會有個大緻的判斷了。

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至于極限吃水,我認為沒有讨論的必要,畢竟任何一艘船都不是為了極限而設計的。如果一定要給個數字的話,那麼就是水線的深度,也就是前面圖上的42英尺。

那麼,問題也來了。003上沒有這樣的标記,該如何判斷呢?我的判斷如下圖所示:

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解釋:考慮到水線是漆面腐蝕的分界線,那麼對于體量、速度相當的艦隻來說,滿載吃水線與分界線的距離應當是基本一緻的——留出正常的浪湧空間即可。前面福特級滿載吃水線距離設計水線1英尺(42-41),因此,003的滿載吃水就應該是13米-1英尺,等于12.7米

至于标準吃水,目前沒有比較好的測算依據,先空着吧,以後再補。

寬度的測量

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兩張圖對比就會發現,第一批模塊的頂部,對應的是水線以上2層甲闆的位置。由于003船體外傾,所以進行縮進之後,測得滿排水線的寬度為39米

長度的測量

先看圖。003的屁股一點紅都沒有,這個肯定是繼承了蘇式設計沒跑了。這就意味着,003屁股的下緣,應該是與設計水線基本持平的,而滿載的情況下,屁股會有一點點懸空(30公分)。

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我們需要的是圖上那條紅線的長度,其測量方式有2種:第一種是直接測量,以003右舷長度作為參考,得出紅線長約為288米。這種測量方式受制于圖片精度,誤差比較大。廢棄。

第二種是測量衛星圖,這個精度很高,但問題是模塊化建造使我們無法直接測量紅線的長度,而隻能測得上面紫線的長度。

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得出紫線長306米,寬度為40米。接着,需要再減掉首尾的“縮進”長度。

前面已經根據尾部與水面的夾角,粗略得出尾部長度與高度的關系是4:1,因此,如果尾部垂直方向不考慮傾斜的話,那麼隻需要減去水線到滿排線的距離的4倍即可,即0.3米*4=1.2米。

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而艦首沒有找到正側方照片,所以隻能大概測量了一下,需要縮進5.8米。

因此,003滿載時水線長度為:306 - 1.2 - 5.8 = 299米

方形系數Cb的估算

Cb的取值最為關鍵,也是最難的。因為無法計算,所以隻能參考其他艦型的數據。由于衆多的現象将003的船體設計推向了蘇式,所以就可以認為003的Cb,等同于蘇聯大型水面艦艇的Cb。

根據查詢到的數據,蘇聯1143.5型的Cb,一種說法是5.3,一種說法是6.2。而1143.7型,也就是003比較像的那個烏裡揚諾夫斯克号,我算了一下,大緻在6.0~6.2。

因此,既然往大了算,那麼003的Cb就取6.2吧。

總結

至此,我們已經得到了計算003最大排水量的所有參數,帶入公式,即:

003滿載排水量 = 0.62 × 299 × 39 × 12.7 × 1.025 = 9.4萬噸。

所以,003的滿載排水量,是8萬餘1.4萬噸,已經是最多,不能再多了。

這個數據您還滿意嗎?

(之前粗算的是8.6萬噸,今後以此為準,直到有更精确的資料進行修正)

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