出品：科普我国
制造：寒木钓萌
监制：我国科学院计算机网络信息中心
长风破浪会有时……
所以，咱们印象中的船头是这样的：
破浪行进的美国华盛顿号航空母舰。
可是，咱们没看见的部分却是这样的：
美国福特号航空母舰拼装画面，船头前方，吃水线下是一大长坨。
不仅是航空母舰，其他大型邮轮也如此。平常，咱们正真看到的邮轮是这样的：
△现在世界上体积最大的远洋邮轮玛丽皇后二号，上面有15个餐厅和酒吧、5个游泳池、1个赌场、1个舞池和1个天象馆。
但实际上，它是这样的：
△留意，白色箭头处，站着的是一个人，不是海鸥。（图片作者：James Morgan / Cunard Line）
或许这样，咱们会看得更清楚：
这造型，怎么说你好呀……（图片作者：Hammelmann Oelde）
问题又来了？船头前面这一长坨是什么？干什么用？莫非是为了设备声呐设备而多出来的？
此问题源源不绝
古代，地中海东岸的腓尼基人（公元前1200年－公元前539年），他们长于帆海与经商，腓尼基人制作的船，其前部也有一个杰出物。
腓尼基船
腓尼基船
若时光倒流，咱们回去问腓尼基人：你们制作的舰船，为嘛前面都有一杰出物？可是为了展现雄风？
他们可能会这样答复：“为了撞翻对方！”
还有呢？
“或许……船会快一点吧，咱们感觉的。”
可这是怎么回事呢？
“哪那么多为什么？这种问题，你应该去问神！”
…………
古代人知道什么规划可能会比较管用，但却不知背面的原因。而现在，说实话，咱们也不能拍着胸口说，已百分百吃透其背面原理。
为什么这么说？先来看一个比如。
耗资8亿美元的邮轮
美国国家地理频道制造了一部关于“玛丽皇后二号”邮轮的纪录片。里边叙述了这样一件事。
这艘造价高达8亿美元的邮轮，在其总体规划已定的状况下，其航速没有到达要求，只要二十多节的航速。而订购厂商强烈要求，邮轮在安静海面有必要具有挨近或超越30节的航速，有必要具有6天内横渡大西洋的才能，不然此邮轮将失掉竞争力！
可是，邮轮的动力推动体系现已开工，无法再想方法添加功率。这可愁坏了邮轮制造厂商，最终，他们的规划师万般无奈的状况下，把玛丽皇后二号船头前面的那个杰出物加长两米，然后，问题得以处理了，邮轮航速总算超越了30节。
这个杰出物，现在咱们叫做球鼻艏。
△为留念玛丽皇后二号十周年，摄影师James Morgan忽悠船长Kevin Oprey到杰出物上拍写真（论摄影师的重要性！）。
是的，现在咱们都知道，球鼻艏的确能进步船速，但假设咱们真知道得那么透彻，就像爱因斯坦极端必定物体不能超光速，就像咱们准确地知道光速等于每秒299792458米的话，那么，通过计算机的辅佐运算，或许一切船只规划师都应该提早知道，玛丽皇后二号邮轮的球鼻艏的准确长度应该是12米，或者是12.005米，可是，规划师不知道，他后来是采纳不断实验的方法。
球鼻艏为何能提速？
船行于海，就像车驶于路，前者是在水与空气交界处穿行，后者是在陆空交界处行进。而深海潜游的核潜艇，它更类似于腾飞于空的飞机——都是在一个固定介质中作业。
所以，关于船来说，咱们既要考虑大气的空气阻力，还要考虑水的摩擦阻力，以及波涛的阻力，也便是兴波阻力。这些阻力中，兴波阻力和摩擦阻力占大头，关于高速船来说，这两种阻力的占比都各挨近一半，占到总阻力的85%左右。
波涛会让船上下崎岖，这有点类似于你驾车在一条坑坑洼洼的路上行进相同。
无疑，波涛会添加船的阻力，而安静的海面，船周围的波涛（波）是船本身构成的，从能量的视点来说，那些波涛是船在耗费很多燃油后制造出来的，所以，咱们可以说，船行进时，发生的波涛越小，越少，则船耗费的燃油就越小。
船头激起的波像一堵水墙，一向跟船随同行进。
所以，问题的关键是减小舟，尤其是船头发生的波，可怎样才能削减？
通过前人很多实践和实验，人们发现，球鼻艏效果显着！
可这是怎么回事？
有一种解说是这样的。
△把一球放在水面下移动，则球的前方水压上升，上方水面会拱起，
到了球的后边，压力下降，水面下降，然后起到按捺波涛的效果。
上面这种解说来自日本船只专家吉田文二，他在其所著的书《船只常识》中提到过。
结合这张图，咱们或许更简单了解吉田文二的说法。图为意大利轮船Pride of Hull。
另一种解说是这样的，便是球鼻艏发生的波跟其他波发生叠加，适当所以，你的波峰遇到了他的波谷——抵消了。
船行进时，假设没有球鼻艏，则波往上爬，冲击船头，构成很大阻力。
逐步加长球鼻艏，其构成的波与另一个波相互抵消。
船并非以一个稳定的速度飞行，而航速的改变无疑会导致船头前方水流状况跟着改变，为对应这样的一种状况，人们现在也开端研讨可变球鼻艏。
△不同的航速下，可调整球鼻艏的形状和视点，直到它能最大极限地削减兴波阻力停止。（图片来源于Daehwan）
二战时，日本的大和号战列舰，其排水量高达64000吨，长263米，可装备7架舰载机。
日本为了让大和号战列舰在满载状态下能以27节速度飞行，装备了大功率动力体系。可是，由于大和号设备了球鼻艏，成果，它在满意27节航速的状况下少输出了8.2%的动力，适当于削减了1.2万匹马力输出。
日本大和号战列舰，最高航速27.46节。
1945年4月7日大和号被击沉画面，全舰共2767人，仅269人逃生成功。
更多球鼻艏
在粗略地了解球鼻艏的效果机制后，咱们无妨来赏识一下其他的球鼻艏图片。
巨大的球鼻艏，可与地上两人作比照。（图片来源于S*anner06n2ey）
△正在制作中的，英国皇家水兵威尔士亲王号航空母舰。图为其球鼻艏，上方是航母甲板。估计2020年前后执役。（图片作者Amy Grant）
△海狮说：讲真，这是咱们第一次爬上轮船，阳光暖融融睡个午觉先。听说，一瞬间还要披荆斩棘，太影响了。（图片来源于Tony Lindeque）
