关于长宽比和适航性的关系，求教高手！

飞飒

近乎相同的排水量和舰载火力前提下，长宽比为8的一款比长宽比10的一款，干舷要高出0.64米，才能把适航性调整到1.5以上（详细设计请看附件），网上不是说长宽比小有益于提高适航性能么，这是怎么回事捏？
长宽比8的：
三都澳级, CHI 轻型巡洋舰 下水 1905 (引擎 1910)

排水量:
        4,163 吨 空载; 4,452 吨 标准; 5,356 吨 正常; 6,079 吨 满载

尺寸: 长 (总长 / 水线长) x 宽 x 吃水 (正常/最大)
        (398.36 英尺 / 377.95 英尺) x 47.24 英尺 x (21.00 / 23.13 英尺)
        (121.42 m / 115.20 m) x 14.40 m  x (6.40 / 7.05 m)

武器:
      12 - 6.30" / 160 mm 50.0 倍径 火炮 - 132.30磅 / 60.01千克 炮弹, 200 每门炮
          后装炮 甲板炮座, 1905 Model
          2 3联炮座 在中线，前甲板前部
                1 抬高的炮座 - 超级火力组
          2 3联炮座 在中线，后甲板后部
                1 抬高的炮座 后 - 超级火力组
      12 - 1.57" / 40.0 mm 50.0 倍径 火炮 - 2.07磅 / 0.94千克 炮弹, 400 每门炮
          速射炮 甲板炮座, 1905 Model
          6 双联炮座 在舷侧均匀分布
      船侧重量 1,612 磅 / 731 kg
      主要鱼雷
      2 - 18.9" / 480 mm, 16.40 英尺 / 5.00 米 鱼雷 - 0.787 吨 每个, 1.575 吨 总共
        水下船首发射管

装甲:
   - 装甲带:                厚（最大）        长（平均）                高（平均)
        主体:        2.52" / 64 mm        209.97 英尺 / 64.00 m        9.45 英尺 / 2.88 m
        艏艉:        2.52" / 64 mm        167.32 英尺 / 51.00 m        6.30 英尺 / 1.92 m
          0.66 英尺 / 0.20 m 无装甲艏艉
          主装甲带覆盖 85% 正常长度
          主装甲带没有完全覆盖弹药和动力舱室
          主装甲带倾斜度 15.00 度（向内为正)

   - 火炮装甲:        正面 (最大)        其他 炮室 (平均)        炮座/输弹机 （最大)
        主体:        5.04" / 128 mm        2.52" / 64 mm                      -

   - 装甲甲板:多个甲板:
        前后甲板: 1.89" / 48 mm
        首楼: 1.89" / 48 mm  尾甲板: 1.89" / 48 mm

   - 指挥塔前部 5.04" / 128 mm, 后部 0.00" / 0 mm

机械:
        燃煤锅炉, 蒸汽轮机,
        电传动, 2 轴，, 30,918 轴马力 / 23,065 Kw = 26.00 节n        航程 7,500海里 在 12.00 节
        最大排水量下的燃料库 = 1,627 吨 (100% 煤)

人员:
        312 - 406

花费:
        £0.427 百万 / $1.710 百万

在正常排水量下的权重分配:
        武器: 230 吨, 4.3%
           - 火炮: 227 吨, 4.2%
           - 武器: 3 吨, 0.1%
        装甲: 876 吨, 16.4%
           - 装甲带: 314 吨, 5.9%
           - 军备: 110 吨, 2.1%
           - 装甲甲板: 418 吨, 7.8%
           - 指挥塔: 33 吨, 0.6%
        机械: 1,405 吨, 26.2%
        船体，配件和设备: 1,651 吨, 30.8%
        燃料，弹药和补给: 1,193 吨, 22.3%
        其他重量: 0 吨, 0.0%

整体的生存力和适航性:
        生存性 (击沉船只所需要的非致命贯穿炮弹):
          5,941 磅 / 2,695 K千克 = 47.5 6.3 " / 160 mm 炮弹或者 1.8 鱼雷
        稳性 (如果低于1.00为不稳定): 1.31
        稳心高 2.6 英尺 / 0.8 m
        横摇周期: 12.3 秒
        坚固性        - 作为火炮平台 （平均值=50 %): 75 %
                        - 反冲效应（如果反冲效应大于1.00): 0.52
        海船质量 (平均值 = 1.00): 1.51

船型特征:
        船体有一个平甲板,
          一个前伸球鼻型船首 和巡洋舰形船尾
        方形系数（正常排水量/水线长。宽。吃水）): 0.500 / 0.515
        长宽比: 8.00 : 1
        '船长的自然速度: 19.44 节
        在极速下消耗于波浪形成的动力: 60 %
        调整 （最大稳定性=0，最大坚固性=100): 50
        首舷角 （船头朝前为正): 30.00 度
        船尾外伸: 5.25 英尺 / 1.60 m
        干舷 (% = 甲板长度所占水线长度的比例):
                                前段，         后端
           - 首楼:        30.00%,  26.25 英尺 / 8.00 m,  16.80 英尺 / 5.12 m
           - 前甲板:        20.00%,  16.80 英尺 / 5.12 m,  16.80 英尺 / 5.12 m
           - 后甲板:        20.00%,  16.80 英尺 / 5.12 m,  16.80 英尺 / 5.12 m
           - 船尾甲板:        30.00%,  16.80 英尺 / 5.12 m,  25.20 英尺 / 7.68 m
           - 平均干舷:                19.19 英尺 / 5.85 m

船舶空间、强度和评论:
        空间        - 船体水下部分 （弹药舱/机械舱，越低越好): 103.2%
                - 水上部分（生活空间/工作空间，越高越好): 122.0%
        水线面积: 11,897 平方英尺或 1,105 平方米
        排水量系数（排水量/装载量）): 119%
        船体结构重量/表面积: 77 l磅/平方英尺或者 374 千克/平方米
        ):船体强度（相关的）):
                - 横向: 0.87
                - 纵向: 3.55
                - 全部: 1.00
        足够的机械，存储，舱室空间
        优秀的住宿和工作空间
        船只缓慢从容的摇动，是一个不错的火力平台
        优秀的海船，舒适, 能够在最恶劣的天气开火

长宽比10的：

三都澳, CHI 轻型巡洋舰 下水 1905 (引擎 1910)

排水量:
        4,007 吨 空载; 4,294 吨 标准; 5,290 吨 正常; 6,087 吨 满载

尺寸: 长 (总长 / 水线长) x 宽 x 吃水 (正常/最大)
        (437.93 英尺 / 419.95 英尺) x 41.99 英尺 x (21.00 / 23.37 英尺)
        (133.48 m / 128.00 m) x 12.80 m  x (6.40 / 7.12 m)

武器:
      12 - 6.30" / 160 mm 50.0 倍径 火炮 - 132.30磅 / 60.01千克 炮弹, 200 每门炮
          后装炮 甲板炮座, 1905 Model
          2 3联炮座 在中线，前甲板前部
                1 抬高的炮座 - 超级火力组
          2 3联炮座 在中线，后甲板后部
                1 抬高的炮座 后 - 超级火力组
      12 - 1.57" / 40.0 mm 50.0 倍径 火炮 - 2.07磅 / 0.94千克 炮弹, 400 每门炮
          速射炮 甲板炮座, 1905 Model
          6 双联炮座 在舷侧均匀分布
      船侧重量 1,612 磅 / 731 kg
      主要鱼雷
      2 - 18.9" / 480 mm, 16.40 英尺 / 5.00 米 鱼雷 - 0.787 吨 每个, 1.575 吨 总共
        水下船首发射管

装甲:
   - 装甲带:                厚（最大）        长（平均）                高（平均)
        主体:        2.52" / 64 mm        209.97 英尺 / 64.00 m        9.45 英尺 / 2.88 m
        艏艉:        2.52" / 64 mm        209.97 英尺 / 64.00 m        6.30 英尺 / 1.92 m
          主装甲带覆盖 77% 正常长度
          主装甲带没有完全覆盖弹药和动力舱室
          主装甲带倾斜度 15.00 度（向内为正)

   - 火炮装甲:        正面 (最大)        其他 炮室 (平均)        炮座/输弹机 （最大)
        主体:        5.04" / 128 mm        2.52" / 64 mm                      -

   - 装甲甲板:多个甲板:
        前后甲板: 1.89" / 48 mm
        首楼: 1.89" / 48 mm  尾甲板: 1.89" / 48 mm

   - 指挥塔前部 5.04" / 128 mm, 后部 0.00" / 0 mm

机械:
        燃煤锅炉, 蒸汽轮机,
        电传动, 2 轴，, 28,488 轴马力 / 21,252 Kw = 26.00 节n        航程 8,200海里 在 12.00 节
        最大排水量下的燃料库 = 1,792 吨 (100% 煤)

人员:
        309 - 403

花费:
        £0.406 百万 / $1.626 百万

在正常排水量下的权重分配:
        武器: 230 吨, 4.3%
           - 火炮: 227 吨, 4.3%
           - 武器: 3 吨, 0.1%
        装甲: 894 吨, 16.9%
           - 装甲带: 337 吨, 6.4%
           - 军备: 110 吨, 2.1%
           - 装甲甲板: 413 吨, 7.8%
           - 指挥塔: 33 吨, 0.6%
        机械: 1,295 吨, 24.5%
        船体，配件和设备: 1,588 吨, 30.0%
        燃料，弹药和补给: 1,283 吨, 24.3%
        其他重量: 0 吨, 0.0%

整体的生存力和适航性:
        生存性 (击沉船只所需要的非致命贯穿炮弹):
          5,781 磅 / 2,622 K千克 = 46.3 6.3 " / 160 mm 炮弹或者 1.8 鱼雷
        稳性 (如果低于1.00为不稳定): 1.22
        稳心高 2.0 英尺 / 0.6 m
        横摇周期: 12.6 秒
        坚固性        - 作为火炮平台 （平均值=50 %): 76 %
                        - 反冲效应（如果反冲效应大于1.00): 0.71
        海船质量 (平均值 = 1.00): 1.51

船型特征:
        船体有一个平甲板,
          一个前伸球鼻型船首 和巡洋舰形船尾
        方形系数（正常排水量/水线长。宽。吃水）): 0.500 / 0.517
        长宽比: 10.00 : 1
        '船长的自然速度: 20.49 节
        在极速下消耗于波浪形成的动力: 54 %
        调整 （最大稳定性=0，最大坚固性=100): 50
        首舷角 （船头朝前为正): 30.00 度
        船尾外伸: 5.25 英尺 / 1.60 m
        干舷 (% = 甲板长度所占水线长度的比例):
                                前段，         后端
           - 首楼:        30.00%,  22.05 英尺 / 6.72 m,  14.70 英尺 / 4.48 m
           - 前甲板:        20.00%,  14.70 英尺 / 4.48 m,  14.70 英尺 / 4.48 m
           - 后甲板:        20.00%,  14.70 英尺 / 4.48 m,  14.70 英尺 / 4.48 m
           - 船尾甲板:        30.00%,  14.70 英尺 / 4.48 m,  22.05 英尺 / 6.72 m
           - 平均干舷:                16.68 英尺 / 5.08 m
        船头易上浪

船舶空间、强度和评论:
        空间        - 船体水下部分 （弹药舱/机械舱，越低越好): 97.7%
                - 水上部分（生活空间/工作空间，越高越好): 106.5%
        水线面积: 11,750 平方英尺或 1,092 平方米
        排水量系数（排水量/装载量）): 123%
        船体结构重量/表面积: 73 l磅/平方英尺或者 359 千克/平方米
        ):船体强度（相关的）):
                - 横向: 0.91
                - 纵向: 2.35
                - 全部: 1.00
        足够的机械，存储，舱室空间
        足够的住宿和工作空间
        船只缓慢从容的摇动，是一个不错的火力平台
        优秀的海船，舒适, 能够在最恶劣的天气开火

求教了！不胜感激~~~~~~

STG44突击步枪

同航速下，大长宽比，兴波阻力小，自然不容易上浪

SPS作者应该是这么想的

动感炮神

加大长宽比可以减小兴波阻力，减少首部上浪，减少纵向摇摆。
减小长宽比可以减少横摇幅度，加长横摇周期，稳定性更强。

所谓小长宽比适航性好只是一个并不严格的相对概念，并且只在一定范围内有效——长宽比1比1的沙俄圆形战舰是人类历史上适航性最糟糕的船，没有之一。

mathewwu

顺道请教一下，一条船的横摇幅度与横摇周期一般认为是较为恒定的，在何种情况下会发生不规范难以预测的运动？还是某些不成功的设计会导致船只容易发生不恒定摇荡？

会问这个问题是因为在1920年代以前，舰炮射击的时机是大大受限于横摇运动的幅度·周期·以及恒定性的。

克虏伯火炮

横摇幅度应该与海况、航速等条件有关，而横摇周期对于一条船、一定的状态（主要是装载状态影响的GM值高度）、较小的横摇角度下，几乎是恒定的，所以也称“横摇固有周期”。
一般而言，在舰宽一定的条件下GM值越大，横稳性越好，但是GM值大带来的缺点是横摇周期大约成比例缩短，舰员舒适性不好。
       
船舶似乎有个“最大稳定角”的参数，横倾超过这个角度就不稳定了。最大稳定角与具体设计有关，各船也会不一样。

mathewwu

克虏伯火炮 发表于 2012-8-22 12:37
横摇幅度应该与海况、航速等条件有关，而横摇周期对于一条船、一定的状态（主要是装载状态影响的GM值高度） ...

谢谢。

继续请教。横摇到达谷底（对另一舷是峰顶）要反转时会有短暂停滞，但从一些书上看来在出谷底到船身水平这一阶段的摇动速度是增速的，出水平进入另一舷谷底时才又减速。请问这增减速有固定表达公式吗？还是个别不同？

有一段英文会描述横摇现象"12-degree roll (out-to-out)"，这"out-to-out"要做何解？貌似与"bottom to bottom"是不同的。

又前面说到的“不规范难以预测的运动“应不是发生在高海况的情形下，因为这时的海况还足以让1900年代的速射炮射击，而是提及末些船舰横摇的"irregularity"使得同样海况下瞄准比其他较恒定的船舰困难。

克虏伯火炮

我认为正常的横摇过程，接近于简谐振动，就是到达最大摆幅（横摇到最大倾角）时速度为零，此后加速，一直到船身摆正，此时摇摆角速度最大，此后速度减小，一直到另一侧最大倾角的时候速度又到零。
也就是说，从出谷底到船身水平这一阶段确实应该是增速的。
但您说的"irregularity"和“out-to-out”，不清楚是什么情况和原因。

mathewwu

克虏伯火炮 发表于 2012-8-22 17:21
我认为正常的横摇过程，接近于简谐振动，就是到达最大摆幅（横摇到最大倾角）时速度为零，此后加速，一直到 ...

谢谢火炮兄。

a5mg4n

mathewwu 发表于 2012-8-22 12:08
顺道请教一下，一条船的横摇幅度与横摇周期一般认为是较为恒定的，在何种情况下会发生不规范难以预测的运动 ...

與波浪的交角似乎也有關係
前陣子搭船來回馬祖時就遇過正常搖晃中突然來一下抖動的狀況(類似突然撞到東西的感覺 但連續多次)

mathewwu

a5mg4n 发表于 2012-8-22 20:06
與波浪的交角似乎也有關係
前陣子搭船來回馬祖時就遇過正常搖晃中突然來一下抖動的狀況(類似突然撞到東西 ...

你過馬祖是小三通還是金馬獎?

a5mg4n

mathewwu 发表于 2012-8-23 18:29
你過馬祖是小三通還是金馬獎?

就只是暑假去馬祖玩而已 從基隆港來回