在江河湖海上有很多船,您见过带“翅膀”的船吗?
这种带“翅膀”的船就是水翼艇,它航行时,船身离开水面,像在水面上飞驶一样,显得十分矫健。
水翼艇是怎样发明的呢?原来,这是人们为了提高船艇的速度而采取的一种新的设计。船在水中行,水的密度大,船的阻力就大,前进速度就快不了。于是人们想到设计一种让船体部分或全部离开水面的船。
但怎样才能做到这一点呢?造船的工程师们从小孩玩打水漂中得到了启示。
“打水飘”就是用很薄的石片或是碎瓦片,按接近与水面平行的角度,将石片用力投出去,使它擦着水面跳跃前进。如果石片薄,表面很光滑,角度好,用力大,石片就可以在水面上飘行几丈远。这一游戏说明了这样一个物理现象:有一定表面的物体,以一定的迎水角度和速度沿水面运动时,水就会产生一个支撑力,我们称它为“水动力”。“打水飘”时的石片就是依靠水动力支持而飘行的。
根据这一道理,造船工程师们设计了一种船型:当这种船高速前进时,就像石片在水面上飘行一样,并把这种船称作滑行艇。滑行艇与一般的船不一样,它的底部比较平坦。当船前进时,由于艇底部向前挤压水,从而使底部的水压力( ),形成水动力,水动力就把艇部分地托出水面。
滑行艇虽有利于高速行驶,但也带来一些问题,如滑行艇的耐波性能差,不能在较大的风浪中航行。若在波浪中高速航行,船底与波浪相撞,艇底会受到波浪的巨大冲击力,不仅使艇体产生强烈的震动,影响以至破坏仪器设备的正常工作,有时也会引起艇体的破裂。
那能不能让艇体完全离开水面,使它跑得更快,而且不受波浪冲击呢?于是人们开始设想给船装上“翅膀”,使它像飞机一样飞起来。