跑的快不快，船鼻子说了算，为什么大船前面要加一个船鼻艏？

巴雷特狙击步枪最远的击杀距离在2000米以上，枪口初速度有900米/秒，动能达到33000多焦。可是如果巴雷特在水下开枪，那么它的子弹射不到20米远，这是因为水的阻力是空气的800倍。

一颗小小的子弹在水下的阻力都有这么大，那十几万吨的远洋货轮的阻力岂不是要逆天！

其实远洋大货轮的速度比较慢，阻力没有子弹那么明显，不过船底与海水的接触面积比较大，这同样会造成货船的燃料浪费。

在航行速度一定时，最有效的减阻方法就是降低船体水下部分的横截面积。可是现在的大货船前面都会安装一个圆形的“大鼻子”，这个“大鼻子”全部在吃水线以下，这不会增加船只的航行阻力吗？为什么大型货船前都有这个“大鼻子”呢？

这个“大鼻子”的学名叫做船鼻艏又叫球鼻艏，与很多人想的不同，球鼻艏不仅不会增加船舶的航行阻力，相反，它还能为大型船舶减少阻力。

球鼻艏的历史非常悠久，在大航海时代之前它就被发明出来了，那时的球鼻艏不是椭圆形的，而是像一根长长的尖刺，这种船艏也被称为撞角。在大航海时代之前，欧洲火药技术不发达，火炮射程很近，海战时两只船靠近，打完炮之后就会进行接舷作战。这时安装有撞角的船可以把对方的船体戳一个大窟窿，船艏通常由硬木制造，用钢或者青铜进行包裹。

这种结构一直延续到蒸汽铁甲舰发明后，美国南北战争时期，南北联军的蒸汽铁甲舰上还留有这种结构，也是用来相互碰撞的。到了19世纪末期，撞角就被取消了，因为几乎用不到它，火炮的射程已经达到了10公里以上，战舰与战舰之间不会再进行亲密接触了。

取消撞角后人们发现，战舰在航行时没有之前那么稳定，而且航速也变慢了。欧洲的船舶设计专家发现，有撞角的船在航行时阻力更小，这与撞角本身产生的波浪有关。

船舶在航行时，船体周围会产生明显不同于海浪的波浪。我们都知道无论是光波还是声波，它们的产生都需要能量，水波也不例外，显然这些波浪的能量来源是船体的前进动能，消耗的是船舶发动机的推进动力。

船舶在航行时主要会产生两种波，一个是垂直于船舶航行方向的横波和与船体呈一定角度的散波。这两种波都是阻力波，其中斜角的散波产生的阻力又被叫做兴波阻力，球鼻艏主要的作用就是消除兴波阻力。

船舶安装球鼻艏后在航行时球鼻艏也会产生一组斜向的散波，方向与船身产生的散波一致，但是二者的相位不同。通过计算我们可以制造出这样的球鼻艏，它产生的散波相位与船体散波相位正好差180度，这样两个散波就可以相互抵消。

直观感受就是安装球鼻艏的船只周围的波浪会非常的小，船体航行时也更加的平稳。

20世纪初，欧洲各国又在军舰上安装了球鼻艏，可是球鼻艏降阻的能力并没有人们想的那么强，这是因为它要满足一个系数标准，只有当傅汝德系数达到0.3以上时，球鼻艏才能发挥明显作用。而傅汝德系数与船体的排水量有关，排水量越大安装球鼻艏的傅汝德系数越高，降阻的效果就越好。

军舰的排水量还达不到这个标准，在上个世纪60年代，远洋货轮上开始大量的安装球鼻艏，如果球鼻艏设计的精准，可以为这些远洋大型货轮节省10%左右的燃料。一艘排水量为10万吨的货轮，建造球鼻艏需要多花费65万美元，这笔多出来的制造费用只要航行几次就可以节省下来。

球鼻艏的形状各异，不同船只的球鼻艏差别很大。远洋低速货轮的球鼻艏是椭圆形的鼻子很长，吨位稍微小一点的球鼻艏是水滴型的与舰首融为一体，这种设计多用于中高速行驶的船舶。

还有一种特殊的船鼻艏，它的上部横截面呈S型，下部呈V型。这种船鼻艏的强度非常高，不同航速下都能削减阻力，它主要用在破冰船上，俄罗斯的核动力破冰船使用的就是这种造型的船鼻首。

船舶的球鼻艏原理在我们的日常生活中也有应用，最接近的就是降噪耳机，降噪耳机在工作时会产生一个与外界环境噪音振幅频率相同，但是相位完全相反的声波，这样就可以把这些噪音完全抵消掉。声波与水波一样，都符合相位相反相互抵消的规律