我是如何发现印度航母 “维克兰特号”(Vikrant)在第二次海试航行时存在“磕头”问题的
嘉泰隆,2021年11月6日
2021年10月24日,印度的第一艘自产航母Vikrant进行了第二次海试。10月25日,我在B站看到了那一段Vikrant号高速航行的视频,时长41秒。25日当天,我第一次看这段视频的时候,心里面没什么过多的想法,只是知道了那么一件事情,还感觉那一段视频里面Vikrant号乘风破浪挺帅的,有一种勇往直前的气魄,只是隐隐觉得有一丝丝不对劲。25号当天,我在忙着写东西,注意力集中在工作上,到底是哪里不对劲,我25号没精力多想。
26号,我看到火星姐的节目,于是乎我又把那段41秒钟的乘风破浪的视频看了几遍。我先是注意到了舰体的水浪轨迹,然后我注意到那等间距的大水花。我对比了美帝家的航母的飙车视频里面的水浪轨迹,还有我们中国海军航母与055大驱的水浪轨迹,我就发现Vikrant号的这个水浪轨迹明显的不对劲了。看的时候,牛顿力学定律,动能公式在我脑子里飘来飘去。在经过一番思索之后。我对此大概的猜测是“舰体的流体力学造型不好”。


一般来说,别人家开业,得说贺喜的话。人家新船下水,直接上去说“舰体的流体力学造型不好”,明显地是上去砸场子了。再者了,自己彻底想明白了了吗?只是一个大概的想法而已。26号一天,依旧在忙事情,手头的材料还没写完,下午和傍晚依旧在忙着写东西。时间到了晚上,收拾茶杯和其他零碎,准备回去睡觉。我在路上边走边想,那个“舰体的流体力学造型不好”的解释。一开始,我想不说了吧,砸场子显得多没素质,现在又忙着呢,根本没空搞清楚。但是,我觉得一来我的这个2级小号兴不起风浪,二来,把这个想法讲讲,说不定能碰上懂行的网友,我就能学到点流体力学的知识呢。这样想,我心里怪痒痒的,于是乎,26号晚上我就发了几条评论。
25号到今天发帖子的这几天一直在写工作上的东西,也没空好好想想,更没空好好的写点什么东西。但是我发现,这件事情却在逐渐的发展。当然,如果我硬说自己是第一个注意到这件事情的,那么,“厚颜无耻”、“不知廉耻”、“死皮赖脸”……一系列的词语,我都接受。但是经过这几天的发酵,我再回头往前去翻翻网络上,关于这个话题发帖子的时间,我发现我就是最早的,而且包括国内与国外。目前我还没有看到早于26日晚上,关于此话题的帖子或者留言。
Vikrant号在24日试航,那段视频是25日发布于B站的。我26日临近中午注意到不对劲,到了晚上我才犹犹豫豫的发了几条评论。那些网络大V,视频博主,文章写手,军事评论员,等等,在我之前有足足1天多的时间对话题制作内容,然而,全都没有。所以,我非常肯定得说,我是最早注意到这件事情的。

我的评论
评论1
视频题目:《印度国产航母又海试了,但是外界有一个疑问》
Up主:火星方阵
评论原文:海面平静,航母运行稳定的话,航母舰体两侧水花也应当稳定。视频中航母两侧水花呈现周期性间隔的大水花,说明航母舰体与水面之间有周期性的上下运动。
评论时间:2021-10-26 21:28
评论原文:航母两侧的大水花至少说明航母与水面之间存在上下的相互撞击。这将造成航母内物件的颠簸晃动。很可能是船体的设计,没经过严格的流体力学试验。有懂得朋友,解释下吗?鄙人凭观察分析。接受批评指正。
评论时间:2021-10-26 21:36
评论2
视频题目:《2021.10.24印度航母维克兰特号第二次海试现场视频》
Up主:三哥自尊心超强
发布时间:2021-10-25 12:49:35
评论原文:海面平静,航母运行稳定的话,航母舰体两侧水花也应当稳定。视频中航母两侧水花呈现周期性间隔的大水花,说明航母舰体与水面之间有周期性的上下运动。航母两侧的大水花至少说明航母与水面之间存在上下的相互撞击。这将造成航母内物件的颠簸晃动。很可能是船体的设计,没经过严格的流体力学试验。有懂得朋友,解释下吗?鄙人凭观察分析。接受批评指正。
评论时间:2021-10-26 22:07
评论原文:嘉泰隆回复 @起个破名真麻烦A :海面有上下起伏的机械波。当前进中的船体撞到波峰时,就会形成一个水花,船的水浪轨迹种相邻两个水花的距离就是水面机械波相邻两个波峰的距离,也就是水面机械波的波长。
2021-10-28 12:02
评论原文:嘉泰隆回复 @起个破名真麻烦A :根据日常经验,水面上砸出水花的大小取决于物体与水面撞击的方式,撞的越猛,水花越大。大水花说明船体与水面机械波波峰的撞击比较猛。由此判断船内的震荡会比较大。
2021-10-28 12:22
评论原文:嘉泰隆回复 @起个破名真麻烦A :当然,船那么大,海面上一直都有机械波,想要没有这种与波峰撞击形成的水花,完全是痴人说梦。但是,我观察了美帝的航母,大驱的高速航行视频,还有我们的视频,我发现水花要平稳很多,这种水花也有,但是没这个视频里的那么大。我感觉视频里面的海面看上去还算平稳,所以我推测这艘航母的流体力学造型不好。
2021-10-28 12:27
我的判据
下面就和大家谈谈我的思考过程和做出结论的判据。再次强调,我的专业不是流体力学,我从事的工作也不是造船业,我只是个“网友”而已。我不打算胡扯,我只是从我所掌握的一些知识与经验来探讨问题。
1. 稳态航行下船侧与船尾的水浪轨迹也应当稳定
首先根据稳态航行的概念,假定三个条件:
(1)船的工作状态稳定,直线航行没有转向,发动机输出功率恒定,螺旋桨转速恒定,船体内没有人和物体移动致使船体重心发生变化;
(2)船水平向前航行;
(3)海面状态稳定,没有波浪。
在这三个假定条件下,船体与水体的相对运动也是稳定的,由于船体侧面与尾部的水浪轨迹是由于船体与水体的相对运动造成的,那么稳态航行条件下的水浪轨迹也应当是稳定的。处于稳定航行状态下的、水平向前航行的船只,在水面上留下的水浪轨迹,在船后应当是一条带状的水浪轨迹,而且这条带状水浪轨迹的宽度应当是一致的。
但是观察水浪轨迹,特别是船尾后面的水浪轨迹,里面存在有周期性间隔的大水花,而不是均匀一致的水浪轨迹,这显然不是稳态航行了。
我的推理:这段视频总长41秒,我认为三个要素:①船的发动机的工作状态,②机械控制系统,③人员与物件的位置,不会在这41秒的时间内发生显著的变化。我认为船的工作状态在视频中的41秒钟的时长之内是稳定的,也就是说,我认为船的发动机,船的机械控制系统都是正常的。我之所以认为船的发动机与机械控制系统在41秒钟之内没有异常,一个重要因素是这段视频是来自印度海军,如果船的动力与机械控制系统存在问题,印度海军不会把这段视频释放出来。那么,既然排除掉了船动力系统与机械控制系统的因素,这种特殊的水浪轨迹就应当是船在海面上运行的运动状态造成的了,可能与水波有关联。
2. 水浪轨迹当中周期性间隔的大水花的形状说明船体与水面之间存在垂直方向的上下相互运动,即存在船体对水面的拍击
Vikrant船后的水浪轨迹是一条带状的水浪轨迹为主干,在两侧周期性的有大水花。水浪轨迹的带状主干是由船体向前航行造成的,而两侧的周期性的大水花则是船体与水面之间的垂直方向上的上下相对运动所造成的,也就是说,从水花来看,必然是存在着船体对水面在垂直方向上的拍击。
我的推理:船的运动方式,应当是在水面上沿着预定方向直线向前的,不应当存在垂直方向上的上下运动。考虑到,海面上的水波就是上下起伏的,有波峰和波谷,船体受到水波的上下推动,就会出现船体在垂直方向上的上下运动。那么,Vikrant号水浪轨迹里面的大水花很可能是与水波有关。
3. 根据日常经验,水面的水花与物体和水面撞击的猛烈程度与有关,相互撞击越猛,那么水花就会越大
水花是由物体与水面的相互撞击形成的,物体与水面的撞击越猛,水花就会越大。Vikrant号的水浪轨迹里面周期出现的大水花看上去很大,说明舰体与水浪的撞击是比较猛的。

4. 根据牛顿第三运动定律,撞击越猛,对船体的冲击越大
牛顿第三定律:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
我的推理:舰体对海浪撞击的作用力与舰体受到海浪的反作用力是大小相等的。船体对水浪的撞击越猛,船体自身受到的冲击也就会越大。水浪轨迹中间隔出现的大水花说明Vikrant号的船体在高速航行状态下,会随着舰体对水面在垂直方向上的拍击而不断地受到冲击,这种冲击显然会造成船体内部设备、人员的颠簸。虽然看上去有种勇往直前的感觉,很帅很英勇,但是对舰载设备、武器、人员都是不利的。
5. 跳水运动说明速度不是造成水花大小的决定因素
船体与水面的撞击是否猛烈取决于船体与水面相互撞击的方式,并非船体与水面的相对运动速度达到一定程度就必然会造成大水花。这一点,观察奥运会的10米高台跳水比赛就可以看出来。根据能量平衡公式,10米高台跳水运动员的入水速度仅与跳台高度相关,与运动员的体重无关,所有参加比赛的运动员都是从统一高度起跳的,所有运动员的入水速度都是一致的。但是水平高的运动员的入水水花很小,水平差的运动员的入水水花就会很大。

式中:M跳水运动员的体重,g重力常数,V跳水者的入水速度,H跳台的高度


6. 类似尺寸的大型船舰相对Vikrant号要好很多
观察美国航母高速海试的视频,以及我军大型舰艇海试的视频,就会发现,这种情况要好很多,没有Vikrant号那样明显的船体与水面在垂直方向上的拍击。


福莱斯特级航母1号舰"福莱斯特"号(CVA-59)海试(1955),前部水浪轨迹






有网友给我看亚伯拉罕·林肯号航空母舰(USS Abraham Lincoln CVN-72)高速航行的水浪轨迹,说是类似,但是我自己观看舰体的航行姿态之后,我发现和Vikrant号完全不是一回事,亚伯拉罕·林肯号航空母舰(USS Abraham Lincoln CVN-72)没有那种船头和水浪猛撞的情况,而是船体侧面的水浪分段出现,到了船尾部,水浪轨迹就是稳定且均匀的了,和Vikrant完全不一样。

我认为判断船体航行姿态是否稳定,观察水浪轨迹时,不应当只管看舰体侧面,因为,舰体头部的流体学设计,可能让推向两侧的水在船头两侧形成分段的水浪。这些水浪是分段的出现的,舰体是稳定的,水浪是稳定的向前推着走,于是乎到了尾部就成了连续的了。看尾部拖着的水浪轨迹,就知道船稳不稳了。Vikrant号后面的水浪轨迹这个明显的是周期性的在水面上一拍一拍的。
以上就是我在10月26号那天根据观察到的大水花判定“Vikrant存在相对于水面的垂直方向上的上下运动”的过程,这里我要强调一下,“磕头”二字不是我创造的,“点头哈腰”也是其他人的创造。
以上也详细讲述了10月26号那天我做出“舰体的流体力学造型不好”这个结论的依据和推理过程。
至于后续的两种解释:
1)没有安装球鼻艏;
2)重心与漂心不在一条铅垂线上。
我在当天没有做出这种结论。26号当天,我依旧写了很长时间的材料,没有时间再多想这个话题了,我根本不知道Vikrant下面到底有没有球鼻艏,也无法确定重心与漂心的位置。这两点解释都是其他人的解释了。
写这篇文章,是因为我看到这件事在逐渐的发酵,时至今日,过去10多天了,这件事逐渐成为网络上的热点话题。我把那天的观察和思考过程记录下来,留个记录。如上所述皆是事实,完全没有捏造的成分,而且我在末尾强调了,“磕头”,“点头哈腰”,以及那两个解释,都不是我提出来的,我26号那天的解释就是“舰体的流体力学造型不好”。