请问什么鲸鱼才具有“鲸背效应”呢?所有的么?为何能够“破冰”呢?

潜艇有时要长潜于冰海中,在冰层下执行任务,但若在冰下发射导弹,则必须破冰上浮,这就碰到了力学上的难题。
专家从鲸鱼中得到启迪,在潜艇外形仿鲸背处理,果然取得了的“鲸背效应”。

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6个答案
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瘦驼科学松鼠会成员

2013-04-18 10:04

不知道楼主的说法从哪来的,但是,这完全没道理。正像@诺里斯 说的,鲸没有破厚冰的能力。在两极,特别是北极生活的一些鲸类,比如白鲸和一角鲸,经常会被冰困住。它们需要寻找冰裂缝来换气,或者一群鲸不停搅动制造一个不冻结的冰洞。

而所谓“鲸背效应”我只在某度百科和凤凰网等等找到过,作为一个老军迷,从来没听说过这个概念。鲸背,在中文军迷圈里倒是偶尔被提及,它是指某些战略导弹核潜艇高耸的导弹舱围壳。比如下面这个,我国094级战略导弹核潜艇,前几天刚在三亚被习大大检阅过。
这个所谓的“鲸背”,又被戏称是乌龟壳。潜艇上装一个乌龟壳,可不是为了破冰,而是无奈之举。作为一个潜艇的总体设计师,他最想做的一件事就是去掉潜艇上一切不流线的东西。水的阻力是空气的800倍啊,这乌龟壳又难看又增加阻力,而且在运动的时候还会产生额外的流体噪声。之所以还得加,是因为战略导弹核潜艇的唯一使命就是充当一个机动隐蔽的导弹发射平台,潜射导弹的设计师没办法把导弹造的足够小,我只能在潜艇上盖“违章建筑”了。

上图是美国最早一级战略导弹核潜艇华盛顿级在装载导弹发射筒,注意它的“鲸背”。
要解决这个问题,有两个解决方案。
第一,把导弹造得足够小。这就把难题扔给导弹总体设计师去了。导弹总师接着把这个任务扔给了弹体结构设计师、导航系统设计师、火箭发动机设计师、火箭燃料制造商、战斗部设计师,基本上,整个国家的工业体系就包含在内了。另外,这还涉及到潜艇的总体设计理念上,也就是怎样规划和使用潜艇内部空间,如何平衡潜艇的安全和性能的问题。用行话说,你是要单壳体的潜艇还是要双壳体的或者一个半壳体的?
欧美国家(其实就是美国和法国了)的潜射弹道导弹普遍设计的比较小,潜艇的空间利用率也高,于是我们看到美国的俄亥俄级战略导弹核潜艇只有一个很小的“鲸背”
而法国的凯旋级已经基本上光溜溜的了。

另一个解决方案就是,我没法把导弹造小,我就把潜艇造大。也就是斯拉夫人能干得出这种事来。于是有了世界工程史上的奇葩,水下排水量高达25000吨的台风级核潜艇。

就是背景里的那只。前景的是俄罗斯新一代战略导弹核潜艇北风之神级,已经回归理性了。
加“鲸背”是除了这两个路子外的唯一一条路。于是我们可以看到俄罗斯战略导弹核潜艇的进化路线,从667A(洋基级)到667B(德尔塔I级)到667BD(德尔塔II级)到667BDR(德尔塔III)到667BDRM(德尔塔IV),随着领导对导弹射程的要求不断提高,导弹越来越大,“鲸背”也越来越高。




借着上面这幅德尔塔IV破冰的图我终于回到话题的正路了:潜艇能破冰吗?答案是:能。过去美苏两国的潜射弹道导弹射程还不够大时(现在美国的三叉戟D5型潜射弹导弹的射程已经达到12000km了),把核弹扔到对方国土的最好办法就是把导弹往北打,穿过北极。北极的海冰还能很好的削弱对方的反潜侦察力量。但是要发射导弹,潜艇必须顶开冰层,否则即便能穿过去,冰层也会严重损坏导弹。所以美苏两国对核潜艇是有破冰的需求的。比如下图,美国1960年代设计生产的鲟鱼级攻击型核潜艇在北极点上浮的照片。

注意,为了防止冰层损坏潜艇的围壳舵,这艘潜艇的围壳舵被“拧”到了90度舵角。

美国洛杉矶级安纳波利斯号攻击型核潜艇在ICEX2011演习中在北冰洋破冰上浮。


上面两个是美国海军康涅狄格号核潜艇破冰之后被北极熊调戏。
熊熊啊,我真不是鲸。。

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诺里斯生物工程专业

2013-04-01 09:08

莫不是把德尔塔的驼背牵强​到鲸鱼了?
俄制潜艇有围壳舵的很少,与在冰区活动频繁有很大关系,美国潜艇大多配有围壳舵,但是破冰这种事情也不是干不了。​毕竟1,2米厚的冰层对于核潜艇而言只能算小菜。
鲸鱼破冰的例子没找到,倒是鲸鱼被困于冰层的例子很多。
PS:网上所有关于这个效应的都来自于一个叫江山的人写的所谓百科知识,再无其他。

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鸟人桃之妖妖海洋生物学本科生,鲸豚控

2013-03-31 21:15

某CCAV视频:http://m.26vv.cn/s__vdot_ifeng_d-c/mil/arms/201109/76eb45af-df99-4ea0-9da5-01ffc30d0968.shtml

不过我认为她讲的不对,虎鲸的背鳍是没有骨头的,只有结缔组织,我不确定是否真的能够破冰。

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这和苏联/俄罗斯潜艇多使用双层艇壳有关吧,而欧美的大部分都是单艇壳
至于鲸背效应,表示没听说过

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laomao0000爱DIY的数学怪蜀黍

2015-09-10 09:25

凯旋级全身都是龟背好吧,倒是挺光溜溜

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