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为什么船使用螺旋桨,不用类鱼尾装置? 第1页

  

user avatar   shui-yin-72 网友的相关建议: 
      

看到有人答了仿生鱼尾的前景,受益不少。

前沿的不了解,我只能谈谈过去螺旋桨的故事。

  1. 为什么不仿鱼尾

当我们问出这个问题的时候,一个默认前提就是船是仿照鱼来造的,所以用鱼的推进方式是最好的。但船和鱼是有一个很明显的区别。

看出他们的运动有什么区别吗?

鱼是完全浸没在水里游动的,我们很少会看到鱼露出大半个身体在水面上游动,鱼尾这种推进方式也是和他们的生活习性相匹配的。

而船是在水面上航行的,和完全浸没在水里的工作环境不同。

这种状态就决定了,船很多时候是仿下面这种生物的。

再观察一下我们划船用的桨,和鱼尾相比是不是更像水鸟的脚蹼。

观察一下鸭子游泳的状态,和我们船划桨前进是非常相似的


2. 有没有仿鱼尾的

有,而且类鱼尾推进在我国江南一带是很常见的。

就是我们特有的船舶推进方式,橹。

橹的发明据说是仿照鱼类游动时的动作,橹板浸没在水下摆动可以像鱼尾一样推动船舶前进。系着橹手的绳子平衡了橹板重量,并且便于操作。

橹实际做功是在左右移动中,但前后推拉不符合人类的发力习惯,绕关节的回转运动才省力。例如上图中的船夫,左手拉拽绳子,右手扶住橹手像摇动轱辘一样摇动橹,橹板则会相应的绕着支点在水下进行一个圆周运动,推动船舶。因为橹板在整个运动过程中都在做有用功,不像划桨只在桨面向后时做功。所以效率大大提高,俗称“一橹顶三桨”。


说了这么多,回到螺旋桨,注意到我上面介绍橹时的黑体字了吗?

圆周运动

想象一下把几个橹板按运动的圆周方向组合到一起,同时做功的面积大了,效率会更高。

再把他们弯曲一点,就成了下面这样。

就是螺旋桨了

当然也有不弯的,VSP推进器差不多就是多个橹板拼起来的。

工作时是这样

https://www.zhihu.com/video/984412573688647680

从这个角度上说,螺旋桨也是一种鱼尾推进的异化形式。

当然,没有任何证据表明螺旋桨的发明和鱼尾或者橹有什么关系。完全是人类通过数学这个工具了解世界并且适应世界的结果(阿基米德螺旋,到胡克,到达芬奇,到瓦特,到“阿基米德号”),只能说是人类通过数学语言的表达和大自然的表达是相似的。




  

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