揭秘美海軍室內(nèi)海洋測(cè)試設(shè)施

　　揭秘美海軍室內(nèi)海洋測(cè)試設(shè)施

　　■臨 河　　

　　據(jù)美國媒體最新披露，在美國馬里蘭州的卡德羅克海軍水面作戰(zhàn)研究中心，有一個(gè)名為“大衛(wèi)·泰勒模型盆地”的室內(nèi)海洋池。它號(hào)稱是世界上設(shè)備最全的室內(nèi)海洋測(cè)試設(shè)施，被美國海軍稱為“艦隊(duì)出發(fā)的地方”。最初，美海軍在此使用艦艇縮比模型來進(jìn)行測(cè)試，以改進(jìn)艦艇工程設(shè)計(jì)。如今，美海軍所有新型艦艇在由圖紙走向造船廠的過程中，都必須在該室內(nèi)海洋池內(nèi)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試。

　　報(bào)道稱，在計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)誕生前，艦艇設(shè)計(jì)需要通過紙面計(jì)算來反復(fù)驗(yàn)證。1898年，美海軍工程師大衛(wèi)·泰勒在華盛頓海軍造船廠建造了一個(gè)長143.3米、寬12.8米、深4.3米的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退兀糜谀M海洋環(huán)境，對(duì)新艦艇的縮比模型進(jìn)行測(cè)試。

　　該實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退卦娮C第一次世界大戰(zhàn)前美海軍戰(zhàn)列艦的改進(jìn)。1912年，英國“泰坦尼克”號(hào)郵輪在大西洋沉沒后，泰勒奉命研究如何設(shè)計(jì)出適于航行的船體結(jié)構(gòu)等問題，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退靥羝鹆诉@一重任。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國為設(shè)計(jì)中途島級(jí)航空母艦，用很短時(shí)間在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退赝瓿?0余項(xiàng)獨(dú)立測(cè)試，并確定了相關(guān)設(shè)計(jì)方案。

　　1939年，為進(jìn)行更復(fù)雜的艦艇測(cè)試，美海軍開始在馬里蘭州的卡德羅克建設(shè)現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退亍?940年7月28日，泰勒去世。此后不久，新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退亟ㄔ焱瓿桑篮＼妼⑵涿麨椤按笮l(wèi)·泰勒模型盆地”。1987年，經(jīng)過多年發(fā)展和擴(kuò)建，美海軍正式成立卡德羅克海軍水面作戰(zhàn)研究中心。

　　“大衛(wèi)·泰勒模型盆地”是一套完整的模擬海洋環(huán)境測(cè)試設(shè)備，主要包含3個(gè)拖曳水池(盆地)，分別是深水池、淺水池和高速水池。其中，深水池長845.8米，寬15.5米，深6.7米，配備模擬巨浪的造波設(shè)施，用于測(cè)試艦艇性能。水池上方的拖車可拖動(dòng)長9.8米、重5噸的艦艇模型，以20節(jié)的速度行駛。淺水池位于深水池的另一端，兩個(gè)水池可根據(jù)需要進(jìn)行連接。淺水池長92.4米，深3.1米，其末端是一個(gè)用于測(cè)試轉(zhuǎn)彎性能的“J”形結(jié)構(gòu)。高速水池與前兩個(gè)水池平行，全長904.6米，只有6.4米寬，水深從3米到4.9米不等，其拖車可以牽引模型以高達(dá)60節(jié)的速度行駛，主要用于測(cè)試高速艇、水翼艇和水上飛機(jī)。

　　支持上述3個(gè)拖曳水池工作的是機(jī)動(dòng)和耐波池，其長109.7米，寬73.2米，深6.1米，可容納1200萬加侖海水，四周使用216個(gè)單獨(dú)控制的機(jī)電波板來模擬任意海浪實(shí)況。這些機(jī)電波板高約1.8米，寬0.9米，由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。它們可沿池邊從不同角度激起波浪，模仿長短不規(guī)則的波，并按需向任意方向傳播，能夠覆蓋整個(gè)水池，或在特定區(qū)域造波，還能制造漩渦。

　　卡德羅克海軍水面作戰(zhàn)研究中心技術(shù)副總監(jiān)史蒂夫表示：“在室內(nèi)模擬不同的海洋環(huán)境對(duì)艦艇縮比模型進(jìn)行測(cè)試，可以幫助設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出更實(shí)用的產(chǎn)品?！背媾炌?，美海軍潛艇，以及掃雷器、水雷、魚雷和深水炸彈等武器裝備也在這里進(jìn)行測(cè)試。

　　由于計(jì)算機(jī)模擬測(cè)試精度不夠，“大衛(wèi)·泰勒模型盆地”至今仍然扮演著重要的角色。其中一個(gè)典型例子是測(cè)試朱姆沃爾特級(jí)驅(qū)逐艦。

　　2000年，美海軍開始推進(jìn)朱姆沃爾特級(jí)驅(qū)逐艦項(xiàng)目落地。其采用特殊的干舷內(nèi)傾設(shè)計(jì)，尤其是艦艏向后傾斜，令人懷疑它在大海中航行的可靠性。一些德國工程師認(rèn)為，該級(jí)驅(qū)逐艦極易在8級(jí)海況下傾覆。于是，朱姆沃爾特級(jí)驅(qū)逐艦縮比模型先被送到美陸軍阿伯丁測(cè)試中心進(jìn)行船模試驗(yàn)，再到“大衛(wèi)·泰勒模型盆地”進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)過多輪測(cè)試，最終證實(shí)其設(shè)計(jì)的可行性。2016年10月，首艘“朱姆沃爾特”號(hào)驅(qū)逐艦正式服役，但“大衛(wèi)·泰勒模型盆地”的相關(guān)測(cè)試仍在繼續(xù)。直到2021年，該艦縮比模型已在此完成惡劣海況下的多次測(cè)試。