第160章 新风（感谢江西胖哥的红包，第六次加更）(2/2)

实际上，南宋的造船业虽然很发达，但船型设计仍然处于很初级的阶段。这时候也没什么流体力学之类的，设计船只主要靠的是仿生学。嗯，没错，中式海船的船型，大多是模仿水鸟的腹部做出来的，前部较尖，最宽处在船体后半；与此同时，他们的欧洲同行模仿的是鱼类的形体，船体基本是个前大后小的纺锤形。

后世常为这两种设计的优劣争辩，其实半斤八两，都不咋地。

前者忽视了水鸟是靠拨动蹼游动的，与帆船靠顶部的帆驱动的情况并不相同。帆会给船一个向前的翻转力矩，如果前体不够宽大，储备浮力不够，遇大浪就容易埋艏。因此在近海跑跑无所谓，一旦出了远海就难以通过考验了。这种形状倒是适合后世的螺旋桨船，现在这么用是过于超前了。

而后者忽视了鱼是完全浸入水中的，与只有一半在水下的船不同，波浪会对水上部分施加阻力，前圆后尖的形状并不利于降低这种兴波阻力，要是做成潜艇还差不多。

最后发展到终极的帆船，是这两种思路的结合产物，船体的最宽处在前半部，但是艏部比较尖以劈开波浪，典型作品就是著名的飞剪船。

早期海船严格按照仿生学，船体会比较瘦削，但慢慢船匠们就会发现，只要把船头和船尾大致做出尖尖的形状，腹部就算胖一点，对整体阻力的影响也不大。从宋到明清，福船的设计就越来越胖，同期的欧洲商船也展现出这个趋势，到了后期的东印度商船，船腹部的截面形状几乎完全成一个方形了。

造船业有个专门的术语描述船体的胖瘦，叫方形系数。假设一艘船的水下部分完全是长方体，那么它的排水量应当等于水线长乘水线宽乘吃水深度，实际上当然不可能这样，所谓方形系数，就是实际排水量与这个“方型排水量”的比值。

自然，方形系数越小，船体就越瘦削，反之就越胖。追求高速的战船，方形系数应当小一些，而追求运输量的货船，方形系数则应当大一些。在船只设计比较成熟的后世，一般的战舰方形系数在045-055左右，而货船则是尽可能往胖了做，大都在07以上，大型货轮甚至能达到095，几乎真的是方的了。

根据海洋部用模型推算出来的数据，现在的普通福船，包括号和星火级这样的船，方形系数只有大约04，算是很瘦了。而顺风级的设计则大幅放宽了船腹，只是由于船体大小不能跟后世上百米的货船比，总得让船头和船尾部分保持尖形，方形系数也没法太过分，最终达到了06。

这样一来，顺风级长度上没比号大太多，但排水量一下子就翻倍了。而且载货比例更高，一艘船的运载能力差不多等于三艘号或两艘星火级。

这样的大装载量之下，阻力却并没有比它们大很多，又配上了大面积的软帆，所以取得了一个不错的航速就理所当然了。当然，只是巡航速度不错，如果论起转向、加速、减速这些需要加速度的机动性指标，顺风级就要比星火级差得远了，不过作为一款合格的运输船，也不太需要这些。

这里面还有一个小小的秘诀。增加了首斜桅、主桅装上软帆之后，整艘船的动力中心就移动到了船的前半部分，此时应当微调一下船体，让它变成前宽后窄的形状，使得浮力中心也前移，与动力中心匹配，不然行船时就容易前倾，发生危险的埋首现象，风浪大时可是会要命的。

郑林给船匠们大致讲解了一下测速的原理之后，看着他们恍然大悟的样子，犹豫了一下，还是没有把最后这个秘密公布出来……