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现代军舰设计中工程美学的体现

出处:论文网
时间:2018-12-08

现代军舰设计中工程美学的体现

  1. 引言

  近些年来,我国在海军装备上的投入年年增加,舰艇在数量上逐年增加,呈现“下饺子”之态势,海军实力、战斗力得到稳步提升。

  军舰作为海军最主要的武器装备,其本质上是具有武器承载功能的海上大型钢结构,在满足其必要的基本战术功能外,如何设计其外形,令其满足工程美学特征也是一门值得深究的问题。一艘威武雄壮、高达坚固的水面舰艇不仅可以在气势上给敌人威慑力、压迫感,显示出自身的强大与不可侵犯,还可以增强舰上服役人员的自信心与自豪感,体现出人机工程学的原理。

  2. 军舰外观设计要求

  军用水面舰艇在外形设计过程中,首先保障的应当是功能需求,将最大限度地满足战术战略需要放在第一位,实现舰上武器装备与系统的最优配合。

  军用舰艇作为搭载着各类武器装备的承载工具,应使人有威慑感和强大感;从大型钢结构工程以及其作为远洋运输工具的角度来看,舰船应使人有坚固感和快速感。在满足舰船正常战术功能的情况下,可以通过优化整船外观线条设计以及提升线条所构成的曲面张力来体现出军舰的刚性美。例如,通过比较中国海军列装的近几代驱逐舰外型设计,随着造船技术的提高以及美学的不断发展,战舰桅杆的外形在潜移默化地发生着改变。从051型到051B型,从052型到052B、052C型,乃至055型万吨大驱,桅杆上电子设备的外形,以及与其周围结构的搭配效果在变得更加合理,设计更加协调。

  3. 评估舰艇外观效果的基本原则

  设计人员在设计舰船的过程中不能天马行空,随意安排其各部分外观造型而脱离技战术要求和功能限制。因此,在设计中只能凭借各类线条及其所构成的平面或立体图形来表达出不同的视觉美学效果和造型视觉提示作用[1]。

  根据有关文献[2],具有造型视觉提示作用并可以作为评估战舰造型美学的几个重要参数有:邓恩曲线、力线、侧视轮廓、内倾与外张、间隔、细节安排。

  邓恩曲线表示上层建筑在侧视图上沿船长的最佳结构。即将上层建筑的视觉焦点部于全船1/3船长处为最佳,该种布置满足黄金比例。力线是引导人们视觉注意力并把各构型连成整体的线[1],即组成船体视觉的线条。水平力线在视觉上会使人觉得整体低矮,倾斜力线会体现出速度感与动态感,对于密集分布的具有同一指向的力线可以增强观赏者的视觉感受。侧视轮廓相当于在远处观察舰艇的侧视全貌形状,即除了主船体与上层建筑外还包括各 种武器、探测器、桅杆(次要结构)、天线、信号设备等突出物[1]。主船体外张和上层建筑内倾是符合工程美学原理的。船体外张对于舰船不仅在美学上有所增益,而且在船舶稳性和结构强度方面也有诸多益处。间隔是指甲板或其它主要水平构型之间的距离。间隔体现在侧视图上是水平力线的疏密程度及其占船长的比例[1]。细节安排上,战舰上有很多零碎的外露设备和天线,总体而言如要满足美观,那么应该满足如下几个原则:(1)上层外露设备在两舷侧对称布置,外形协调一致;(2)可以不外置的设备要尽量内置或者简化合并。

  从以上这些对舰船美学的评价因素中不难发现,舰船的实用性与其美学考量在基本一致、相辅相成的――符合美学的设备布局与武器布置往往也是最具有实用性的选择。

  4. 外观设计举例

  054A型护卫舰是目前我国海军最新型的护卫舰等级,是中国海军本世纪初新锐舰艇大量服役时期的代表作之一。此级舰艇在外形设计上简洁有力,在防空、反舰、反潜配置上能力均衡,具有较高的打击能力,堪称颇具水准的设计。

  4. 邓恩曲线和艏艉梯度

  054A的邓恩曲线焦点接近全舰的黄金分割点,显得较为美观。另外,艏艉均按梯度上升,其中艏部为了增强这一趋势,特意用曲线代替了上升的直线,更增强了梯度上升之感。

  4. 力线与(力线)间隔

  054A全舰的力线较为简洁,相对来说显得比较沉闷一些,这也与其的隐身护卫舰的定位相吻合。但是其中还是能找到不少亮点的,比如艏楼前部和后部弯曲的结构相比于常规内倾更活泼一些。另外,水平密集的力线显得舰体比较颀长。

  4. 侧视轮廓和细节安排

  因为054A从隐身考量,外露的设备比较少,即便外露的天线也多半整合进了天线罩中,显得外形非常的简洁,这也反映了战舰设计的一致趋势。这样战舰少了一份威武霸气,多了一份明快大气。054A整体设计也是满足了对称性,体现了匀称的美感。最后,054A外飘的船形配合内倾的上层建筑给人一种稳定性和动感。

  5. 结论

  船舶外形设计的主要任务之一,就是有意识地充分考虑和利用各单体的功能结构及技术条件所具有的差异的统一性的因素,把它们有机地组合在一起,按一定的艺术规律处理,力求其造型形象达到变化与统一的完美结合[3]。在军用舰艇的外形设计与制造中,同样也是在遵守着这一原则。但军用装备首先应保证的就是战斗要求,在保证武器装备完美配合运行的基础上再来考虑美学的要求。

  但是近些年来,随着战舰隐身需求的不断提升,战舰设计的美学也会不断修改以匹配实用性。新世代的战舰――如USS DDG1000或者LCS-2,很多并不满足传统的美学考量――力线密集度非常稀疏,DDG1000的舰艏甚至为了隐身考虑而内倾。换一种角度来看,如果配合非传统的舰形,非密集的力线倒不见得不是一种美的体现。所以对于军事舰艇的美学分析只是一种参考,并非绝对意义上的圭臬,船舶的美学还是应该服从于大环境和科学技术的发展,并且随着船舶发展水平的进步而进步。

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