現(xiàn)代軍艦設計中工程美學的體現(xiàn)

摘 要：軍艦作為一個國家海軍軍事力量的象征，其傳遞出的信息不僅是武器裝備的先進程度，外觀設計中同樣體現(xiàn)著一個國家造船工業(yè)的水平高低。本文論述了現(xiàn)如今對軍用艦艇外觀設計的要求以及評判標準，并以中國海軍054A型護衛(wèi)艦為例進行了相關(guān)分析。

關(guān)鍵詞：艦艇；外觀設計；工程美學

1. 引言

近些年來，我國在海軍裝備上的投入年年增加，艦艇在數(shù)量上逐年增加，呈現(xiàn)“下餃子”之態(tài)勢，海軍實力、戰(zhàn)斗力得到穩(wěn)步提升。

軍艦作為海軍最主要的武器裝備，其本質(zhì)上是具有武器承載功能的海上大型鋼結(jié)構(gòu)，在滿足其必要的基本戰(zhàn)術(shù)功能外，如何設計其外形，令其滿足工程美學特征也是一門值得深究的問題。一艘威武雄壯、高達堅固的水面艦艇不僅可以在氣勢上給敵人威懾力、壓迫感，顯示出自身的強大與不可侵犯，還可以增強艦上服役人員的自信心與自豪感，體現(xiàn)出人機工程學的原理。

2. 軍艦外觀設計要求

軍用水面艦艇在外形設計過程中，首先保障的應當是功能需求，將最大限度地滿足戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略需要放在第一位，實現(xiàn)艦上武器裝備與系統(tǒng)的最優(yōu)配合。

軍用艦艇作為搭載著各類武器裝備的承載工具，應使人有威懾感和強大感；從大型鋼結(jié)構(gòu)工程以及其作為遠洋運輸工具的角度來看，艦船應使人有堅固感和快速感。在滿足艦船正常戰(zhàn)術(shù)功能的情況下，可以通過優(yōu)化整船外觀線條設計以及提升線條所構(gòu)成的曲面張力來體現(xiàn)出軍艦的剛性美。例如，通過比較中國海軍列裝的近幾代驅(qū)逐艦外型設計，隨著造船技術(shù)的提高以及美學的不斷發(fā)展，戰(zhàn)艦桅桿的外形在潛移默化地發(fā)生著改變。從051型到051B型，從052型到052B、052C型，乃至055型萬噸大驅(qū)，桅桿上電子設備的外形，以及與其周圍結(jié)構(gòu)的搭配效果在變得更加合理，設計更加協(xié)調(diào)。

3. 評估艦艇外觀效果的基本原則

設計人員在設計艦船的過程中不能天馬行空，隨意安排其各部分外觀造型而脫離技戰(zhàn)術(shù)要求和功能限制。因此，在設計中只能憑借各類線條及其所構(gòu)成的平面或立體圖形來表達出不同的視覺美學效果和造型視覺提示作用[1]。

根據(jù)有關(guān)文獻[2]，具有造型視覺提示作用并可以作為評估戰(zhàn)艦造型美學的幾個重要參數(shù)有：鄧恩曲線、力線、側(cè)視輪廓、內(nèi)傾與外張、間隔、細節(jié)安排。

鄧恩曲線表示上層建筑在側(cè)視圖上沿船長的最佳結(jié)構(gòu)。即將上層建筑的視覺焦點部于全船1/3船長處為最佳，該種布置滿足黃金比例。力線是引導人們視覺注意力并把各構(gòu)型連成整體的線[1]，即組成船體視覺的線條。水平力線在視覺上會使人覺得整體低矮，傾斜力線會體現(xiàn)出速度感與動態(tài)感，對于密集分布的具有同一指向的力線可以增強觀賞者的視覺感受。側(cè)視輪廓相當于在遠處觀察艦艇的側(cè)視全貌形狀，即除了主船體與上層建筑外還包括各 種武器、探測器、桅桿（次要結(jié)構(gòu)）、天線、信號設備等突出物[1]。主船體外張和上層建筑內(nèi)傾是符合工程美學原理的。船體外張對于艦船不僅在美學上有所增益，而且在船舶穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)強度方面也有諸多益處。間隔是指甲板或其它主要水平構(gòu)型之間的距離。間隔體現(xiàn)在側(cè)視圖上是水平力線的疏密程度及其占船長的比例[1]。細節(jié)安排上，戰(zhàn)艦上有很多零碎的外露設備和天線，總體而言如要滿足美觀，那么應該滿足如下幾個原則：（1）上層外露設備在兩舷側(cè)對稱布置，外形協(xié)調(diào)一致；（2）可以不外置的設備要盡量內(nèi)置或者簡化合并。

從以上這些對艦船美學的評價因素中不難發(fā)現(xiàn)，艦船的實用性與其美學考量在基本一致、相輔相成的——符合美學的設備布局與武器布置往往也是最具有實用性的選擇。

4. 外觀設計舉例

054A型護衛(wèi)艦是目前我國海軍最新型的護衛(wèi)艦等級，是中國海軍本世紀初新銳艦艇大量服役時期的代表作之一。此級艦艇在外形設計上簡潔有力，在防空、反艦、反潛配置上能力均衡，具有較高的打擊能力，堪稱頗具水準的設計。

4. 鄧恩曲線和艏艉梯度

054A的鄧恩曲線焦點接近全艦的黃金分割點，顯得較為美觀。另外，艏艉均按梯度上升，其中艏部為了增強這一趨勢，特意用曲線代替了上升的直線，更增強了梯度上升之感。

4. 力線與（力線）間隔

054A全艦的力線較為簡潔，相對來說顯得比較沉悶一些，這也與其的隱身護衛(wèi)艦的定位相吻合。但是其中還是能找到不少亮點的，比如艏樓前部和后部彎曲的結(jié)構(gòu)相比于常規(guī)內(nèi)傾更活潑一些。另外，水平密集的力線顯得艦體比較頎長。

4. 側(cè)視輪廓和細節(jié)安排

因為054A從隱身考量，外露的設備比較少，即便外露的天線也多半整合進了天線罩中，顯得外形非常的簡潔，這也反映了戰(zhàn)艦設計的一致趨勢。這樣戰(zhàn)艦少了一份威武霸氣，多了一份明快大氣。054A整體設計也是滿足了對稱性，體現(xiàn)了勻稱的美感。最后，054A外飄的船形配合內(nèi)傾的上層建筑給人一種穩(wěn)定性和動感。

5. 結(jié)論

船舶外形設計的主要任務之一，就是有意識地充分考慮和利用各單體的功能結(jié)構(gòu)及技術(shù)條件所具有的差異的統(tǒng)一性的因素，把它們有機地組合在一起，按一定的藝術(shù)規(guī)律處理，力求其造型形象達到變化與統(tǒng)一的完美結(jié)合[3]。在軍用艦艇的外形設計與制造中，同樣也是在遵守著這一原則。但軍用裝備首先應保證的就是戰(zhàn)斗要求，在保證武器裝備完美配合運行的基礎(chǔ)上再來考慮美學的要求。

但是近些年來，隨著戰(zhàn)艦隱身需求的不斷提升，戰(zhàn)艦設計的美學也會不斷修改以匹配實用性。新世代的戰(zhàn)艦——如USS DDG1000或者LCS-2，很多并不滿足傳統(tǒng)的美學考量——力線密集度非常稀疏，DDG1000的艦艏甚至為了隱身考慮而內(nèi)傾。換一種角度來看，如果配合非傳統(tǒng)的艦形，非密集的力線倒不見得不是一種美的體現(xiàn)。所以對于軍事艦艇的美學分析只是一種參考，并非絕對意義上的圭臬，船舶的美學還是應該服從于大環(huán)境和科學技術(shù)的發(fā)展，并且隨著船舶發(fā)展水平的進步而進步。

參考文獻

[1]曹國瑞.艦船工程美學在水面艦艇外觀設計中的應用[J].艦船科學技術(shù)，1997（05）：6-10.

[2]Usnr L J C R，Meier H A. Visual effectiveness in modern warship design[J]. Naval Engineers Journal，2010，91（6）：19-32.

[3]俞嘉虎.對船舶外部藝術(shù)造型中美學法則的探討[J].交通科技，2000（05）：36-37.

[4]王安存.國外艦船外形分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（07）：7-8.

作者簡介

趙曉宇（1997.4-），男，山東省淄博市學歷，重慶交通大學，學生，研究方向：船舶與海洋工程。

（作者單位：重慶交通大學）