轮船的速度：理解水阻力的影响和提升速度的方法

人在水中游泳受到的水的阻力，比在陆地上跑步时受到的空气阻力要大得多。这一现象背后的原因是物体运动时所遇到的阻力与周围物质的密度有关。具体来说，水的密度大约是空气密度的800倍，因此水中行驶的船舶所受到的阻力要比空气中行驶的火车、汽车、飞机等交通工具所受到的阻力大800倍。这也就解释了为什么在水中航行的船舶速度相对较慢。

为了探究船舶行驶速度慢的原因，我们可以从人类的运动纪录入手。目前世界百米跑纪录保持者跑完100米所花的时间比世界游泳纪录保持者游完100米自由泳所花的时间要快五分之一。而这一现象出现的原因就在于人在水中游泳时受到的水阻力要远大于在陆地上跑步时受到的空气阻力。

那么，是什么因素制约了船舶的行驶速度呢？答案是水阻力。水阻力主要包括兴波阻力、摩擦阻力和涡流阻力。摩擦阻力主要来源于船体和水之间的摩擦，它的大小与船体在水中浸没的面积和速度成正比。也就是说，船体浸没在水中的面积越大，摩擦阻力就越大；船速越高，摩擦阻力也会越大。兴波阻力则是在水中行驶时，由于水中兴起波浪而产生的对船舶的阻力。兴波阻力的大小与船体形状以及速度有关，流线型且表面光滑的船体兴波阻力较小，船速越快，兴波阻力就越大。涡流阻力是由于船舶在水中行驶时，在船尾产生涡流而形成的阻力，它的大小和浸没在水中的船体形状有关。

1、在风浪中航行的船舶还会受到波涛阻力和迎风阻力的影响。面对如此多的阻力，提高船舶速度并非易事。一般来说，船舶在低速航行时，摩擦阻力占主导地位；而在高速航行时，兴波阻力快速增加并超过摩擦阻力成为主导阻力。

那么，如何提高船舶的速度呢？一方面可以增加船舶的动力，另一方面则是减少水阻力。增加动力装置的功率可以达到增加船舶动力的目的，但这也意味着机器和燃料重量的增加，进而导致船舶吨位的增加和水阻力的增加。因此，通过增加动力来提高船舶速度的做法是有限的。而要减少水阻力，则需要让船体离开水面或减少船体在水中的浸没面积。在这种思路的引导下，滑行艇、水翼艇和气垫船等新船型应运而生。这些新船型的出现打破了传统船型的限制，为提高船舶速度开辟了新的路径。