揭秘美海軍室內海洋測試設施

　　揭秘美海軍室內海洋測試設施

　　■臨 河　　

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

　　報道稱，在計算機模擬技術誕生前，艦艇設計需要通過紙面計算來反復驗證。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長143.3米、寬12.8米、深4.3米的實驗模型水池，用于模擬海洋環(huán)境，對新艦艇的縮比模型進行測試。

　　該實驗模型水池曾見證第一次世界大戰(zhàn)前美海軍戰(zhàn)列艦的改進。1912年，英國“泰坦尼克”號郵輪在大西洋沉沒后，泰勒奉命研究如何設計出適于航行的船體結構等問題，實驗模型水池挑起了這一重任。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國為設計中途島級航空母艦，用很短時間在實驗模型水池完成10余項獨立測試，并確定了相關設計方案。

　　1939年，為進行更復雜的艦艇測試，美海軍開始在馬里蘭州的卡德羅克建設現代化的實驗模型水池。1940年7月28日，泰勒去世。此后不久，新的實驗模型水池建造完成，美海軍將其命名為“大衛(wèi)·泰勒模型盆地”。1987年，經過多年發(fā)展和擴建，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)境測試設備，主要包含3個拖曳水池(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施，用于測試艦艇性能。水池上方的拖車可拖動長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，兩個水池可根據需要進行連接。淺水池長92.4米，深3.1米，其末端是一個用于測試轉彎性能的“J”形結構。高速水池與前兩個水池平行，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60節(jié)的速度行駛，主要用于測試高速艇、水翼艇和水上飛機。

　　支持上述3個拖曳水池工作的是機動和耐波池，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個單獨控制的機電波板來模擬任意海浪實況。這些機電波板高約1.8米，寬0.9米，由電動馬達驅動。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)研究中心技術副總監(jiān)史蒂夫表示：“在室內模擬不同的海洋環(huán)境對艦艇縮比模型進行測試，可以幫助設計師設計出更實用的產品?！背媾炌猓篮＼姖撏?，以及掃雷器、水雷、魚雷和深水炸彈等武器裝備也在這里進行測試。

　　由于計算機模擬測試精度不夠，“大衛(wèi)·泰勒模型盆地”至今仍然扮演著重要的角色。其中一個典型例子是測試朱姆沃爾特級驅逐艦。

　　2000年，美海軍開始推進朱姆沃爾特級驅逐艦項目落地。其采用特殊的干舷內傾設計，尤其是艦艏向后傾斜，令人懷疑它在大海中航行的可靠性。一些德國工程師認為，該級驅逐艦極易在8級海況下傾覆。于是，朱姆沃爾特級驅逐艦縮比模型先被送到美陸軍阿伯丁測試中心進行船模試驗，再到“大衛(wèi)·泰勒模型盆地”進行測試。經過多輪測試，最終證實其設計的可行性。2016年10月，首艘“朱姆沃爾特”號驅逐艦正式服役，但“大衛(wèi)·泰勒模型盆地”的相關測試仍在繼續(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試。