現(xiàn)代艦艇造型設(shè)計(jì)風(fēng)格研究

文/ 呂杰鋒 萬(wàn)里 余懿（武漢理工大學(xué) 藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院；中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心）

現(xiàn)代艦艇造型設(shè)計(jì)風(fēng)格研究

文/ 呂杰鋒 萬(wàn)里 余懿（武漢理工大學(xué) 藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院；中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心）

DOl編碼：10.3969/J.lSSN.1674-4187.22017.02.013

引 言

所謂設(shè)計(jì)風(fēng)格，即“一種具有明顯特征的設(shè)計(jì)形式”[1]。設(shè)計(jì)風(fēng)格以感官可感知的外在形式（如視覺(jué)上的造型）為載體，以內(nèi)在的“精神氣質(zhì)”為本質(zhì)，使設(shè)計(jì)超越對(duì)基本功能的滿足，進(jìn)而賦予產(chǎn)品以靈魂與生氣，使之能與人產(chǎn)生精神層面上的聯(lián)系。

船舶造型設(shè)計(jì)同樣承載著特定的設(shè)計(jì)風(fēng)格。古代造船和航海發(fā)源地——中國(guó)、古埃及、地中海周邊地區(qū)（腓尼基、古希臘、古羅馬等），都通過(guò)其船舶的造型設(shè)計(jì)反映出各自的審美理念、文化特征及地域特色。如古代中國(guó)的舫、遠(yuǎn)洋艦船等，注重將傳統(tǒng)建筑形式移植到船舶造型上，形成了恢宏、華麗的特有風(fēng)格。但進(jìn)入現(xiàn)代以來(lái)，世界船舶造型設(shè)計(jì)的風(fēng)格一直由少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家引領(lǐng)，我國(guó)在此方面起步較晚、處于下風(fēng)，并因此影響到我國(guó)船舶工業(yè)的國(guó)際形象與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。其中，軍艦又因更大程度上受到功能、性能和技術(shù)的限制，建立能夠展現(xiàn)我國(guó)軍事、國(guó)家、文化特色形象的艦艇造型風(fēng)格難度較大。但隨著中國(guó)海軍逐漸步入“遠(yuǎn)洋時(shí)代”，這一需求也顯得日益迫切。因此，船舶設(shè)計(jì)有必要從工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科的視角出發(fā)，對(duì)現(xiàn)代艦艇造型風(fēng)格做出梳理和分析，提煉其典型風(fēng)格類型，探求其特色與成因，判斷其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，為進(jìn)一步提升我國(guó)艦艇造型設(shè)計(jì)水平和能力奠定基礎(chǔ)。

一、現(xiàn)代艦艇造型風(fēng)格類型劃分

為準(zhǔn)確識(shí)別艦艇造型特征并據(jù)此劃分艦艇造型風(fēng)格，可以借鑒工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科中的“產(chǎn)品形態(tài)風(fēng)格描述模型法”[2]。該方法的初衷是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品風(fēng)格的形式化表達(dá)、完成用戶感性需求的形態(tài)特征轉(zhuǎn)換，即將用戶對(duì)產(chǎn)品的感性認(rèn)知“翻譯”為產(chǎn)品造型，用于制定產(chǎn)品風(fēng)格方向。本文將逆向運(yùn)用該方法，即運(yùn)用風(fēng)格描述模型，將現(xiàn)代艦艇產(chǎn)品（設(shè)計(jì)對(duì)象）的造型元素“解碼”為感性認(rèn)知后歸納、提煉其風(fēng)格。

圖1 描述模型及軟硬維度五點(diǎn)心理測(cè)試表

圖2 福爾班級(jí)驅(qū)逐艦風(fēng)格描述卡片

圖3 戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格描述卡片線型疊加圖

圖4 堆砌式現(xiàn)代風(fēng)格描述卡片線型疊加圖

本研究中，針對(duì)現(xiàn)代艦艇造型的風(fēng)格描述模型，以“軟硬維度五點(diǎn)心理測(cè)試表”[2]為基本形式，以形態(tài)要素為描述內(nèi)容，采用多維尺度法[3]、感性工學(xué)[4]等的方法構(gòu)建認(rèn)知系統(tǒng)，并應(yīng)用模糊集合論[5]、語(yǔ)意區(qū)分法[6]作為描述方法，如圖1。運(yùn)用此風(fēng)格描述模型，具有工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)背景的研究人員可將特定艦艇的造型分解為包括構(gòu)成元素、連接關(guān)系、細(xì)部處理、材料、色彩、紋理在內(nèi)的6大因素，并分別從這6大因素的27個(gè)認(rèn)知維度上，依據(jù)專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)給出介于5個(gè)等級(jí)之間的感性評(píng)價(jià)，將結(jié)果制成該艦型的風(fēng)格描述卡片。以福爾班級(jí)驅(qū)逐艦為例，某研究人員對(duì)其完成測(cè)試后，形成的風(fēng)格描述卡片如圖2。

基于以上方法，本研究邀請(qǐng)了4組具有工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)背景的研究人員，對(duì)來(lái)自12個(gè)國(guó)家（俄、法、美、日、韓、德、英、印度、意、瑞典、泰、澳），服役時(shí)間從20世紀(jì)中葉至今，包括三大類水面作戰(zhàn)艦艇（驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦、航空母艦），共計(jì)78個(gè)型號(hào)（具體型號(hào)略）的現(xiàn)代艦艇進(jìn)行了測(cè)試，得到300余份風(fēng)格描述卡片。對(duì)這些風(fēng)格描述卡片進(jìn)行圖形疊加，線型相似度達(dá)到90%以上的可劃為同一風(fēng)格類型。經(jīng)過(guò)上述測(cè)試，現(xiàn)代艦艇可劃分為差異鮮明的三大風(fēng)格類型：

（1）第一類型囊括船型25種，約占總受測(cè)船型數(shù)量的32%。其中，驅(qū)逐艦14艘，約占總驅(qū)逐艦型的45%；護(hù)衛(wèi)艦6艘，約占護(hù)衛(wèi)艦型的26%；航母5艘，約占航母艦型的25%。以上船型的風(fēng)格描述卡片線型疊加圖自上而下呈現(xiàn)出均勢(shì)連續(xù)左右擺蕩趨勢(shì)，大致在0.25-0.75區(qū)間范圍，如圖3。可以發(fā)現(xiàn)，這些船型的下水服役時(shí)間主要集中在20世紀(jì)60-70年代，根據(jù)其時(shí)代和風(fēng)格特點(diǎn)，可將其風(fēng)格命名為“戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格”。

（2）第二類型囊括船型38種，約占總受測(cè)船型數(shù)量的49%。其中，驅(qū)逐艦14艘，約占總驅(qū)逐艦型的45%；護(hù)衛(wèi)艦11艘，約占護(hù)衛(wèi)艦型的48%；航母11艘，約占航母艦型的55%。以上船型的風(fēng)格描述卡片線型疊加圖自上而下呈現(xiàn)出首、中、末端平穩(wěn)，中上、中下部?jī)纱斡覀?cè)波動(dòng)態(tài)勢(shì)，大致在0.25-0.5區(qū)間范圍。（圖4）這些船型的下水服役時(shí)間主要集中在20世紀(jì)80年代中后期以來(lái)，可將風(fēng)格其命名為“堆砌式現(xiàn)代風(fēng)格”。

（3）第三類型囊括其余船型，約占劃分對(duì)象艦型的19%。其中，驅(qū)逐艦3艘，約占總驅(qū)逐艦型的1%；護(hù)衛(wèi)艦8艘，約占護(hù)衛(wèi)艦型的35%；航母4艘，約占航母艦型的20%。以上船型的風(fēng)格描述卡片線型疊加圖自上而下呈現(xiàn)出大致平穩(wěn)態(tài)勢(shì)，上、中部小幅度右側(cè)波動(dòng)，大致在0.25-0.75區(qū)間范圍。（圖5）這些船型的下水服役時(shí)間主要集中在21世紀(jì)且多面向2025年后，可將風(fēng)格其命名為“未來(lái)簡(jiǎn)約風(fēng)格”。

圖5 未來(lái)簡(jiǎn)約風(fēng)格描述卡片線型疊加圖

圖6 戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格代表艦型：基爾丁級(jí)

二、艦艇造型風(fēng)格類型特征描述

2.1 戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格

戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格以基爾丁級(jí)驅(qū)逐艦（圖6）艦艇為主要代表。其主要造型特征為：

（1）基本淘汰戰(zhàn)時(shí)的“三島式”上層建筑設(shè)計(jì)，多采用“長(zhǎng)橋樓式”，橋樓為艦艇的主要上層建筑，雷達(dá)天線、指揮臺(tái)等集中在此區(qū)域，武備沿周邊分布，并且明顯曝露在外，依據(jù)需求布置而不追求統(tǒng)一。

（2）煙囪從戰(zhàn)時(shí)的動(dòng)力裝置向形態(tài)語(yǔ)義元素轉(zhuǎn)變，兼?zhèn)涔δ芘c形式兩層含義，通常設(shè)計(jì)成后傾勢(shì)態(tài)，艦艇即使在停滯時(shí)仍然有很強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)感。

（3）船艏通常為“飛剪式”設(shè)計(jì)，使得艦艇具有快速感與攻擊性，且高高揚(yáng)起，從增添了艦艇的威武感；船艉大多為“折角式”，體現(xiàn)出硬朗感，以及“湯匙狀”（常見(jiàn)于德、俄艦艇），使船體顯得敦實(shí)可靠。

（4）視覺(jué)最高點(diǎn)通常在艦橋上的天線或雷達(dá)整流罩處，為線狀交叉的塔架式結(jié)構(gòu)，這與上層建筑其他塊狀部分形成了虛實(shí)對(duì)比，具有節(jié)奏感，減輕了視覺(jué)上的乏味。

（5）隨著材料應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，艦艇在材料的運(yùn)用上要優(yōu)于戰(zhàn)時(shí)，大多數(shù)國(guó)家的艦艇對(duì)于材料涂裝的重視度提高（以法國(guó)艦艇為代表），色彩總體偏于暗色調(diào)，顯現(xiàn)出冷峻感。

總之，戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格的船型帶有濃厚的戰(zhàn)時(shí)艦艇的風(fēng)格特征，造型元素多樣，體、塊、面、線散點(diǎn)布置，輪廓、特征線型斷續(xù)，虛實(shí)對(duì)比強(qiáng)烈，給人以復(fù)雜感。

2.2 堆砌式現(xiàn)代風(fēng)格

堆砌式現(xiàn)代風(fēng)格以伯克級(jí)ⅡA型等艦艇為主要代表（圖7）。其主要造型特征為：

（1）沿用“長(zhǎng)橋樓式”，橋樓為艦艇的上層建筑，武備等、指揮臺(tái)等集中在此區(qū)域。但由于體量感增加，堆砌式風(fēng)格的長(zhǎng)橋樓相較于前一風(fēng)格更為突出，外輪廓線型連貫流暢，實(shí)體感強(qiáng)烈；

（3）煙囪的設(shè)計(jì)通常隱藏于橋樓中部視覺(jué)最高點(diǎn)的兩方錐體塊內(nèi)部，與其它部位合為一體，不再單獨(dú)于整體之外；

（4）船艏設(shè)計(jì)通常還是沿用“飛剪式”設(shè)計(jì)；

（5）視覺(jué)最高點(diǎn)通常為艦橋上桅桿處，常設(shè)計(jì)為十字交叉桿狀，具有一定傾斜度；

（6）材料上有了更大的技術(shù)進(jìn)步，艦艇的設(shè)計(jì)質(zhì)感提升，色彩開(kāi)始略微增加，明快的色調(diào)也時(shí)常用于軍艦之上（以美國(guó)、意大利艦艇為代表），同時(shí)增強(qiáng)了船只的識(shí)別性。

總之，堆砌式現(xiàn)代風(fēng)格的船型造型元素較為單純，以各種幾何體為主來(lái)進(jìn)行疊加與堆砌，追求形式上的完整性、統(tǒng)一性，給人以整潔、厚重、可靠的感受。

2.3 未來(lái)簡(jiǎn)約風(fēng)格

“未來(lái)簡(jiǎn)約風(fēng)格”以朱姆沃爾特級(jí)DDG-1000型驅(qū)逐艦型為主要代表（圖8）。其主要造型特征為：

（1）艦殼自吃水面以上越來(lái)越窄，形成棱角分明的低矮外形，光滑而扁平。

（2）全復(fù)合碳纖維材料的上層建筑也以與艦殼相同的態(tài)勢(shì)向內(nèi)傾斜，斧削式平滑艦島外形簡(jiǎn)潔，艦體子設(shè)備大都貼合在上層建筑的側(cè)面。

（3）艏艉設(shè)計(jì)變化不大，主要以整體線型走向?yàn)橐罁?jù)。

總之，未來(lái)簡(jiǎn)約風(fēng)格的船型造型元素更為單純，僅以簡(jiǎn)單幾何體作為上層建筑的基本形態(tài)，形式上高度完整和統(tǒng)一，給人以不可侵犯感、距離感。

圖7 堆砌式現(xiàn)代風(fēng)格代表艦型：伯克級(jí)ⅡA型

圖8 未來(lái)簡(jiǎn)約風(fēng)格及代表艦型：DDG-1000

三、影響艦艇造型設(shè)計(jì)風(fēng)格的因素分析

3.1 現(xiàn)代艦艇的造型風(fēng)格具有鮮明的時(shí)代特征

從上文的風(fēng)格類型劃分中可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代艦艇的造型風(fēng)格類型具有鮮明的時(shí)代特征，如“戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格”中所包括船型的下水服役時(shí)間主要集中在20世紀(jì)60-70年代；“堆砌式現(xiàn)代風(fēng)格” 中所包括船型的下水服役時(shí)間主要集中在20世紀(jì)80年代中后期以來(lái)；“未來(lái)簡(jiǎn)約風(fēng)格”中所包括船型的下水服役時(shí)間主要集中在21世紀(jì)且多面向2025年后。

可見(jiàn)，在風(fēng)格的時(shí)代性方面，現(xiàn)代艦艇造型與其他設(shè)計(jì)乃至藝術(shù)領(lǐng)域中的特征具有共通性，即“時(shí)運(yùn)交移，文質(zhì)代變”，表現(xiàn)為風(fēng)格隨著時(shí)代的推移而發(fā)生變遷，且反映著所處時(shí)代的風(fēng)貌。

3.2 艦艇造型風(fēng)格的時(shí)代特征又與當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平密切相關(guān)

時(shí)代特征是現(xiàn)代艦艇造型風(fēng)格類型差異的外在表象，但深究之，導(dǎo)致差異的直接原因則來(lái)自于時(shí)代發(fā)展下的技術(shù)水平提升。按照技術(shù)發(fā)展階段，以上世紀(jì)60-70年代，上世紀(jì)90年代（80年代中后期開(kāi)始）和面向2025年作戰(zhàn)需求的水面艦船造型設(shè)計(jì)最為典型[7]，這也正是艦船三大風(fēng)格各為代表的時(shí)期。

如“戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格”艦艇所處的20世紀(jì)60-70年代，導(dǎo)彈垂直發(fā)射技術(shù)還處于研發(fā)階段，導(dǎo)致導(dǎo)彈發(fā)射裝置呈斜架式，為配合射界，各個(gè)扇形或球狀的塔架式結(jié)構(gòu)發(fā)射裝置從視界最高點(diǎn)的雷達(dá)天線處依次向艏艉成梯度帶有傾角分布，因而形成了戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格特點(diǎn)中的“復(fù)雜”、“后傾勢(shì)態(tài)”和“運(yùn)動(dòng)感”；。

而堆砌式現(xiàn)代風(fēng)格（80年代中后期以來(lái)）階段，導(dǎo)彈垂直發(fā)射技術(shù)的成熟使得發(fā)射裝置可置于主甲板之下，艦載設(shè)備的多功能化設(shè)計(jì)減少了裝備的數(shù)量，電子技術(shù)的發(fā)展又整合減少了雷達(dá)發(fā)射機(jī)與預(yù)警雷達(dá)等的功能和數(shù)量，這些技術(shù)層面上的進(jìn)步使得整船在上層建筑的設(shè)計(jì)更為靈活和系統(tǒng)，全艦視野更為開(kāi)闊，布置更為緊湊。該階段的艦艇上層建筑設(shè)計(jì)開(kāi)始大平面化，幾何外形純粹、呈堆砌狀，外輪廓線型連貫流暢，整體簡(jiǎn)潔，實(shí)體可靠感強(qiáng)烈。同時(shí)對(duì)隱身性也提出了較高的要求，裝備的系統(tǒng)集成化、上層外壁的平面化等都有利于隱身外形設(shè)計(jì)的要求，并且在外壁角度上開(kāi)始發(fā)生改變，結(jié)合RCS 算法，上層建筑的外壁均開(kāi)始設(shè)計(jì)具有一定的傾斜角度的形態(tài)（見(jiàn)圖7）。

及至未來(lái)簡(jiǎn)約風(fēng)格（面向2025年代）階段，以“整合復(fù)合材料艦島與孔徑”為代表的一系列尖端科技，使得艦面上只有一個(gè)單一的全封閉式艦島結(jié)構(gòu)，由重量輕、強(qiáng)度高、雷達(dá)反射性低且不會(huì)銹蝕的復(fù)合材料制成，武備系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、排氣設(shè)施、曬裝設(shè)備等全部集成于上層建筑內(nèi)部。因此，形成了上建結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、低矮，艦面平滑、簡(jiǎn)潔，整體造型自下向上向內(nèi)收縮的整體造型，開(kāi)辟了艦艇造型設(shè)計(jì)風(fēng)格的全新歷史階段。

3.3 艦艇造型風(fēng)格本質(zhì)上是作戰(zhàn)需求和策略的外在體現(xiàn)

艦艇所處時(shí)代的技術(shù)進(jìn)步是艦艇造型風(fēng)格形成的深層原因，但技術(shù)的選用又取決于艦艇的作戰(zhàn)需求和策略變化，因此需求和策略才是決定艦艇造型風(fēng)格的根本原因。

如堆砌式現(xiàn)代風(fēng)格階段的伯克級(jí)ⅡA型驅(qū)逐艦，主要戰(zhàn)略任務(wù)是防御來(lái)自北大西洋的潛艇，戰(zhàn)斗系統(tǒng)、生存性等都被視為優(yōu)先需求，于是二號(hào)煙囪與機(jī)庫(kù)結(jié)構(gòu)之間的縫隙被取消，機(jī)庫(kù)直接與煙囪結(jié)構(gòu)末端連接在一起，以擴(kuò)大上層結(jié)構(gòu)容積；后期艦體設(shè)計(jì)也有修改（如煙囪改用埋入式設(shè)計(jì)），使得上層結(jié)構(gòu)外型更為平整，減少了雷達(dá)截面積。因此，伯克級(jí)ⅡA型驅(qū)逐艦相較之前戰(zhàn)后延續(xù)風(fēng)格階段的基爾丁級(jí)驅(qū)逐艦更為簡(jiǎn)潔、流暢、整體。

冷戰(zhàn)結(jié)束后，美國(guó)海軍的戰(zhàn)略方針由在大洋上反潛與爭(zhēng)奪制海權(quán)，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榻蹲鲬?zhàn)、支援對(duì)地攻擊，于是未來(lái)簡(jiǎn)約風(fēng)格階段的DDG1000簡(jiǎn)化了感測(cè)裝置與自衛(wèi)武器，依靠降低被偵測(cè)、被擊中機(jī)率、損管裝備以及厚重裝甲來(lái)生存，并采用了整合復(fù)合材料艦島，既具備極高隱身性、又堅(jiān)固耐打。因此DDG1000造型進(jìn)一步單純化、幾何化。

四、結(jié)語(yǔ)

可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代艦艇造型具有特色鮮明的風(fēng)格類型，其發(fā)展又遵循著內(nèi)在的規(guī)律與機(jī)制。現(xiàn)代艦艇造型的設(shè)計(jì)風(fēng)格，既與設(shè)計(jì)藝術(shù)相關(guān)，又離不開(kāi)艦艇技術(shù)水平、作戰(zhàn)需求與策略的多方約束。因此，在探討現(xiàn)代艦艇造型設(shè)計(jì)風(fēng)格發(fā)展趨勢(shì)并在設(shè)計(jì)中加以運(yùn)用時(shí)，可再次逆向運(yùn)用本文中的研究思路，即在上述約束條件的要求下，合理運(yùn)用風(fēng)格描述模型等工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科的理念與方法，將恰當(dāng)、鮮明的設(shè)計(jì)風(fēng)格表現(xiàn)為艦船造型的具體形式。

（責(zé)任編輯 童永生）

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Study on Modern Warships Appearance Design Styles

以工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科的視角，對(duì)現(xiàn)代軍事艦艇的外觀造型設(shè)計(jì)進(jìn)行風(fēng)格類型研究。運(yùn)用風(fēng)格描述模型與心理測(cè)試表，從大量現(xiàn)代艦艇中歸納、提煉出三種特色鮮明的造型設(shè)計(jì)風(fēng)格類型，分別對(duì)其風(fēng)格特征加以描述；并對(duì)影響風(fēng)格形成的因素進(jìn)行分析，總結(jié)現(xiàn)代艦艇造型風(fēng)格發(fā)展的基本規(guī)律與機(jī)制，提出把握和應(yīng)用艦艇造型設(shè)計(jì)風(fēng)格的初步構(gòu)想。

From the perspective of industrial design, the style and type research aims at the appearance and style design of contemporary military ships. Using style to describe model and psychological test table, from a large number of contemporary ships to summarize and extract three distinctive modelling design style type, and describe their characteristics respectively. Besides, it analyzes the factors that infuence the style formation, and summarizes the basic rules and mechanism of the development of contemporary ship modeling style. And the research comes up with the initial concept of ships modeling design style.

工業(yè)設(shè)計(jì)；艦艇造型設(shè)計(jì)；風(fēng)格類型學(xué)

Industrial Design; Warships Appearance Design; Style Classifcation

呂杰鋒，武漢理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院教授、博士，研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)和交通工具設(shè)計(jì)。