現(xiàn)代軍艦設(shè)計中工程美學(xué)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(shè)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(shè)計的要求以及評判標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)計；工程美學(xué)

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(shè)計其外形，令其滿足工程美學(xué)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(xué)的原理。

2. 軍艦外觀設(shè)計要求

軍用水面艦艇在外形設(shè)計過程中，首先保障的應(yīng)當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)計，隨著造船技術(shù)的提高以及美學(xué)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(shè)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(shè)計更加協(xié)調(diào)。

3. 評估艦艇外觀效果的基本原則

設(shè)計人員在設(shè)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(shè)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(xué)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(xué)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(dǎo)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(dāng)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(shè)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(xué)原理的。船體外張對于艦船不僅在美學(xué)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(shè)備和天線，總體而言如要滿足美觀，那么應(yīng)該滿足如下幾個原則：（1）上層外露設(shè)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(shè)備要盡量內(nèi)置或者簡化合并。

從以上這些對艦船美學(xué)的評價因素中不難發(fā)現(xiàn)，艦船的實用性與其美學(xué)考量在基本一致、相輔相成的——符合美學(xué)的設(shè)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(shè)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(jì)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(shè)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(zhǔn)的設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計的主要任務(wù)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(shè)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(yīng)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(xué)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(shè)計的美學(xué)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(xué)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(xué)分析只是一種參考，并非絕對意義上的圭臬，船舶的美學(xué)還是應(yīng)該服從于大環(huán)境和科學(xué)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(xué)在水面艦艇外觀設(shè)計中的應(yīng)用[J].艦船科學(xué)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(xué)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(xué)歷，重慶交通大學(xué)，學(xué)生，研究方向：船舶與海洋工程。

（作者單位：重慶交通大學(xué)）