揭秘美海军室内海洋测试设施

　　揭秘美海军室内海洋测试设施

　　■临 河　　

　　据美国媒体最新披露，在美国马里兰州的卡德罗克海军水面作战研究中心，有一个名为“大卫·泰勒模型盆地”的室内海洋池。它号称是世界上设备最全的室内海洋测试设施，被美国海军称为“舰队出发的地方”。最初，美海军在此使用舰艇缩比模型来进行测试，以改进舰艇工程设计。如今，美海军所有新型舰艇在由图纸走向造船厂的过程中，都必须在该室内海洋池内进行严格测试。

　　报道称，在计算机模拟技术诞生前，舰艇设计需要通过纸面计算来反复验证。1898年，美海军工程师大卫·泰勒在华盛顿海军造船厂建造了一个长143.3米、宽12.8米、深4.3米的实验模型水池，用于模拟海洋环境，对新舰艇的缩比模型进行测试。

　　该实验模型水池曾见证第一次世界大战前美海军战列舰的改进。1912年，英国“泰坦尼克”号邮轮在大西洋沉没后，泰勒奉命研究如何设计出适于航行的船体结构等问题，实验模型水池挑起了这一重任。第二次世界大战期间，美国为设计中途岛级航空母舰，用很短时间在实验模型水池完成10余项独立测试，并确定了相关设计方案。

　　1939年，为进行更复杂的舰艇测试，美海军开始在马里兰州的卡德罗克建设现代化的实验模型水池。1940年7月28日，泰勒去世。此后不久，新的实验模型水池建造完成，美海军将其命名为“大卫·泰勒模型盆地”。1987年，经过多年发展和扩建，美海军正式成立卡德罗克海军水面作战研究中心。

　　“大卫·泰勒模型盆地”是一套完整的模拟海洋环境测试设备，主要包含3个拖曳水池(盆地)，分别是深水池、浅水池和高速水池。其中，深水池长845.8米，宽15.5米，深6.7米，配备模拟巨浪的造波设施，用于测试舰艇性能。水池上方的拖车可拖动长9.8米、重5吨的舰艇模型，以20节的速度行驶。浅水池位于深水池的另一端，两个水池可根据需要进行连接。浅水池长92.4米，深3.1米，其末端是一个用于测试转弯性能的“J”形结构。高速水池与前两个水池平行，全长904.6米，只有6.4米宽，水深从3米到4.9米不等，其拖车可以牵引模型以高达60节的速度行驶，主要用于测试高速艇、水翼艇和水上飞机。

　　支持上述3个拖曳水池工作的是机动和耐波池，其长109.7米，宽73.2米，深6.1米，可容纳1200万加仑海水，四周使用216个单独控制的机电波板来模拟任意海浪实况。这些机电波板高约1.8米，宽0.9米，由电动马达驱动。它们可沿池边从不同角度激起波浪，模仿长短不规则的波，并按需向任意方向传播，能够覆盖整个水池，或在特定区域造波，还能制造漩涡。

　　卡德罗克海军水面作战研究中心技术副总监史蒂夫表示：“在室内模拟不同的海洋环境对舰艇缩比模型进行测试，可以帮助设计师设计出更实用的产品。”除水面舰艇外，美海军潜艇，以及扫雷器、水雷、鱼雷和深水炸弹等武器装备也在这里进行测试。

　　由于计算机模拟测试精度不够，“大卫·泰勒模型盆地”至今仍然扮演着重要的角色。其中一个典型例子是测试朱姆沃尔特级驱逐舰。

　　2000年，美海军开始推进朱姆沃尔特级驱逐舰项目落地。其采用特殊的干舷内倾设计，尤其是舰艏向后倾斜，令人怀疑它在大海中航行的可靠性。一些德国工程师认为，该级驱逐舰极易在8级海况下倾覆。于是，朱姆沃尔特级驱逐舰缩比模型先被送到美陆军阿伯丁测试中心进行船模试验，再到“大卫·泰勒模型盆地”进行测试。经过多轮测试，最终证实其设计的可行性。2016年10月，首艘“朱姆沃尔特”号驱逐舰正式服役，但“大卫·泰勒模型盆地”的相关测试仍在继续。直到2021年，该舰缩比模型已在此完成恶劣海况下的多次测试。