游艇造型仿生设计的方法及应用

王小亮

（渤海船舶职业学院，辽宁兴城125105）

作为高端时尚的休闲娱乐产品，游艇不但要满足人们对海洋的征服与探知欲，而且还要追求引人注目的炫酷造型、乘风破浪的高速快感及安全舒适的感官体验。为满足多种要求，世界各大游艇品牌在船型设计时越来越多地采用贴近自然的仿生设计，这就意味着国内外设计师对游艇仿生设计越来越钟爱。

1 仿生学与游艇造型设计

仿生学是一门交叉性学科，是对生物的结构、性质、状态和作用进行研究，从而为工程和技术的研发提供创新思维和设计原理的科学，即通过模仿生物的特征来实现设计活动。

应用仿生学进行游艇造型设计，对游艇设计的思维方式具有重大创新意义。从自然界中寻找创新设计的灵感，选择与游艇相契合的仿生对象，对其功能、形态、色彩、结构和运动规律等要素进行分析和研究，经过巧妙、科学的模仿、提炼和创新，应用到游艇造型设计过程中，可以实现游艇造型形式的多样化，甚至使其回归大自然的“原始状态”。

2 游艇造型仿生设计的前提与制约因素

不同层次的消费人群及市场需求是进行游艇设计必须要考虑的前提。目前超级豪华游艇已成为富豪和知名企业家们召开会议、商务洽谈、接待贵宾和娱乐休闲等活动的平台载体，其强大的购买力拉动了整个游艇市场；而中产阶层和都市白领精英则成为中小型游艇的主要消费群体。由此可见，商务型、休闲型游艇是当前游艇市场需求的主流，游艇造型仿生设计的定位也应以此类设计为主。

然而，在进行游艇造型仿生设计时，游艇外观及舱室内部空间还有很多制约因素。如要满足游艇主人对航行功能及动力性能的要求、对舱室布局及舒适程度的需求、对通信导航及安全保障方面的需要等。这就要求设计人员能够根据仿生对象的功能、形态、色彩、结构和运动规律等要素，充分发挥空间想象力，在紧凑的空间布局约束下进行游艇外部造型设计，使游艇造型与内部空间达到高度的协调与统一。同时，还要选择以往经典的游艇实例作为母型船进行参照，使艇体各部分比例和尺度符合标准、型线设计更趋合理。

3 游艇造型仿生对象的选择

目前，仿生游艇造型多与海洋生物或鸟类有关。鱼类、鲸类和爬行类等海洋生物以其独特的生理形态很好地克服了水的阻力，使其成为游艇仿生对象的首选。鸟类由于具有流线型的形态和自由翱翔的姿态，加之所呈现出的力量感和速度感等形式美感，也非常符合游艇仿生设计的要求。同时，由于它们生存的环境与游艇航行及停靠的背景环境相似，且其身形及运动姿态也与游艇的造型及内涵要素非常契合，所以海洋生物与鸟类成为游艇设计最常仿照的对象。

4 游艇造型仿生设计的方法及应用

仿生设计的方法可以归纳为：形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生、肌理与质感仿生、形式美感仿生和意象仿生等。从目前游艇造型设计的现状及发展来看，形态仿生、功能仿生、结构仿生和色彩仿生都是游艇设计中常用的方法，将各种仿生设计的方法应用于游艇造型设计，是当今游艇设计师们研究的热点，并将在长时间内成为游艇设计的主流。

4.1 形态仿生设计

游艇形态仿生设计是要研究仿生对象的外形姿态，经过从具象到抽象的提炼和概括，结合人机工程、材料与工艺等因素进行研究，应用于游艇外观造型。因此，形态仿生设计具体还可以划分为比较直观、逼真的具象形态仿生（图1a） 以及比较简洁、凝练的抽象形态仿生（图 1b）。

图1 形态仿生游艇设计

图1 （a） 为SeabreacherX半潜式艇。该艇长大约5米，可以潜水、跳跃，与普通游艇截然不同。艇身设有仿真的鲨鱼鳍、锯齿牙和鲨鱼腮等象征鲨鱼的部件，背部也有标志性的鲨鱼背鳍的设计，与真实的鲨鱼非常相似，足以以假乱真。图1（b） 为日本设计师Yu Hiraoka将海洋生物与鸟类的特征融为一体，设计出的Delfino超音速概念游艇。这艘游艇将海洋生物与鸟类的特征融为一体，从外观上来看，前半部分像一只鸭子的嘴，而后半部分则与鱿鱼十分相似。

4.2 功能仿生设计

功能仿生设计是研究大自然中生物原型所具有的本能，分析其产生原因和运动原理，并将其利用到游艇设计中来，从而完成游艇功能的改进和开发，完成设计创造。图2为美国设计师仿照水蜘蛛撑开长腿在水面上移动的方式设计制造的波浪适应模块船（Wave Adaptive Modular Vessels，缩写为WAM-V）。

图2 波浪适应模块船

4.3 结构仿生设计

结构仿生设计是研究生物原型本身存在的结构特征和规律，结合特定的设计原则与设计目的，找出生物原型在设计中可利用的结构形态，并应用现代科技和理论进行创新设计的一种方法。图3为美国Schopfer游艇公司推出的仿生设计概念游艇 Oculus，仿照了鲸鱼的下巴和眼窝的反向弓构造。

图3 鲸鱼仿生豪华游艇Oculus

4.4 色彩仿生设计

色彩不是以单一形式存在，它与生物的形态、功能都有着密切联系。因此，色彩仿生并不是照搬生物原型的颜色，而是从大自然丰富的颜料库中寻找与游艇设计相吻合的配色。将大自然的色彩纳入游艇色彩设计中，可以激发人类对色彩的联想。图4为仿照树叶形象设计的概念游艇，船体外板采用红色甲基丙烯酸甲酯制造，透过光线，骨架看起来就像是树叶上的脉络，仿佛水飘红叶，让人不知不觉间融入如诗如画的意境。

图4 仿生叶游艇

在当前的游艇外观造型及内部环境设计中，这些仿生设计方法很少单独使用，而多是相互融合、综合运用。在游艇仿生设计时，还要考虑以下方面：符合《游艇入级与建造规范》《海上高速船入级规范》等行业规范；充分考虑各种游艇建造材料的特点以及制造工艺，满足艇体强度的要求；注意为游艇选用绿色环保材料，并选择清洁能源；保证设计的可行性，避免因设计太过超前、造型过于复杂而无法实现。

把仿生学的原理及设计方法应用到游艇造型设计中，可以打破常规，实现设计思路上的突破；同时将游艇的造型、功能、结构和色彩等方面与仿生对象有机结合起来，让设计出的仿生游艇更加贴近自然、融入自然，反映出现代人所提倡的“人与自然和谐相处”理念。