Mũi quả lê

Phát triển

Các thử nghiệm kéo tàu chiến đã chứng minh rằng hình dạng mũi quả lê dưới nước làm giảm sức cản của nước trước năm 1900. Khái niệm cung phình ra được ghi có vào David W. Taylor, một kiến trúc sư hải quân đã từng là Thiết kế Trưởng của Hải quân Hoa Kỳ trong Chiến tranh thế giới thứ nhất và những người sử dụng các khái niệm (được biết đến như một ngón chân cái có hình củ hành) trong thiết kế của ông về USS Delaware, đã đưa vào hoạt động vào năm 1910. Thiết kế mũi quả lê ban đầu không được chấp nhận rộng rãi, mặc dù nó được sử dụng trong tàu chiến lớp Lexington  dẫn tới thành công lớn sau khi hai tàu thuộc lớp đó sống sót sau Hiệp ước Hải quân Washington được chuyển đổi thành tàu sân bay. Sự thiếu chấp nhận này đã thay đổi vào những năm 1920, với việc Đức tung ra  Bremen và Europa. Chúng được gọi là chó săn Bắc Đại Tây Dương của Đức, hai tàu hàng hải thương mại lớn cạnh tranh cho thương mại hành khách xuyên Đại Tây Dương. Cả hai tàu đều giành được Blue Riband, Bremen vào năm 1929 với tốc độ vượt qua 27,9 hải lý một giờ (51,7 km/h; 32,1 mph) và Europa đã vượt qua Bremen vào năm 1930 với tốc độ vượt qua 27,91 hải lý.
Thiết kế bắt đầu được kết hợp ở những nơi khác, như đã thấy ở SS Malolo do Mỹ chế tạo, SS President  Hoover và SS President Coolidge ra mắt vào cuối những năm 1920 và đầu những năm 1930. Tuy nhiên, ý tưởng chủ yếu được xem là thử nghiệm của nhiều người đóng tàu và chủ sở hữu. 
Năm 1935, siêu tàu sân bay Normandie của Pháp được thiết kế bởi Vladimir Yurkevich kết hợp một bàn chân trước to tròn với kích thước đồ sộ và hình dạng thân tàu được thiết kế lại. Tàu đã có thể đạt được tốc độ vượt quá 30 hải lý/giờ (56 km/h). Normandie nổi tiếng với nhiều thứ, bao gồm cả việc tàu đi trong nước sạch sẽ và sóng mũi giảm đi rõ rệt. Đối thủ lớn dòng Normandie là British Queen Mary, đạt tốc độ tương đương với bằng thiết kế thân tàu truyền thống. Tuy nhiên, một sự khác biệt quan trọng là Normandie đạt được những tốc độ này với công suất động cơ ít hơn khoảng ba mươi phần trăm so với Queen Mary và với mức giảm sử dụng nhiên liệu tương ứng. 
Thiết kế mũi quả lê cũng được Hải quân Đế quốc Nhật Bản phát triển và sử dụng. Một chiếc mũi quả lê khiêm tốn đã được sử dụng trong một số thiết kế tàu của họ, bao gồm tàu tuần dương hạng nhẹ Ōyodo và tàu Shōkaku và Taihō. Một giải pháp thiết kế cung lớn hơn nhiều đã được tích hợp vào tàu chiến lớp Yamato lớn của họ, bao gồm Yamato, Musashi và tàu sân bay Shinano.
Mũi quả lê hiện đại được phát triển bởi Tiến sĩ Takao Inui tại Đại học Tokyo trong những năm 1950 và 1960, độc lập với nghiên cứu hải quân Nhật Bản. Inui nghiên cứu dựa trên những phát hiện trước đó của các nhà khoa học được thực hiện sau khi Taylor phát hiện ra rằng những con tàu được trang bị một mũi quả lê biểu hiện các đặc điểm sức cản thấp hơn đáng kể so với dự đoán. Khái niệm mũi quả lê được nghiên cứu lần đầu tiên bởi Thomas Havelock, Cyril Wigley và Georg Weinblum, bao gồm cả tác phẩm "Lý thuyết về mũi quả lê và ứng dụng thực tế" của Wigley, nghiên cứu các vấn đề về sản xuất và giảm chấn sóng. Các bài báo khoa học ban đầu của Inui về tác dụng của mũi quả lê đối với khả năng chống tạo sóng đã được thu thập trong một báo cáo được xuất bản bởi Đại học Michigan vào năm 1960. Công trình của ông đã thu hút được sự chú ý rộng rãi với bài báo "Sự chống sóng của tàu" do Hiệp hội kiến trúc sư và kỹ sư hàng hải xuất bản năm 1962. Cuối cùng người ta đã thấy rằng lực cản có thể giảm khoảng năm phần trăm. Thử nghiệm và sàng lọc từ từ cải thiện hình dạng của mũi quả lê, nhưng chúng không được khai thác rộng rãi cho đến khi các kỹ thuật mô hình máy tính cho phép các nhà nghiên cứu tại Đại học British Columbia tăng hiệu suất của chúng lên mức thực tế trong những năm 1980.