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为何航母速度都在30节左右?若换算成陆地交通工具的,有多快?
航母航行
这个问题其实它不是一个军舰技术类问题,它是一个物理问题。
航母也不是不想追求更快的速度,但问题是现实物理限制了它的速度。
因为不管是航母也好,其它类型的军舰也罢,在前进的时候都会遭到来自海水的巨大阻力。
要想对抗海水阻力达到更快的速度,所需要付出的能量是指数级增长的。
30节的速度显然已经是一个节点。当舰船达到这个速度之后要再想在有海水阻力的情况下继续提高速度,每提升1节的速度,所需的能量会至少在上一个基础上提升1.6倍。
航母航行
所以航母的航速达到31节、32节还有可能,但要想达到40节、50节,甚至更高,那航母上所需要的就不是蒸汽轮机和核反应堆了,需要的是几十枚航天火箭发动机。
只有用于对抗地球引力的航天火箭发动机,才能让舰船在遭遇巨大海水阻力的情况下,达到40节以上的速度。
并且考虑到舰船的航行速度越快,所需的能量就越多,所以常规动力舰船基本都有一个经济航速,在情况不紧急的时候都不会以30节的速度全速前进。
航母航行
这个经济航速一般在12到18节之间,依船体外形设计以及吨位等情况略有不同。
所以军舰在不打仗或者是执行其它紧急任务的情况下,除了核动力航母,其它类型舰船都会采用经济航速。
至于民船,因为特别重视经济性,所以我们能看到很多运输船、运油船,其最大航速也就在12节、16节、18节等区间。
不过说到军舰的速度,从二战后到现在,人类为了进一步提升军舰的速度,也是做出了很多努力。
航母航行
地效飞行器
这种努力包含两个方向,一个是想办法降低舰船受到海水阻力,另一个就是从舰船的动力上入手。
在第一个方向上,最典型的案例就是当年苏联研发的地效飞行器。
所谓地效飞行器,是指利用地面效应前进的一种运输工具。
当运动物体贴近地面并前进时,地面会扰动周边气流,从而对物体产生“空气动力干扰”。
地效飞行器
简单点来说,就是当一艘船在前进时,如果船底没有直接接触海面,船底和海面之间有空气作为间隔的话,那么这些空气就会将船“托起来”,让船变成“飞机”。
相较于船只,飞机的飞行速度自然要快很多。
当年苏联设计的地效飞行器——里海怪物,其速度能达到每小时800公里,也就是430节以上,是航母30节速度的14倍。
不过地效飞行器也有问题,那就是它很难做大。
地效飞行器
空气能托起的重量是有限的,当年苏联设计的里海怪物也不过500吨的重量,和航母的数万吨重量没法比。
如果要做一款排水量能达到4万吨的地效飞行器,那么地面效应产生的空气就很难托起这么重的玩意了。
因此地效飞行器在冷战时期,也不过是被用在步兵运输载具,也没有国家去研发过“航母级地效飞行器”。
地效飞行器
舰船动力系统升级
在第二个方向上,其实从二战到现在,舰船的动力系统已经进行过多次的升级。
在二战时期,如果你的军舰用柴油机热效率能超过30%,那就算技术先进了。
但到了现在,各工业大国的舰船用柴油机热效率普遍能达到45%以上。
也就是说,二战时期100吨柴油能让一艘船跑30公里,但现在同样的100吨柴油能让一艘船跑30公里以上了。
此外现代还有很多新型的舰船用动力系统问世,最典型的案例就是燃气轮机。
燃气轮机
二战时期可没有船用燃气轮机,世界上第一台船用燃气轮机诞生于1947年。并且当时的船用燃气轮机非常小,只能装在排水量几百吨到上千吨的炮艇上。
一直到上世纪60年代,人类才突破中大型燃气轮机的技术,开始尝试在排水量数千吨的中大型军舰上装这玩意。
所以二战时期和现在的舰船动力系统有很大不同。
二战时期的军舰基本都采用燃油锅炉驱动的蒸汽轮机,但到了现在,蒸汽轮机已经属于一种“落后动力系统”了,除了航母因为要考虑经济性的原因,常规动力航母才基本用蒸汽轮机。
而排水量在数千吨的各种驱逐舰,到了现在基本都用各种混合动力。
采用“混合动力”的052D驱逐舰
像我国的052D性驱逐舰,采用的是2台柴油机和2台燃气轮机,兼具了柴油机省油和燃气轮机动力足的两种优点。
此外民船的动力系统也是在不断进步的。随着核动力技术的进步,现在中国已经在尝试造核动力民船了。
比如说我国在2023年的时候就公开过一款24000TEU级的核动力运输船设计,如果能造出来将是全世界最大的核动力民用船只。
参考资料:
【1】金融界·《全球最大核动力集装箱船来了!这家央企船厂发布全球最大核动力箱船,15-20年更换一次“电池”》
【2】环球时报·《为对抗中国,美海军有人想起了老对头苏联的黑科技:里海怪物》返回搜狐,查看更多