為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

航速30節是航母一個非常重要的速度指標,假如達到這個指標,那麼從動力上來看它就是一艘合格的航母,要是它達不到,就會被軍迷戲稱為半殘廢,比如印度的維拉特最高速度只有28節!

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

可能熟悉三哥航母的朋友應該知道,這破爛貨不過是英國

半人馬級

競技神號

R12航空母艦,二戰期間就開始造了,年紀比莫迪還要大,能跑到28節就已經不錯了!

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

但是全球“最先進的航母之一”的“伊麗莎白女王級航母”,抱歉這是英國人說的,不代表種花家的意見!但它的航速只有25節以上(維基資料),好一個以上,似乎跑出50節也可以不是嗎?

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一節究竟是多少距離?

一節就是一海里,也就是1。852千米,這是

個專用於

航海

速率

單位,西方也將它用於飛行器的速度,但對於習慣公制單位的朋友來說,實在不太習慣!

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節:空速表

節在最早期時(16世紀)水手們用來計算傳播速度,將一根長繩上打很多節,然後丟入水裡,看看一定時間能能被帶下水多少節,後來這個方法就成了約定俗成的計算船舶的速度。

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

30節速度大約就是56千米不到一點,這個速度不快,但也絕對不慢了,學駕照的朋友應該深有體會,其實剛開始學車時,30千米速度就趕快很快了!

為什麼航母的速度要定30節?

先來個有趣的問題,潛艇在水面和水下航行時,哪個速度更高?可能很多朋友都會猜是水面航行速度更高,畢竟水的阻力那麼大,潛艇水面航行時一半露出水面,水的阻力減少一半,那不應該是水面更快嗎?

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

答案是水下速度更快,當然潛艇和在水面和水面艦艇不可同日而語,但有一個道理要告訴大家,水面艦艇要在水面高速航行是很難的,因為它要突破幾個阻力:空氣阻力和船體的水阻力。

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

早期像船一樣的潛艇

水的密度比空氣要大800多倍,因此船舶航行時的阻力絕大部分都來自水的阻力,分為摩擦阻力、渦流阻力(形狀阻力)和興波阻力以及突出體阻力:

1、摩擦阻力是水的粘性造成的,航行時會有一層水粘附船體表面,運動時會帶著它克服水分子的摩擦,這個大小與浸潤面積、表面光滑度以及航速高低有關;

2、船體運動會產生渦流,這些渦流在船尾斷面處更為明顯,渦流會形成負壓阻礙前進形成阻力,兩頭尖尖的船舶這種阻力明顯會減少

3、興波阻力是由於船舶航行中掀起的船行波,產生與船舶前進方向相反的阻力,有船頭波和船尾波兩種,如果兩者在船尾疊加,那麼阻力會增加,反之則小,所以和船舶長度和速度有關。

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蘇聯“阿爾法”級水滴型外形

潛艇水下航行時空氣阻力不存在、興波阻力趨向於零,早期潛艇兩頭尖尖,這是水面航行的最佳船型,但水下阻力最小的是水滴形(船舶艦首的球鼻也是這麼來的),但水滴形在水面明顯不佳,不過潛艇大部分時間都在水下,當然需要一個水下最佳形狀了!

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美國俄亥俄級核潛艇拉長水滴型。

高速船舶那麼快,為何航母達不到如此高速?

快艇很容易可以達到50節以上,民用雙體穿浪船可以達到60節以上,也就是110千米/小時,當然也有更快的船舶,但有一個非常奇特的問題,就是大部分大型水面艦艇,大部分速度都在30或者30節左右,就不能再高一點嗎?

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為什麼偏偏定在30節?

其實二戰時戰列艦速度真的非常快,有的甚至能超過34節,不過二戰航母速度普遍在30-32節之間,現在都過去了將近80年,速度為何沒有提升?

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

其實從現在水面艦艇速度來看,速度已經不再是追求的目標,當年的海戰還是在艦炮的射程之內,因此高速趕到戰場是一個非常重要的指標,但現代海戰已經不再是艦炮的世界,而是反艦導彈,速度再高也比不上導彈不是嗎?

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

另一個問題是成本

船舶高速航行時,看起來最不起眼的興波阻力能佔總阻力的50%,因為

興波阻力和速度 的平方成正比關係,當速度越來越高,需要克服阻力給動力輸出會出現成倍上升!

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這種指數級關係,會讓興波阻力在30節附近會突然增加,形成類似於超音速中“音障”的效果,即使只增加一點點速度,功率也會成倍上升!

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

因此30節左右是個坎!在速度不佔主要優勢的情況下,那麼就主要看編隊速度,因為航母戰鬥群的核心就是航空母艦,它的艦載機可以保護整個戰鬥群,因此除了前出的驅逐艦以外,核心仍然在航母,而且也需要配合航母的速度行進。

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

美國海軍亞伯拉罕·林肯號航母戰鬥群 (2000年環太平洋演習)

所以30節也是一個妥協的速度,它也要考慮

驅逐艦、護衛艦、補給艦等多種艦艇的速度,航母最高速度在30節左右,但卻很少跑到30節,大部分巡航也就是18節的經濟航速!不過美國的獨立級瀕海戰鬥艦速度可達44節,自由級則可達47節。

為何航母速度都在30節左右,30節換算成陸地交通工具是多快?

當然還有一個問題,伊麗莎白女王號最大航速25節,原因是

2臺36兆瓦的MT-30燃氣輪機+4臺10兆瓦的柴油機作為發電後全電推進,但艦載裝置大量電力的擠佔導致它速度高不上去,而出於成本與設計因素,

伊麗莎白女王號又不可能再增加動力,“日不落帝國”真的沒有餘糧了,所以就25節湊合下。

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