作为现代最先进的武器之一,航母的航行速度一般都设计成30节左右。
如果将其换算成陆地交通工具来算,30节大概就是每小时55公里的速度。
这个速度放在陆地上可以说是非常慢了,然而就连这种程度,也有不少国家的自研航母达不到。
明明是国之重器,这样的速度能在海上干什么?
速度单位“节”的由来
在探讨航母速度这个话题之前,我们先简单说说一个挺特别的航海速度计量单位——“节”。
在发动机出现之前,船只的速度完全依赖于风力和洋流,速度的测量自然也无从谈起。
经验丰富的船长或许能够凭借肉眼和经验进行粗略的估算,但这种方法显然缺乏精确性,难以满足航海的需求。
直到16世纪,一位富有创造力的年轻水手发明了一种巧妙的测量方法。
他将一根长绳等分成若干段,并在每段的末端打上一个结。
然后再将绳子的一端固定在船上,另一端连着一个浮体抛入海中。
船只在航行中,绳子会持续从船上撒出去。
观察一段时期内解开的绳结数量,可以估算出船的行进速度。
于是“节”这个速度单位应运而生,并在航海领域沿用至今。
一个“节”相当于每小时一海里,约等于每小时1.852公里。
一般来说航母在海上航行时,30节的航速大约就是每小时56公里,这个速度虽然跟陆地上的汽车、火车比起来不算快,但在海上航行,这个速度还是挺常见的。
因为对于航母来说,高速行驶并非是它一味追求的目标。
影响航母速度的因素
航母作为一种高度复杂的作战平台,其速度并非简单的追求越快越好,而是需要在众多因素之间取得微妙的平衡。
这些因素包括燃料消耗、航行稳定性、舰载机起降以及功率与阻力之间的复杂关系。
航母个大又沉,所以跑起来得烧不少油,而速度与燃料消耗之间存在着近乎正比的关系。
一般来说航母速度每提高一档,耗油量差不多得增加一成。这意味着如果航母一味追求高速,将会面临燃油消耗过快的问题。
目前航母的油箱容量通常在8000吨左右,速度一快,油料很快就用完了,这不但让补给次数增多、费用增加,还让航母的能飞的距离和作战时长都打了不少折扣。
不仅如此航母体型巨大,重达数万吨,航行时它需要面对波浪、海流等各种复杂环境的挑战。
与陆地交通工具不同,海水并不能为航母提供稳定的支撑。
过高的速度会导致船体剧烈摇晃,影响舰载机的起降和船员的正常工作。
而保持30节航速能保证船体稳定,也能让船上成千上万的员工有个舒适的工作环境,确保各项工作都能顺利开展。
航母虽然像“海上机场”,但它的跑道长度一般只有几百米。
在如此短的距离内,要确保重达数十吨的舰载机安全起飞和降落,自然需要一定的助力。
大约30节的航速正好可以给舰载机起飞带来足够的甲板风,这样能减少起飞所需的距离,让起飞更快。
同时在舰载机降落时,航母的逆风航行也能帮助战机减速,确保安全着舰。
所以目前看来,保持飞机以大约每分钟30节的航速,是确保飞机平稳升降的最合适选择。
不过航母的速度从本质上来说,是由其动力系统提供的功率与其在水中航行时所受到的阻力之间的博弈所决定的。
航母的动力系统通常由强大的燃气轮机或核反应堆提供,它们能够产生巨大的能量,驱动螺旋桨推动航母前进。
然而更高的航速需要更大的功率输出,这也就意味着需要更大、更重的动力系统,这无疑会挤占航母宝贵的内部空间,并增加建造和维护成本。
航母在水里行驶会遇到不同类型的阻力,比如外形造成的阻力、水流摩擦的阻力,还有波浪引起的阻力。
形状阻力是由航母的形状引起的,外形越流线型,形状阻力越小。
摩擦阻力是航母与海水摩擦产生的,与航母的表面积有关。
航母在海上航行时,水面会起波,这些波纹会给航母带来一定的阻力。
更可怕的是这种阻力还会随着速度提升而猛增,想要提速,就得对抗这些阻力,这就需要更强的动力。
然而更大的动力输出势必会导致更高的燃料消耗和更大的动力系统体积,这是一个难以调和的矛盾。
不过航母的航行速度并非只有这一个标准,在不同的时间段,它的速度也会随着海军作战方式的演变而发生变化。
航行速度的变化
在二战时期,海战主要依靠舰炮进行,交战距离相对较近,通常在几十公里以内。
为了能够抢占有利的射击位置,并且在敌方火力覆盖范围内灵活机动,军舰的速度至关重要。
拥有更高航速的军舰可以更快速地接近目标,实施打击,或者迅速脱离危险区域,因此在那个时代,各国海军都非常重视军舰的速度。
而到冷战阶段,具有高速隐蔽特点的核潜艇问世,就对水面舰艇构成严重威胁。
为了有效对抗核潜艇,水面舰艇,特别是驱逐舰和护卫舰,必须具备足够的速度来追踪和攻击核潜艇。
于是那个时代,航母编队中,较高航速的护航舰艇也就应运而生。
后来随着制导武器的问世,让海战交火距离大增,远距离作战变得很常见。
如此一来,就需要航母通过搭载的战斗机,对远至数百公里外的目标进行准确定位打击。
在这种情况下,航母自身的航速对作战结果的影响已经不再像以往那样至关重要。
即便是速度再快的航母,也赶不上导弹的飞行速度。
现在看来30节的速度在性能、价格和长远规划上是个挺合适的选择。
当然随着科技的不断进步,未来航母技术的发展可能会带来新的变化,但速度并非唯一的追求目标,核动力也是各国加紧研究的项目。
核动力航母
核动力航母作为海上霸主,代表着一个国家海军的强大实力。而美国在这一领域长期处于领先地位。
1961 年美国 “企业” 号核动力航母下水,开启海面作战新领域。
它满载排水量 8.5 万吨,配备 8 座反应堆,续航能力近乎无限,但造价高昂,成本难以控制。
1968 年“尼米兹” 级问世,仅用 2 座反应堆,缩小体积并优化其他系统,控制成本的同时保证高性能。
而2024 年“福特号” 服役,则代表美国核动力航母技术新高度。
它装载两台 A1B 反应堆,总功率 50 万马力,设计寿命 50 年,首次加注燃料后无需再补充,解决补给难题。
随着核动力技术不断进步,各国海军围绕这一领域的竞争也将更加激烈,对于各国来说,谁先突破技术难关,谁就能在海军争霸中占据优势。
信息来源:
新华网《世界最强航母“福特”号》
光明网《航母:跑得越快越好》