大中型軍艦的最高航速定在30節左右有何深意?

川軍團機槍手迷龍


這個問題不是什麼深意,而是一個技術上的限制,現代艦艇把航速達到30節左右,已經進入一個極限水平,超過30節以後,速度提升會變得越來越非常困難的,歷史上最高速度的水面艦艇也只能達到大約40節的速度,超過30節以後,付出的代價不是等比例增長,而呈幾何數數量級增長,付出的代價與獲得的成果不成比例之後。

在水面艦艇主要依靠於來進行對公的裝時代,更高的速度有利於搶佔站位,甚至可以說這是具有決定性的價值,但是由於現代技術與戰術的變化,現代艦艇對於高速機動的要求已經變得越來越低了,甚至已經不需要高速了,單純的高速度已經失去意義了。也因此,現代艦艇對防護的要求並不高,通常來說,戰鬥艦艇在25節以上就可以了,達到30節即屬於極限級別。再高的航速你就沒有什麼價值,意義不大。


浴火


現代科技日新月異,幹什麼事都講究個速度。高鐵飈到了300多公里/小時,飛機的速度也早已跨越了音速。

可大中型艦艇的最大航速卻沒有明顯改變,仍在25~35節左右徘徊。甚至以高速起家的驅逐艦,速度比二戰時期還要慢。大中型艦艇怎麼這麼不思進取呢?

造成這種情況的原因有很多:

首先,有一個技術上的“小惡魔”。艦艇在海上航行,處於水和空氣兩種介質的交界處,就像汽車行駛在空氣和陸地的交界處一樣。船體推開水面,船艏、船尾產生兩組波系,這兩組波系就是決定速度的秘密之一。

艦隻航行的主要阻力有:波浪帶來的興波阻力、水的摩擦力等。低速航行時,興波阻力尚不起眼,只佔整體阻力的很小一部分。當航速提高到一定程度,船艏產生的行波來不及消散,海浪沿著艦艏向上爬,形成一堵水牆擋在前面,興波阻力就會急劇增加。

▲水牆和”球鼻艏“

它是非線性增長的,低速時阻力與航速的2次方成正比,高速時阻力以航速的4~5次方增長,迅速成為航行最大的阻力。超過臨界速度,興波阻力反而會有所減小。船艏下方有個大鼻子,叫“球鼻艏”,它就有消除行波,減小興波阻力的作用。

這種突破臨界速度的過程,就好像飛機超音速突破“音障”一樣,所以也有人形象稱它為“波障”。

每個船的最大興波阻力速度值都不一樣,這是由船體與水面交界的水線長度決定的,它們之間有一套計算公式。

比如美國的“阿里·伯克”級驅逐艦,水線長度142米,最大興波阻力在航速29節時出現。而“尼米茲” 級航母體型龐大,水線長度317米,最大興波阻力要到43節才出現。所以同樣跑30節的“尼米茲” 很輕鬆,吃著火鍋唱著歌都行,而“阿里·伯克”卻要全力以赴滿功率運行,要消耗更多的燃料。就像汽車一樣,經濟時速在60~90公里/小時,過快過慢都會增加油耗。

在同等載油量下,一艘軍艦以40節航速能跑2000海里,以16節航速能跑1萬海里,高速巡航的里程僅為經濟巡航的1/4~1/5,這差距一目瞭然。所以對航速要求不太高的現代驅逐艦、護衛艦來說,只要能跟上編隊行動就可以了,畢竟續航能力也是艦艇戰鬥力的重要指標之一。

戰列艦、航母等主力軍艦還不太一樣,它們對航速要求高。航母要放飛艦載機,要以30節航速狂奔提供足夠的甲板風,戰列艦要搶陣位搶“T”字頭,誰跑得快誰就佔得先機,所以要使勁的往上堆航速。

二戰時的驅逐艦也很快,用大功率的發動機強推,航速能達40節以上,但與之相應的就是油耗巨大,航程縮短。

那如何能提高航速又不浪費功率、航程呢?這就要從船型上突破了。

▲新奇怪異的船型

我們常見的船都是傳統的單體排水船,需要排開水面前進。為了減小興波阻力,人們將船體設計為更細長的小水線面雙體船、三體穿浪船等。雙體船、三體船與水面的接觸面更小,興波阻力減小,從而使船速明顯提升,耐波性更佳。

比如美國的LCS-2“獨立”級瀕海戰鬥艦就是三體穿浪船,最高航速44節左右。“先鋒”級高速運輸船是雙體船,最高航速也有45節。

▲LCS-2“獨立”級瀕海戰鬥艦 三體穿浪船

雙體、三體穿浪船能提供更大的甲板面積,更好的抗風浪性、耐波性,可在高海況條件下航行,隱身性能也頗為優秀。

但凡事有利就有弊,雙體船、三體船結構複雜,船體內部空間小,最重要的是片體連接橋部位有結構疲勞和剪切力問題,導致其不能做的太大,目前只能應用在中小型艦艇上。“獨立”級瀕海戰鬥艦滿載排水量才2784噸。

▲”先鋒“級高速運輸船 小水線面雙體船

另外,在武器日新月異的年代,軍艦的使用方式也跟以往大不相同。以往以炮戰為主,強調速度,而現在以飛機導彈為主,艦艇跑的再快也沒有決定意義。就像裝甲一樣,以前身披重甲只為保命,現在放棄防護,向主動防護靠攏。

▲DDG1000 穿浪單體內傾船

基於以上種種原因,現在大中型水面艦艇仍然保持著30節左右的最大航速。在這個速度上,軍艦獲得了最佳的經濟性、續航力,是一個平衡點。

等什麼時候艦艇的動力獲得革命性突破,功率重量比大大提升,且作戰方式改變時,軍艦的航速就會迎來巨大提升,進入嶄新的時代!


和風漫談


倒是想更快一點呢,問題是快的了嗎?現在的技術就能做到這個條件了,如果再快就對動力系統的驅動機構的改革要求太大了,現階段人類技術還沒有突破。但是很快就迎來突破,因為電力推進技術已經產生,如果能夠生產出可以承受超過40MW的船用電動機,那麼航速突破現在的水平還是很有可能的。

軍艦的航速是要求很高的,是硬槓槓,是一艘軍艦在設計階段的主要技戰術指標之一,他的主要意義在於維持軍艦的巡航機動能力,保證軍艦在搶佔陣位上確立優勢,雖然現代戰爭已經很少在視距內接敵作戰,但是廣闊大洋上沒有阻礙物,一馬平川導致了作戰距離的極大延伸,並不能從根本上改變海戰的基本原理。

海上機動作戰中,整個艦隊維持統一航速,互相協同配合的基本面沒有變化,搶佔陣位,先敵發現,先敵抵達,機動範圍要大的基本要求沒有變化,對潛艇作戰中,機動變速要靈活,航速要快,躲避導彈或者魚雷攻擊時,航速要快,要機動靈活的基本要求沒有變,攔截敵人,應對突發事件的迅速性要求沒有減弱,因此軍艦的航速必須持續加快。

從內燃機動力進入軍艦開始,軍艦的航速就從8--9節到10多節,再發展到15節以上,再到普遍18--19節,然後突破了20節,一直到突破30節,這個期間,軍艦的動力經歷過蒸汽輪機、柴油機、燃氣輪機的發展,現在也還是三種傳統動力普遍並存,應該說,雖然人類的技術一直在發展,也越來越精益求精,但是傳統的動力技術理論還是大致如此,近幾十年並沒有出現爆發式發展,美國在上世紀60年代的蒸汽輪機技術,如今依然是全球最先進的。

所以,也許動力突破30節限制,抵達40--50節,需要的不僅僅是技術的提高,還需要基礎物理學的突破,我們也只能靜待那一天的到來。


海事先鋒


現代海軍的作戰模式已經和二戰時期大為不同,二戰時期,軍艦主要使用艦炮和魚雷作戰,往往需要通過高航速來搶佔有利陣位或者進行突防,這樣高航速便放在了首位。二戰後,隨著雷達、導彈和飛機技術的大發展,軍艦越來越注重隱蔽性和防禦性,不再單純的追求速度。畢竟即便是噴氣式飛機也無法擺脫雷達的追蹤和導彈的打擊,更不用說體積龐大的軍艦了。面對反艦導彈的進攻,不管是30節航速還是40節航速都沒有太大的意義。



經驗表明,在30節航速時軍艦的穩定性更好,電子設備能夠更好的工作,軍艦的戰鬥力和生存力更強。而且也是平衡航速和油耗的最佳折中範圍,超過這個範圍,要麼會增加油耗,要麼會犧牲軍艦攜帶武器彈藥的數量,影響作戰效能。

此外軍艦要想追求高航速,在技術水平差不多的情況下,只能是通過將艦體改的更細長,以便減小海水的阻力,但是這會造成軍艦的適航性受到很大影響,在風浪中難以維持平臺的穩定。也影響了軍艦的內部空間,使得無法容下更多的作戰設備和物資,降低了軍艦的遠洋作戰持續能力。



基於上述的考慮,像航空母艦、巡洋艦和驅逐艦等大中型艦艇,其最高航速普遍在30節左右,而那些小型艦艇由於武器裝備簡單,加之只在近海區域進行作戰,在航速上並沒有限制,有的導彈艇最高航速可以達到60節。總而言之,30節航速作為大中型軍艦的性能和經濟的最佳平衡,在革命性技術出現之前,仍會維持相當長的一段時間。


戰略論


我們知道航母要迎風以三十節的速度航行才能使艦載機起飛,所以有航母的國家的護航艦隊也要有相同的航速才能保護航母。而沒有航母的國家也需要較高航速的軍艦才能與對手較量,這就是各國都儘量建造三十節航速的軍艦的原因。但是要使大中型軍艦達到三十節就必須配備功率強大的發動機,尤其是艦用高速柴油機與燃氣輪機,而這二種發動機只有少數有強大先進製造能力的大國才能製造,所以弱國靠買,而後起的新興大國必須奮起直追,一定要攆上甚至超過才能在這個世界上立足,既不受制於人也不受欺侮。


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