2024年5月1日-8日,福建舰非常出色地完成了首次海试,而根据央视曝光的海试视频,福建舰在海试中的速度应该在28节左右。
福建舰
而中国此前的两艘航母——辽宁舰和山东舰,最大速度为30节,除中国以外,世界各国的航母速度,其实也大多在30节左右打转。
如果将30节的速度换算一下,那就是55.56公里/小时,这个速度连陆地上的摩托都比不过,且不论赛车专用摩托和科学实验摩托,就是普通摩托时速也可以达到80-120公里。
所以各国航母航速为什么都是30节左右?
航母最快速度为什么只有30节?
航母的最快速度之所以只有30节左右,根本原因是航母在巨大的体积和重量下,要更快的推动它所需的能量,超出了使用者的承受能力。
军舰和陆地上的汽车以及天上的飞机,在前进时消耗的能量是不一样的。
飞机前进时只需要面对空气的阻力,所以前进时需要消耗的能量最少。
陆地上的汽车需要面对地面摩擦力和空气带来的阻力,所以需要消耗的能量比飞机多一些。
汽车风阻
但军舰就不一样了,它在前进时需要“破浪”,直接将巨量的海水推到自己两侧,这需要的能量是非常恐怖的。
在这种背景之下,海上的船只基本杜绝了高速前进的可能。
从冷战开始各军事大国都在设想能高速在海上前进的“载具”,不管怎么设计,最后的成果都必然是脱离海水的“船只”。
比如说苏联设计出的“里海怪物”,看起来是一艘船,但其实是一艘地效飞行器,在前进时就是整个船只几乎贴着海面,而非在海水里面。
里海怪物
这样的载具与其说是船只,倒不如说是“水上飞机”。
所以一艘船要想速度快,只能是尽可能的让船底少接触海水。
但航母最轻都是2万吨,大的像福建舰或美国尼米兹级,都是8万吨到10万吨。如此巨大的船只,要想让它们的船底远离水面,几乎是一件不可能的事情。
因此航母在技术上也就只能通过螺旋桨的推动,直接和海水带来的阻力对抗。
同时航母动力系统能提供的推力也是有极限的。不管是核动力航母还是常规动力航母,动力系统能提供的推力都在20~30万匹之间。
20~30万匹的马力要推动6万吨到10万吨的军舰,也只能将其速度保持在30节左右了。
航母经济航速
事实上从现实的诸多角度考虑,航母通常还不会将速度保持在30节左右。
30节是航母的极限速度,要达到这个速度需要航母付出极大的能量。
换做是汽车界的术语,那就是“相当耗油”。这就像开大卡车一样,一辆大卡车一直以接近200公里每小时的速度行驶,耗油量自然比每小时80公里的速度要大。
这种油耗量差距可能一些人短时间内还不会察觉,但等卡车开了上百公里时,就会相当明显了。
山东舰这种6万吨级的航母加一次油需要数千万人民币的成本,对国家和军队来说也算是不小的消耗。
山东舰
所以航母平常在航行的时候都会采用“经济航速”,速度大约在16到18节左右。
当山东舰加满油时,采用经济航速航行,其最大航程能达到1.3万公里左右。
但如果山东舰全程以30节的速度航行,那它的最大航程至少会减少2000公里。
至于美国的核动力航母,虽然其动力系统理论上是无限动力,但我们需要注意的是,核动力航母舰队中的其它军舰可不是核动力。驱逐舰、巡洋舰等军舰依旧是常规动力。
核动力航母舰队
上世纪美国搞过全核动力舰队,但因为成本问题最终放弃了。
核动力航母的确是没有经济航速的说法,但其它军舰有。为了保证其它军舰的战斗力,核动力航母通产也会采用经济航速。
因此正常情况下,我们不会看到以30节速度前进的航母,都是16~18节速度前进的航母。航母要开到30节只有很少一部分情况,比如说战事紧急需要快速转进等。
航母舰队
航母的推力和速度
当然,也不是所有航母的最快速度都能达到30节,像法国的戴高乐号航母的最快速度就只有27节。
并且戴高乐号航母还是一艘核动力航母,其本身的吨位也不算大,满载只有4万吨左右。
而戴高乐号航母之所以达不到30节的速度,很大一部分原因就是动力输出太小了。
这艘航母采用的是2台核潜艇上用的核反应堆,总马力只有22万匹左右。
戴高乐号航母
虽然航母的速度也不单单要看动力输出,还要看扭矩,但动力过小导致的速度过慢是相当直观的,戴高乐号航母是一次经典的航母动力系统马力太小导致的速度问题事故。
相比较之下,美国福特级航母的总马力达到了28万匹,也是当今世界上马力最大的航母,这使得福特级能轻易达到30节的航速。
我国福建舰的动力系统是4台435D重型蒸汽轮机,总马力能达到26万匹左右。
虽然不及美国福特级航母,但福建舰本身是一艘8万吨级航母,在体量上小不少,对动力的需求也小,也能达到30节的航速。
福建舰服役概念图
总的来说,航母的速度和其吨位以及动力输出有很大关系。
福建舰这样的航母要达到30节的速度需要26万匹马力,福特级航母以28万匹的马力使这艘10万吨的航母达到了30节的马力。
等未来中国造核动力航母了,如果航母吨位也达到了10万吨,那么中国核动力航母的马力达到28万匹是硬性要求。
如果中国建造12万吨的航母,那其马力很可能达到30万匹。至于超过12万吨的航母,那基本不会出现了。
中国核动力航母概念图
航母吨位在达到10~12万吨时要想更进一步,那就会挑战人类现有的工程学和材料学技术,在技术上就很难达到。
参考资料:
【1】中国军网·《“福特”号航母强大且“难产”的原因》
【2】中国小康网·《法国海军装备唯一一艘核动力航母:戴高乐号,动力方面先天缺陷》
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