为什么有些军舰的速度总是在30节左右?30节到底有多快?

越快越好吗?

节为海事速度单位,所代表的长度为地球子午线纬度上一分的长度。节是海里/小时的简称,也是舰艇的一项重要性能指标。科学性和具体化可分为最大航速、全速、巡航速度、经济航速和最小航速。

(航母航速一般不超过三十节)

一般情况下,一节=1海里/小时=1.852公里/小时,为国际通用标准。一般水面舰艇的航速会远远高于水下潜艇,目前像航母、驱逐舰这种好几千吨或数万吨的水面舰艇航速一般不超过三十节,而之所以控制在30节左右,一是考虑到编队体系要求航速大致统一,如补给舰等航速偏低,如果作战舰艇航速偏高,会影响整个编队协同作战能力的发挥;二是三十节是最合适的经济航速,同样里程下30节一般比40节要节省60%燃料;最后则是抗风浪性,海上航行环境是难以预料的,如果大型舰艇航速过高,很可能在高风浪的海况下发生危险。而千吨级或以下的水面舰艇最高航速有的可以达到60节,如我国的022型隐身导弹艇航速就可以达到50节。因为轻型舰艇人员编制不多,追求的是机动性和应急反应能力,航速偏高是必需要求的。当然航速偏低是不被提倡的,像法国戴高乐号航母就是因为动力系统的“心病”,最高航速仅仅27节,看似比正常的三十节只低了一点,可是如若战争爆发时,会严重影响航母编队的实力发挥。

(图为英国原“海洋”号两栖攻击舰)

现役水下潜艇中跑的最快的是俄罗斯阿尔法级核潜艇,最高航速达到42节,一度成为世界上跑的最快的潜艇。而前苏联神父级巡航导弹核潜艇最高航速曾达到44节。潜艇的设计和理念决定了潜艇在水下航行的速度要比在水面航行高很多,空气阻力消失,兴波阻力减小,所以潜艇在水下要远快于在水上,这是需要了解的一个知识。

(俄罗斯“北风之神”级战略核潜艇)

为什么有些军舰的速度总是在30节左右?30节到底有多快?

确实,军舰的航速是越快越好的,军舰的航速具有战略和战役价值,而不仅仅是战术价值,很多人上来就说,进入导弹时代,军舰跑不过导弹的飞行速度,跑的再快也是枉然,这就是拿战术当战役来考虑了。实际上,军舰的航速决定了海上机动作战的范围和速度。

战场总是有时效性的,兵贵神速在任何年代都有用,但是兵贵神速本身就是一个战役学的概念,而不是战术概念,需要快速的把自己的武装力量部署并且展开在相应的时间、相应的地点,战争从来都不是玩游戏那么简单:游戏是把军舰飞机坦克造出来,直接拉过去就打,而实战中是有机动过程的,这个过程陆地上依靠公路和铁路等交通线,空中依靠加油机、运输机,有时候还要转场,而海上则叫做海上机动作战,第一步叫做航渡。

举个简单的例子,两个大国开战之后,双方的舰队会在开战之前提前进入远海大洋,此时茫茫大海上的舰队是对外保密的,行踪更是不能确定,双方会在一个都有战略需求的海区碰面,在碰面之前的航路中,随时都会有可能遭到敌人在任何方向的打击,需要反复对周边海区进行搜索,海军舰队保持战斗队形。

承担后期保障的舰队也会在海上预先搭建起机动补给区,主力舰队在这里完成首次战役所需的补给后,就会机动到作战海区展开,在这个过程中,双方的舰队都在不断的机动和变换阵位,谁能够抢得优势的时间,优势的阵位发动进攻,谁就占有很大的便宜,中途岛海战就是一个典型的例子,有一句话叫,海军是在海上机动一礼拜,作战只有20分钟的军种。

没错,在这个过程中,起到主要作用的,一个是搜索能力,一个就是航速,这就是核动力航母对比常规动力航母的最大优势,他的机动速度更快,机动范围更大。因此,任何考虑说军舰跑不过导弹,就速度没有那么重要的说法,都是自以为是,对海战缺乏了解的说法。话说回来,为什么现在军舰航速基本都是30节左右?

答案也很简单,因为动力输出设备,也就是发动机的输出功率如今达到了瓶颈期,很难取得突破了,原动机虽然一直进步,从蒸汽轮机到柴油机到燃气轮机再到核动力,但是不论是哪个产生动力的原动机,都需要发动机来将之转化为动力能量,然而发动机是一个庞大的机械结构,是一台机器,他的机器复杂程度很高,每提高一点点的功率,整个机械的重量和复杂度都要提高很多,得不偿失。

科技的发展已经到了平台期,虽然电子技术发展很快,但是机械技术的进展其实不大,现在人们的汽车从机械结构上看,和30年代的汽车差别并不大,因此人类需要突破基础科技的瓶颈,才能在提高军舰的航速了。

为什么有些军舰的速度总是在30节左右?30节到底有多快?

说起战舰的航速,往往有一个很奇怪的现象,那就是很多战舰的最大航速大都是30节左右。比如美国海军在上世纪八十年代服役的“提康德罗加”级巡洋舰,其最大航速就是30节。在其之后建造的“阿利·伯克级”驱逐舰,最大航速是31节。新世纪之后美国建造的号称全球最先进的“朱姆沃尔特”驱逐舰,最大航速也是30节。除了这些战舰,很多航母的最大航速也是30节左右,比如“尼米兹”级和“福特”级核动力航母的最大航速,都是30节以上。那么,为什么战舰的最大航速大都是30节左右呢?30节的速度有多快呢?

战舰的最大航速保持在30节左右的原因

自从大型铁甲舰诞生以来,其最大航速一直保持在30~40节的范围,一直到现在都没有太大突破。但是其他武器装备均已经发生翻天覆地的变化,比如战斗机的最大飞行速度可以超过2马赫,导弹的最大速度甚至可以达到20马赫(高超音速导弹)。战舰的速度几乎没有太大变化,是受到很多因素制约的。

第一个原因是单位推进马力消耗比的制约。战舰在水中航行,受到摩擦阻力和兴波阻力的影响,摩擦阻力与船体的水下面积成正比,兴波阻力与航速成正比,与船长的平方根成反比。所以,战舰的航速越高,兴波阻力就越大。如果要达到某一航速,越大的战舰每吨所需要的推进马力反而比尺寸较小的战舰每吨所消耗的马力要少。比如排水量5000吨的驱逐舰和50000吨的航母,如果都要达到30节的航速的话,驱逐舰需要的总马力虽然要小,但是其单位马力消耗反而比航母更大。因此,为了将单位推进马力消耗比控制在合理范围,即便是小吨位的护卫舰,其航速也不可能大幅增加。

第二个原因是战术上的考量。在反舰导弹等武器出现之前,较快的航速有利于躲避舰炮和鱼雷的攻击,因此提高航速是具有一定积极意义的。但是在反舰导弹等射程远、速度快的武器出现之后,无法再通过提高战舰的航速来躲避导弹的攻击,所以单纯的提高航速就没有了战术上的作用。在反舰导弹袭来时,即便战舰加速到极限,其航行的距离也十分有限,对于导弹的射程而言几乎是微不足道的。除此之外,如果战舰的航速较高的话,势必会产生较大的航行噪音,很容易被潜艇发现。所以在反潜作战时,战舰往往会保持在较低的航速。

第三个原因是船员的身体承受能力。船员在战舰上生活和工作,其身体状况受到很多因素的影响。为了保持船员的身体健康,必须合理设计战舰。战舰的航速与战舰的耐波性密切相关,而耐波性会影响到船员的晕动症的发生概率。简单来说,在同样的天气和海况下,战舰在高速航行时,会产生更大的颠簸,船身更加不稳,剧烈晃动的话会导致船员出现晕动症,会影响到船员的身体健康和工作效率,进而对战舰的作战能力产生不利影响。

30节的航速有多快?

按照进行单位换算的话,一节相当于每小时航行一海里,大约是1.852公里/小时。那么30节的话,就是每小时航行30海里,大约是55.56公里/小时。如何看待这个速度呢?我们不妨来了解一下其他武器装备的速度。现代化主战坦克的最大行驶速度大约在50~70公里/小时,美国“黑鹰”直升机的最大飞行速度约357公里/小时,F-16战斗机的最大飞行速度约2100公里/小时,AGM-84“鱼叉”反舰导弹的最大速度约918.8公里/小时,“弗吉尼亚”级攻击核潜艇的水下最大航速约34节。通过比较可以发现,战舰的最大航行速度其实和主战坦克的行驶速度相差不了太多。

为什么有些军舰的速度总是在30节左右?30节到底有多快?

任何船舶、汽车、飞机都有自己最佳经济巡航速度,对于军舰而言,20航节左右的航速就非常经济,耗油较少,续航里程也是最大的

平常开车的人都知道,汽车在城市拥堵状态下最费油,而上了高速后油耗就狂飙之下,在高速上一台5.8升排量的兰德酷路泽也能跑出12左右个的低油耗。

但是汽车并非是越快越省油,如果你把速度从120公里每小时提高到160公里每小时,那么油耗又会上涨。对于绝大多数家用车而言(1.6L-2.5L),80公里每小时是一个最为经济的航速,在这个速度下车辆的续航能力最长。(普通排量汽车在80公里的时速上更加省油)

同理,军舰也有自己的经济巡航速度,大约在20节左右,一般不会超过25节。注意!我指的是经济航速,也就是最省油,航船最大的航速,不是最大航速!

“航节”是海上的一种速度单位,这个单位起源于欧洲大航海时期,当时的水手为了计算船只的航行速度,在一个绳子上均匀的打上一些绳结,再把绳子的一端栓在船上,另一端则抛进海中,然后开始计时,看多上时间掉下去一个绳结,然后从绳结与绳结之间的长度和掉下去的时间间隔,推算出船只的航速。

如今1航节为=1海里/小时=1.852千米/小时,30航节也就是大约55.5公里/小时左右,这个速度对于咱们的家用车来说根本算不上什么,但是对于军舰而言已经是非常快了。通常情况下没有军舰会一直维持在30节的航速下续航,因为太费油了。

军舰在水中航行,除了要克服空气阻力外,更要突破海水的阻力。在常温状态下,清水的密度是1g/cm^,即1kg/L,空气密度1.293g/L。水的密度大约是空气的772.4倍,而且海水的密度还会更大,阻力也更大。(军舰还算是跑得快的,油轮更慢)

所以说军舰在海水中航行要比在空中和陆地上行驶更加困难,同等的马力和油耗,汽车和飞机要比军舰的速度快的多。正是由于阻力更大,军舰的航行速度比过飞机和汽车,30节的航速就已经算是很快了。军舰航行到25节以上,克服海水阻力所消耗的油料就会成大幅增加,速度越快,油耗就会呈几何倍数增长,对军舰的续航能力造成极大影响。

例如辽宁舰,辽宁舰在18节的经济航速小,最大航程可达将近13000公里,而如果将速度提高32节,辽宁舰的续航里程则只有7100公里。可以看出,辽宁舰的速度增长1/3,油耗就要增加将近一倍。

所以如果不是在紧急情况下,军舰是很少跑到30节的航速的。但动力这个东西你可以不用,但不能没有,平常可以慢慢悠悠的,关键时刻得跟上,不能掉链子。对于一国海军而言,有多少军舰是一回事,能有多少军舰参战又是一回事。

如今各国最先进的大型驱逐舰航速都已经超过或达到了30节,以便于在爆发突然事件时,军舰可以以最快的速度抵达指定地点。

所以说美国如今现役的航母都是核动力,虽然核动力航母的维修保养周期较长,一生中有很长一段时间都要待在船坞里,出勤率这一方面的确不及常规动力航母。但核动力航母的优势是不必在意油耗,随时都可以用最大航速长期巡航,这一点对于美国的全球部署而言非常重要。(美国核动力航母布什号,其最大航速为30节)

当然,航母速度上去了,航母战斗群中的其他军舰和补给船的速度也得上去,对于后期不及的压力依然比较大。但少了航母这个大胃王,补给船的压力就小了很多。

需要注意的是,本文所指的军舰都是大型军舰,导弹艇一类的快艇不在其中。

由于体型较小,马力推重比高,导弹艇的航速通常都在30到40节,有的甚至可达到50节。但也正是因为体型小,导弹艇的油箱较小,导弹艇续航能力都不是很长,只能执行一些近海防御任务。

为什么有些军舰的速度总是在30节左右?30节到底有多快?

不是有些,基本上所有军舰的最大航速都在30-33节这个范围,只有少数轻型舰只还继续保持在35节以上。其实30节出头这个航速对现代军舰来说已经足够用了,再快要付出太大的代价,换来的战术意义并不大,全世界的军舰发展基本都锁定在30节出头这个航速上。至于30节是什么概念,按照基本单位换算,1节=1海里/小时=1.852千米/小时,也就是说30节航速相当于55.6千米/小时,虽然赶不上家里的小汽车120千米/小时,但是别忘了这个是好几千吨甚至好几万吨。下图为正在高速航行的052D型“昆明”舰,他的最大航速为31节,采用燃气轮机为动力。

可能有些朋友把现代作战舰艇和二战和冷战初期时期的进行对比,其实二战时期的舰艇航速确实普遍比较快,即便是“衣阿华”级战列舰也曾经在53900吨和21.2万输出功率的情况下跑出过32.5节航速。而驱逐舰的航速甚至达到35节-37节。然而我们要对比不同时期海军发展思路,在二战时期的作战舰艇全部依赖于身管火炮,这些身管火炮的射程是非常有限的,即便是装备305毫米以上口径主炮的战列舰交战距离一般也要缩短到25公里以内。此时航速对于作战舰艇的意义就非常大,他可以利用速度抢占海战有利位置(反潜阵位),毕竟在非制导武器时代有利阵位是非常重要的。所以二战及二战前夕的作战舰艇在航速方面还是比较注重的,但是动力系统占全舰比例也是比较高的。

到了冷战时期,核潜艇的出现严重威胁着水面舰艇,苏联甚至发展过航速超过40节的核潜艇。在那段时间里为了达成对潜艇的优势,驱逐舰和护卫舰的航速普遍也是比较高的,和二战一样他们都是以强劲的蒸汽轮机为主要动力(但是蒸汽轮机的整体体积是在很巨大,之后逐步被燃气轮机取代)。

但是随着70年代以后精确制导武器的逐步成熟,海战双方的交战距离已经从30-40年代的20公里左右猛然提升至100公里以上,而航空母舰可以直接打击400公里外的目标。此时的30节、32节和35节对于交战双方变得意义没有以前那么大,毕竟再快还是远远慢于导弹的。而且作为现代化海军的核心“航空母舰”的航速基本就锁定在30-33节之间,而伴随他护航的作战舰艇只要不比他慢能跟得上航空母舰即可。至于反潜作战,现代反潜直升机发展已经非常成熟,即便核潜艇能达到35节的水下航速,然而反潜直升机可以飞到150节的速度,远远快于核潜艇。所以在现代海战兵器和模式发生巨大变革的情况下,太高的航速战术意义不是太大。

除了海战模式和作战思路的变革之外,还有就动力系统和舰船设计的问题。排除功率损失因素后,船舶主机功率与航速的三次方成正比,也就是说如果想要航速提升至原先的2倍那么主机输出功率需要达到以前的8倍。再考虑到高速航行时舰体受到的阻力开始急剧提升,动力系统的负担也是越来越大。我们举几个例子,日本“大和”级战列舰在4.4万马力输出动力的情况下为12.54节,但是当航速达到27.7节最大航速时输出功率则达到了16.6万马力。美国“佩里”级护卫舰在25节航速时只需要1台LM2500燃气轮机,然而2台LM2500全开的情况下航速只有30节。同理,如果现代军舰在突破30节的航速之后想要继续向上提升哪怕1节航速都是付出极大的动力代价,在现有动力技术没有大突破的情况下只能增加主机数量来提高输出功率,然而这回挤占舰上空间,严重削减舰上武器、燃油等携带量,还会挤占舰上生活空间,这就得不偿失了。

另一个就是船型设计也会影响舰艇航速,一个是长宽比,理论上长宽比越大越细长,航行阻力越小,相同动力的情况下航速越高。还有就是V型舰艏设计也能帮助舰船提高航速,二战时期的作战舰艇普遍使用这些方法提高航速。但是这两种设计很大的问题就是严重压缩舰体内空间,而现代作战舰艇上装备的武器和电子系统越来越多,这些细长的V字型舰体根本无法满足现代舰船装备的安装空间需求,所以也就在这方面向航速做出了妥协。下图为中国的051型驱逐舰(051型其实还在50-60年代的技术层次上),他的长宽比达到10:1,7.2万马力的输出动力跑出过37.95节的航速,但是发展到052型之后反倒普遍降到了32节左右。

如果你硬要实现35节以上的航速也不是不可能,想要跑出50节也可以实现,只要设计成长宽比很大的“苗条身材”,再把全舰的空间全部用来装主机提高输出动力就可以。但是这样做没有意义,不仅存在严重的不稳定问题,舰内空间也承载不了多少燃油和弹药,舰员的生活环境也非常恶劣,得不偿失。所以现代军舰的30节左右航速时综合了各种因素得到的一个平衡数值,在现代技术的大前提下这基本就是最优解。

为什么有些军舰的速度总是在30节左右?30节到底有多快?

我海军051型驱逐舰105号“济南舰”的CG图,“济南舰”使用蒸汽轮机动力,最高航速在36节,甚至在1975年4月的一次试航中跑出37.95节的惊人航速,而051型舰的苏联型号56级驱逐舰设计的最高航速就是38节!

现代战舰,特别是1950~60年代设计的驱/护舰一类反潜舰的大多使用蒸汽轮机为动力推进,而且要将战舰的舰艏设计成V字形,这样设计的目的使军舰水下部分变窄,有利于劈开水流减小航行阻力,让军舰的航速更快一些(现代的快艇都是V型艇艏设计)!这其中的原因是当时已经出现了第一代核潜艇,它们使用核反应堆为动力,在水下的航速豆超过了30节,甚至要往40节方向发展的趋势(1960年代后苏联确实建成了少量的航速超40节的核潜艇)…1950~60年代的驱逐舰反潜装备只有鱼雷和深弹,没反潜直升机和反潜导弹,如果航速再低就根本追不上也消灭不了核潜艇…所以那个年代的驱/护舰的航速都很高,但航速高所带了的问题也不少,第一个就是:V型设计使得整个舰体很窄并且细长,舰内的空间变小,各种设备安装的非常紧凑,也大大的压缩了舰员的生活区域,使生活环境变得比较恶劣!

第二就是:蒸汽轮机占地面积太大了使得其它辅机(发电机)的安装数量变少,在缺乏发电量条件下,整条舰的电气化程度不高,也安装不了太多的武器装备…战斗力确实不高。图片上是052D型驱逐舰的CG图,到了1970年代之后特别是21世纪,战舰的航速开始减慢,最高航速通常情况下都在30节,那么30节有多快?节是一个速度单位,指的是舰船在航行当中的“每小时/海里数”,一节=一小时/一海里≈1.825公里,如果是30节/一小时就差不多的56公里,如果有哪位看官想体验一下这个速度,就上国道或者省道开车去体会。

21世纪战舰的航速低一些主要原因还是武器装备的安装量大幅度增加,特别是垂直发射器的普及,以往那种V字型狭长舰体设计已经不符合空间的要求了!为了在航速和使用空间找到平衡,现代战舰采用折中的深V字型设计,即可以保障较高的航速,也给武器装备安装量提高了较大的安装空间。

另一个主要原因是反潜直升机的大量上舰,使反潜的效率和速度提高了许多,军舰或者核潜艇再快也快不过直升机!而且现代海战的主要武器是舰载机和导弹,相对于舰载机和反舰导弹的飞行速度,军舰的航速是永远赶不上…既然是有了反潜直升机/反潜导弹,军舰也不需要利用更快的航速去追击核潜艇,而舰载机和反舰导弹的更加完善,也使军舰的航速没必要再快了 “福特级”下水时的场面,可以看到它的舰型设计呈U字型!这是由于航母需要的内部空间更多,所安装的设备有些相对于其它战舰是超大体积大的!V型和深V型舰艏,舰底设计根本提供不了这些超大设备所需的空间,另外航母的机库、油库、弹药库、5000人的生活空间…这些必须要采用U型设计才能满足空间的要求。

U型舰艏和舰底在航行时阻力最大(登陆舰也是U型设计)!但是,为了摆脱核潜艇的水下追击,常规航母采用了多台功率强劲的蒸汽轮机为动力,核航母当然采用核反应堆,这两种动力系统都能将大型航母的最高航速提高到30节以上,而且高速航行可以提高“甲板风”的速度更有利于舰载机起飞。

另一方面,现代核潜艇也不在片面的追求高航速了,因为速度越快各种机械所发出的噪音也就越大…等于将自己所处的位置明确的告诉了敌方,而且高速潜航会严重的磨损机械和消耗核燃料的使用年限,所以在核潜艇航速降低,现代海战装备种类和性能增加的大环境下,现代战舰最高航速保持在30节已经够用了。

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