为什么几十年来舰船的航行速度提升不大

您好,首先我很好奇您具体问得是那种船只,因为舰船可以是广义,也可以是狭义。
那我就拿舰这个舰船狭义来回答您的问题首先对广大军迷来说,肯定知道一战时的超无畏舰凭借燃煤高压锅炉已经可以达到21.22节的航速,而“海军假日时期”,即使是以性能不佳的日本扶桑级战列舰,也在半油半煤驱动的情况下达到22节航速扶桑级(请注意这是它43年型,只有一个烟囱,证明以燃油为主,速度达到23.5节)而以速度闻名的胡德号已经达到了33节
二战后期的几艘日本驱逐舰,在日军极端思想(脑 残)??的驱动下,把巡洋舰引擎放到驱逐舰上去,据说能达到可怕的40节!而如今的驱逐舰顶多只能达到34节。
航母也在30节上下。
问什么呢?
首先,这和战斗模式不同有关。
一战,二战的海战,大都是炮战或者鱼雷战。
这意味着更高的航速就更可能快速近敌或者逃脱。
俗话说“天下武功唯快不破。
”在大舰巨炮的时代,即使是战列舰也难逃被击沉的命运,因此也许只有快才能在海战中更好的生存。
举个例子。
俾斯麦之所以被击沉是因为它被打残后转向困难,航速降低。
那么,如果它逃跑时就能跑50节呢?
??也许只能开200KM/h的剑鱼雷击机就难以攻击多次了吧,甚至一开始的炮战就没人能打准它(那时没有测速仪,开火全靠炮长目测,因此对方速度越快,对预判要求越高。
)因此,战舰航速在当时是很重要的!而现代呢?
当有了卫星,雷达,声呐,除非能把战舰开出飞机的速度,不然根本不可能在暴露且无被动防御的情况下不被导弹,现代鱼雷命中。
因此,更好的隐蔽能力和防护能力(不是装甲,指雷达,反导系统等)成为更主要的方面。
受造价,武器位置空间等制约,航速因此被放在次要位置。
再来说说影响航速的根本问题——推进系统这是普通螺旋桨,也是舰船最常见的推进器。
二战时多为3到4叶,如今为了减少噪音,页数由7到11片不等。
但是,叶数多并不是代表推力强,反而因为倾角小,推力更低!要想加大航速,加快转速不就行了吗?
还真不可以随便加!因为速度太快,浆片末端就会超速,与水形成空泡,从而给桨叶带来结构上毁灭性的影响。
严重影响强度的同时还容易损失推力。
因此,当今用螺旋桨的战舰大多都在30节上下。
除了更经济,很大程度上也受到桨叶速度的限制。
当然,更强大的推进装置也是有的,这就是泵射推进。
通过喷射水流达到加速的目的,由于没有桨叶(外露的)。
速度更快,推力更强。
然而,泵射和螺旋桨相比就如同喷气机和螺旋桨飞机。
跑车和面包车。
除了推力大,无需舵以外,几乎没有优点。
耗油量大,噪音高,结构复杂,维修难度太大,可靠性不佳,最最关键的是,这玩意要在舰体打洞,吸水,再加压,泵射!这意味着对舰体设计难度是极高的,空间上也特别占用地方,因此大型战舰基本不用。
而类似于玛丽女王2号和新近的皇家方舟号,用的是吊舱式的发动机,在寸土寸金的舰上,为攻防系统腾出更大空间俨然成了新的风向标,再次体现出航速在目前已没有那么重要了。
小型军舰之所以使用泵射推进,是因为泵射推进于螺旋桨相比更灵活。
而且小型军舰几乎不出远洋,能最大限度的把泵射推进扬长避短。
再介绍一下苏联人的黑科技,200节的空化鱼雷。
200节,就是350km/h 高铁的速度!具体细节我也不知道,大概只是该鱼雷在空化器使用后雷体产生气泡保护,劈开海水减少阻力,以达到高速。
然而只是一次性产品,战舰根本不可能用!其实,除了一线水面战舰,还有很多舰船是提速了的。
例如补给船和潜艇。
补给船在二战时大多都是商船改装的,速度也就10节一下,快速油轮如美军的T3,2万吨,也就15节。
如今,随着补给船的专业化,我大天朝的5万吨级补给舰也能达到20+的航速。
这10节,意味着能跟上一线战舰,意义可与跑到40节的兔子驱逐舰不同??潜艇更不用说了,以前条件制约,水上航速顶多18节,水下最快也就8.9节(德国那种氧化氢推进的是应急动力,不算??),如今随着电池电力更大,核反应堆小型化,潜艇以能够达到30节的水下速度。
因此,不是舰船速度没加快,而是部分舰船不再以速度为首要目标,更强大的火力和防护,更多的舰体空间才是目前造舰的首要。
压缩了空间,缺没减慢航速,这其实也算是一种加速吧??哈哈
参考:
技术还是有提升的,不过提升比较有限。
航速取决于动力和船型,战后其实航行速度还是有一定提升的,特别是燃气轮机等技术和小水线面双体船等等技术上都更为多元化。
如果我们考虑到目前主要的舰艇吨位和其航速,我们可以发现动力技术确实有较大提高。
除了导弹快艇可以达到50节
不过整体上看船用动力在热机阶段上已经到达了比较极限的状态,从蒸汽机到蒸汽轮机到柴油机到燃气轮机等等都属于热机,目前似乎很难再有能进一步发展的能力,只能看看船用电力技术能否实现进一步突破。
关键问题是,舰船需要持续提高速度吗?
曾经,航海垄断了世界范围内大部分跨洲运输任务。
直到20世纪50年代前,邮轮始终是北大西洋航线的运营主力。
大量的邮轮,类似著名的“泰坦尼克”号,都承担着从欧洲向全世界运输货物的重任。
然而,飞机的出现改变了这一切。
当年繁忙的北大西洋航行上活跃着的快速邮轮逐步被来往的商业飞机取代,飞机的成熟和大规模民用化导致了航运业从人员快速运输的领域中退出——船舶速度再快也快不过飞机。
典型例子,北大西洋航线的运输纪录保持者是“合众国”号邮轮,用时3天12小时12分钟横渡大西洋,极速为38.38节,平均航速达到34.51节——这一速度还没有飞机的起飞速度快。
速度不再是航运业所追求的重点,经济性和舒适性才是。
对于航运业而言,人员运输集中于豪华邮轮上,侧重于舒适性。
而货运则更讲究经济性,毕竟不是所有货物都需要快速运输,世界上大部分货物运输仍然依靠海运。
普通商船十几节的航速就足以满足货物的运输需求,再快就会打破现有的经济性优势,用航海模式追求速度已经是非常不经济的了。
相应的,放弃快速而突出大量从而实现规模经济,这是货运业的发展策略。
对于军用舰艇而言也是如此。
过去的军舰需要考虑在炮战中抢T字头,因此对于航速有着更大的追求。
而飞机,特别是舰载机的出现让海战模式成为海空一体战,在二战的太平洋战场已经完全展示出来。
舰载机时代否定了海军水面舰艇抢夺阵位的需求,因此军用舰艇一般也不再追求高航速并承受由于高航速带来的损失——数倍于同类型号的动力、适航性不足的长宽比、弱于同类型号的自持力等。
快速的任务有飞机和直升机可以实现,军用舰艇主要还是侧重更大的舰体空间来实现更多样的装备选择,从而能有更大的任务弹性。
主流水面舰艇长宽比从10下降到8左右,就是放弃了追求高航速因此,是飞机的出现促使舰船放弃了航速发展的模式,转而追求舒适性和经济性。
航速没有以前那么重要,要快速可以直接乘飞机。

参考:
船舶在航行的时候主要有三种阻力。
一个是摩擦阻力,一个是粘滞阻力,还有一个是兴波阻力。
在船舶低速航行的时候,摩擦阻力占据主导地位,但是,船舶一旦进入高速航行阶段,兴波阻力反倒大于摩擦阻力。
为了解决这个棘手的问题,高速的船只,比如那些参加比赛的船只,他们与水面的接触,在高速航行的时候只有一张邮票大小。
但是很显然,高达上万吨的油轮不可能只有那么大的一个接触面积。
因此,还有什么其他的办法吗?
当然有增大船的长宽比,使得船体形成一个极其细长的形状,这样也可以避开兴波阻力,使得船可以获得一个高速的行进状态。
但是一旦你把船坐到那种形状,那么你的船就做好等着侧翻的危险吧。
人们为了解决这种船只航行上的不稳定,因此发明了多体船,外形上看,这艘船就好像两艘细长的船拼接在了一起一样,但是这种船体虽然拥有着高速性,它的承重能力。
载重能力确实特别的低,因此,现如今这种双体船除了军事上那种导弹巡逻艇,还有就是世界各地富豪家里面那些游艇可以采用这种双体船以外,其他的基本上不会采用,因为这种船造价昂贵,航速高,但是承重量特别低。
即便是在军事上真正能够做到的,也就那些可以依靠着核动力的大家伙。
比如说,美国刚刚退役的企业号核动力航空母舰,它的最高时速曾经达到过39节。
因此他也被称为飙船王。
可是在民用行业,你真的可以用核动力去武装自己的商船吗?
不说国家在这方面不同意,光是那昂贵的造价就能让你望而却步。
因此,经济实惠一点儿,我们只能够对轮船使用燃气动力,但是也因为这个轮船不可能依靠动力上的提升来提高它的航速。
并且在各个大洋上,除了繁忙的轮船航线以外,还有一条条繁忙的航空航线,飞机有着天生的优势,那就是速度,它可以帮助人们以极短的时间从太平洋的东岸一直飞到太平洋的西岸,作为跟他拥有着同样目的地的轮船已经有人帮他分担了这一部分的作业,他为什么还要去考虑高速性呢,如果他真的头铁要跟飞机去比高速性的话,那么估计现在轮船行业已经破产了。
轮船有着自己的优势,那就是他的无与伦比的载重性。
三种运输方式,空运,陆运,还有航运。
航运的运输能力是最强的。
动辄上万吨的运载量也可以使这些大家伙们,扛着一大堆的东西满世界乱跑。
那问题就又回到了就是我一开始提的问题上面。
如果说轮船改变成高速船体的话,那么它的载重量也就大不了多少,这样他跟飞机去比没有优势,反倒把自己的优势给化解的荡然无存,他为什么还要去追求这个东西呢?
而且极佳的长与宽的比值,可以使得轮船的舒适性显著的提高。
最重要的是重量的提升,使得轮船一趟旅行,成本分摊到每
但是如果你说相比较于二战之前的那些船,轮船现在的轮船技术上没有任何进步的话,那也恰恰不是。
二战之前的那些轮船和现在轮船的比相比载重能力。
明显有了显著的提高,轮船的舒适度以及轮船的多样性,也开始慢慢发展了起来,比如说专门运载天然气的专门应仔。
石油的,专门冷冻库存的那些轮船,(正是因为有了这样的轮船,英国人等一批欧洲人才有可能每天吃上牛肉)
参考:
舰船的航速问题不是因为动力不足,而是推进器承受不了水力破坏而受到限制,首次发现这个问题的是一艘英国的新军舰试航中,当时英国对外宣布造出一艘比世界最快的船快一倍的船,结果在试航中这艘世界上最快的船全程陪着试航,两船航速一样,到后来这艘新船航速反而变慢了,试航结束后检查发现,新船推进器的螺旋桨烂掉了,从那以后认识到舰船速度不再由动力决定,而是由推进器螺旋桨承受的水力限制决定的,螺旋桨材料己经选用了不锈钢,通过提高材料的途径发展空间不大,减少船体阻力的方法可用在小船上,在大船上可使用的手段不多,所以船速一直没有太大改观,当然,改进船体提高船速的技术还是有的,比如气垫船,用高压气体把船体托离水面,使阻力减少,船速就可以开得飞快,这个船还能在平地上开。

参考:
上世纪60年代初期的时候,很多军舰的最大航速就已经超过了30节
32节的最大航速换算一下也就是时速60码,那么军舰的最大航速基本看不到明显提升的根本原因是什么呢?
首先最核心的问题是“动力上限”门槛的问题,比如美国早在上世纪70年代就建设了10万吨的尼米兹级核动力航母,但是几十年过去了,最新一代的福特级航母为什么满载排水量依然维持在10万吨,并没有增加也是有原因的。
以航母最大航速普遍在32节也就是60千米/时来算的话,满载排水量达到10万吨的航母要达到32节的最大航速至少需要26万马力,算下来吨马力是2.6马力/吨。
而满载排水量达到9000吨的伯克2A型导弹驱逐舰要想达到32节最大航速得10万马力,算下来是1.05马力/吨,可以看出吨位不同的两艘军舰达到同样的航速所需要的动力差值还是比较大的,其实这里面最根本的原因就是,军舰随着航速度的提升,所需要克服的阻力有很多,比如水的兴波阻力、粘性阻力这两大阻力是军舰在高速航行时所需要克服的两大“魔咒”。
因为水的兴波阻力也就是指军舰航行时兴起重力波引起的阻力。
其值除与船长、船型和船舶航行方式有关外,还随航速的增加而增大,高速航行的船舶兴波阻力可占总阻力50%左右。
但是这里面就牵扯到因为兴波阻力和速度是5次方关系,导致克服兴波阻力的功率消耗和速度是6次方关系。
那么简单举例来说的话,假设一艘满载排水量达到5000吨的军舰的最大航行速度是30千米/时的时候,此时军舰所需要克服的兴波阻力就是30*5倍的阻值,同时对于军舰的发动机而言,要想达到千米/时的最大航速要求,就得输出30*(N+1)倍的动力。
而且这种航行阻力并不是线性递增的,而是在接近30节航速的时候,会有一个剧烈的暴涨,此时军舰所需要的动力输出就不再是30*(N+1)了,而有可能根据船体长度、船型结构、吃水深度等因素影响,变成30*(N+2)甚至(N+3)了。
但是对于军舰的动力系统而言,动力系统的输出功率大小和发动机的体积、重量、油耗、成本有直接关联,比如柴油机要想输出超过10万马力
其次随着军舰的航速不断提升之后,船体结构强度为了克服巨大的航行阻力影响,船体结构也得特别加强,同时船舶的船型结构也得有所改变,比如美国海军现役的濒海战斗舰最大航速达到了45节,但是为了达到这么高的航速,满载排水量不过3000吨的濒海战斗舰装备了两台单台输出功率高达5万马力的MT30大功率燃气轮机,而英国满载排水量高达6万吨的女王级航母也才搭载了两台MT30燃气轮机就已经达到了27节
总结来说的话,军舰的最大航速为什么基本都保持在32节不再有所巨大变化,这背后除了要考虑技术、成本、体积等原因外,就是因为32节的最大航速恰好同时满足军舰航速要求和动力系统的各项性能输出,如果为了提升航速的话,那么势必会在技术或者成本、体积、重量等方面有所损失从而得不偿失,所以这也是为什么各国主力战舰最大航速基本保持在32节不变的原因所在。

参考:
没有必要太快。
目前最快的军舰是美国的自由级濒海战斗舰。
航速可以达到47节合大约87公里/小时。
这对一艘3000吨级的传统军舰来说已经是超水平发挥了。
但是现在鱼雷的的一般速度可以达到110公里/小时的速度,船还是跑不过最慢的打击武器。
况且如果继续提高速度,那么整体的油耗就不划算了,船只的续航能力就会大打折扣。
那么就一般而言如果不是航行速度上数量级的提升那么对船速的过高追求就有些得不偿失了。
就自由级濒海战斗舰来说,并不要求远洋作战,对续航能力的要求也就不高了,因此可以设计成一直高速舰艇在近海防卫、缉私、反偷渡等领域作出一番贡献。
相反如果是远洋作战的驱逐舰或巡洋舰要求那么高的速度,补给船也是跟不上的,只能自己携带大量燃料从而会压缩作战空间。
例如将导弹仓库改成油库吧,咱们冲上去开炮就可以了?
手动滑稽~
参考:
30节是个坎,就跟飞机超音速一样,音速

参考:
速度提升很大的,大家不要看表面数据。
这个参数各国都是保密的。
记录片国家地理主持人问提康德罗加级舰长这船跑多快,舰长说32节。
接着又问是最高速度吗?
舰长说跑给你看……记者的gps显示接近80公里……不知道你们看国家地理伟大工程时有没有注意到这个细节。

参考:
目前采用热机为主要动力的船只,小型船能够达到50节的速度,大型船能够达到30节的速度,巨型船能够达到20节的速度,这些已经是目前科技能够达到的极限了。
为什么呢,因为船航行的介质是水,船是整个船底和部分船身都浸没在水里的,而水的阻力是非常大的,想要提高速度,就要在减少与水接触的面积。
在小型船方面已经能够做到了,双体船、三体船、飞翼船,都能显著的提高航速。
在大型船和巨型船方面,类似的船体设计和制造性价比不高,没有采用。
那么提高动力能提高多少速度呢,目前已知的技术也是性价比不高,提升一倍动力可能只能提升10%的速度,提升两倍动力可能只能提升15%的速度,得不偿失。
所以就接受这样的现实了。

参考:
现代高速船技术有几类:略早期的,技术已经十分成熟,如气垫船、水翼船,速度都能到50节
但船身太小,最大不过500吨
再近一点,地效技术,速度更快,可到300节,但还是不能做大,适航性也有问题,高海况下不适合。
目前只是在发展技术,鲜有商用。
最新的如滑行体技术、穿浪船身技术可以做到50节
排水量可以到2000吨
但目前看来战略战术价值都不大。
船速提升不上去主要是经济性考虑,船速的提高和功率的增加是三次方关系(有公式,记不住了,三次方不到一点),越高经济性越差。
为了提高一点速度,牺牲太多了,平衡不好。
现代战舰不是用于战略投射的,而是用于战略存在之用的。
高速在战术上需要,战略上意义不大。
目前30节够用了。
一个国家周边海域有事,临近军港很快就能到达。
远海有事,蓝水海军有计划巡弋的情况下,也很快能到。
全球海军每时每刻都有舰队在全球巡航,应急事件发生都可以就近支援。
兵力投送靠空军,海军在计划下进行大规模投送。
这一点和以往的战争相比并没有不同,但实施起来已经不一样了。

参考:

首先,船速是与油耗的立方成正比的。
举个例子,我曾经驾驶过的一条船,长286m宽40m,当该轮以17节速度航行时,每天油耗大约为100吨,而当船舶以24节的速度航行时,油耗则高达290吨
其次,船舶航行速度还与船舶质量有关。
船舶质量越大,吃水就越大,受到的水阻力也就越大!另外,当船舶在水中航行时,会带动一部分水体一起运动(这也是运动中的船周围波浪形成的原因,这些波浪被称为:船行波)据实验证明,船速越高,所带动的水体质量也越大,甚至可以达到与船舶同样的质量。
综上,船速增加所带来的油耗和阻力都急剧增加,这样就客观上限制船速的无限提升的可能。
一般现在货轮极限静水速度大约25节
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