陆上的车辆和空中的飞机,其速度计量单位多用千米(公里)/小时,而海船(包括军舰)的速度单位却称作“节”。航海的长度单位又被称作“海里”。那么节和海里到底是怎么来的呢,他们与我们常用的公里又是怎么换算的呢。为什么船舶的最大航速一般不超过30节,今天就带大家一起详细了解一下。



功率和航速的关系(航速为什么采用节为单位)(1)


早在16世纪,海上航行已相当发达,但当时一无时钟,二无航程记录仪,所以难以确切判定船的航行速度。有一位聪明的水手想出一个妙法,他在船航行时向海面抛出拖有绳索的浮体,再根据一定时间里拉出的绳索长度来计算船速。那时候计时使用的还是流砂计时器。为了较准确地计算船速,有时放出的绳索很长,便在绳索的等距离打了许多结,如此整根计速绳上有分成若干节。只要测出相同的单位时间里,绳索被拉曳的节数,自然也就测得了相应的航速。于是,“节”成了海船速度的计量单位。相应的,海水流速、海上风速、鱼雷等水中兵器的速度计量单位,国际上也通用“节”。

“节”的代号是英文“Knot”的词头,采用“Kn”表示。1节速度等于每小时 1海里,那么海里又是怎么来的呢?

海里的计算其实是与地球的周长有关,地球的周长被定义为40000公里,用地球的周长除以360度,大概就等于1度是111.1111公里,再用算出来的这个数字除以60就得出了1海里的距离。简单来说,就是把地球的距离周长分成了360×60份,最后算出来的每一份就是每一海里约等于1.85公里。


功率和航速的关系(航速为什么采用节为单位)(2)


好了,搞清楚节、海里以及公里之间的关系,那么普通的舰船一般的航速是多少呢?目前最快的超大型集装箱船舶可以达到25-32节的速度,一般散货船在12-17节之间,杂货船一般在15-17节之间。大的舰船像航空母舰,导弹驱逐舰等等航速多为30节左右,而小型舰船像导弹快艇、鱼雷快艇等小型军用舰艇的航速多为40到60节。


功率和航速的关系(航速为什么采用节为单位)(3)


我们来计算一下30节的航速有多快,1节=1海里/小时=1.85公里/小时,30节的速度就是55.5公里每小时。可能大家看到这个数字并不会觉得很快,但实际上这个速度放在水中可以说非常快了。在地面上行驶汽车时,因为空气对汽车的阻力小,所以,在行驶的时候汽车的速度是跟得上发动机的转速的,但是在水中并不是这样。

首先,因为海水对舰船的阻力比较大,而且大家都知道速度越快,阻力越大,在海上想要航母这样的大型舰船达到和汽车一样的速度,需要更大的动力,那么消耗的能量更多,但舰船达到如此快的速度,并没有给我们带来更大的实际便利,所以为了节约能源,人们将速度控制在30节左右。

其次,舰船尾部螺旋桨动力不足,因为螺旋桨速度过快,导致螺旋桨周围的都是空气,这样一来螺旋桨接触不到海水,无法带动海水运转获得动力,这么一来螺旋桨就相当于正常的静止状态,就导致舰船的速度提不上去。

此外,如果速度过快,船身会开始抖动,不利于船员的操作。同时速度过快,海水对船体造成的伤害更大,会加快船体的破损。舰船的行驶速度与燃料的使用量是不成比例增长的,如果将舰船的速度由30节提到40节,那么使用的燃料将比原来多70%。

如果就是要提高航速,有没有更好的办法呢?其实也是有的,在增大船舶的动力同时必须最大限度的减小水的阻力,最简单的方案就是把船首设计的更尖。例如美国的濒海战斗舰系列,其最高航速可以达到60节,远超中国的054型系列的护卫舰,其船首设计就非常尖。

功率和航速的关系(航速为什么采用节为单位)(4)

其实如果按照最快航速33节航行,绕地球航行一圈需要的时间也就二十七天而已。可以说30节是大型舰船平衡速度与油耗最佳折衷范围,如果超过这个范围的话,那么要么会大幅增加油耗,要么会牺牲舰船携带物资的总量,从而影响效能。

来源:港机圈

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