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陸上的車輛和空中的飛機(jī),其速度計(jì)量單位多用千米(公里)/小時(shí),而海船(包括軍艦)的速度單位卻稱作“節(jié)”。航海的長度單位又被稱作“海里”。那么節(jié)和海里到底是怎么來的呢,他們與我們常用的公里又是怎么換算的呢。為什么船舶的最大航速一般不超過30節(jié),今天就帶大家一起詳細(xì)了解一下。
早在16世紀(jì),海上航行已相當(dāng)發(fā)達(dá),但當(dāng)時(shí)一無時(shí)鐘,二無航程記錄儀,所以難以確切判定船的航行速度。有一位聰明的水手想出一個(gè)妙法,他在船航行時(shí)向海面拋出拖有繩索的浮體,再根據(jù)一定時(shí)間里拉出的繩索長度來計(jì)算船速。那時(shí)候計(jì)時(shí)使用的還是流砂計(jì)時(shí)器。為了較準(zhǔn)確地計(jì)算船速,有時(shí)放出的繩索很長,便在繩索的等距離打了許多結(jié),如此整根計(jì)速繩上有分成若干節(jié)。只要測出相同的單位時(shí)間里,繩索被拉曳的節(jié)數(shù),自然也就測得了相應(yīng)的航速。于是,“節(jié)”成了海船速度的計(jì)量單位。相應(yīng)的,海水流速、海上風(fēng)速、魚雷等水中兵器的速度計(jì)量單位,國際上也通用“節(jié)”。
“節(jié)”的代號(hào)是英文“Knot”的詞頭,采用“Kn”表示。1節(jié)速度等于每小時(shí) 1海里,那么海里又是怎么來的呢?
海里的計(jì)算其實(shí)是與地球的周長有關(guān),地球的周長被定義為40000公里,用地球的周長除以360度,大概就等于1度是111.1111公里,再用算出來的這個(gè)數(shù)字除以60就得出了1海里的距離。簡單來說,就是把地球的距離周長分成了360×60份,最后算出來的每一份就是每一海里約等于1.85公里。
好了,搞清楚節(jié)、海里以及公里之間的關(guān)系,那么普通的艦船一般的航速是多少呢?目前最快的超大型集裝箱船舶可以達(dá)到25-32節(jié)的速度,一般散貨船在12-17節(jié)之間,雜貨船一般在15-17節(jié)之間。大的艦船像航空母艦,導(dǎo)彈驅(qū)逐艦等等航速多為30節(jié)左右,而小型艦船像導(dǎo)彈快艇、魚雷快艇等小型軍用艦艇的航速多為40到60節(jié)。
我們來計(jì)算一下30節(jié)的航速有多快,1節(jié)=1海里/小時(shí)=1.85公里/小時(shí),30節(jié)的速度就是55.5公里每小時(shí)。可能大家看到這個(gè)數(shù)字并不會(huì)覺得很快,但實(shí)際上這個(gè)速度放在水中可以說非常快了。在地面上行駛汽車時(shí),因?yàn)榭諝鈱?duì)汽車的阻力小,所以,在行駛的時(shí)候汽車的速度是跟得上發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的,但是在水中并不是這樣。
首先,因?yàn)楹K畬?duì)艦船的阻力比較大,而且大家都知道速度越快,阻力越大,在海上想要航母這樣的大型艦船達(dá)到和汽車一樣的速度,需要更大的動(dòng)力,那么消耗的能量更多,但艦船達(dá)到如此快的速度,并沒有給我們帶來更大的實(shí)際便利,所以為了節(jié)約能源,人們將速度控制在30節(jié)左右。
其次,艦船尾部螺旋槳?jiǎng)恿Σ蛔悖驗(yàn)槁菪龢俣冗^快,導(dǎo)致螺旋槳周圍的都是空氣,這樣一來螺旋槳接觸不到海水,無法帶動(dòng)海水運(yùn)轉(zhuǎn)獲得動(dòng)力,這么一來螺旋槳就相當(dāng)于正常的靜止?fàn)顟B(tài),就導(dǎo)致艦船的速度提不上去。
此外,如果速度過快,船身會(huì)開始抖動(dòng),不利于船員的操作。同時(shí)速度過快,海水對(duì)船體造成的傷害更大,會(huì)加快船體的破損。艦船的行駛速度與燃料的使用量是不成比例增長的,如果將艦船的速度由30節(jié)提到40節(jié),那么使用的燃料將比原來多70%。
如果就是要提高航速,有沒有更好的辦法呢?其實(shí)也是有的,在增大船舶的動(dòng)力同時(shí)必須最大限度的減小水的阻力,最簡單的方案就是把船首設(shè)計(jì)的更尖。例如美國的瀕海戰(zhàn)斗艦系列,其最高航速可以達(dá)到60節(jié),遠(yuǎn)超中國的054型系列的護(hù)衛(wèi)艦,其船首設(shè)計(jì)就非常尖。
其實(shí)如果按照最快航速33節(jié)航行,繞地球航行一圈需要的時(shí)間也就二十七天而已。可以說30節(jié)是大型艦船平衡速度與油耗最佳折衷范圍,如果超過這個(gè)范圍的話,那么要么會(huì)大幅增加油耗,要么會(huì)犧牲艦船攜帶物資的總量,從而影響效能。
來源:港機(jī)圈
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劉原
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