你敢信吗?体型小得多的F16战斗机,居然追不上笨重的747大客机?还有,万吨神盾舰加速到30节,居然被25万吨的集装箱船反超?这些反常识的事儿,还真不是网上瞎编的——而这背后藏着的“巨型物体存速密码”,居然能让20万吨级航母飙到39节,把核潜艇都甩得连尾灯都看不见!
之前听军迷圈里的老玩家聊过个真事儿:美军有次跨大西洋执行任务,派了两架F16挂着副油箱,想伴飞一架从纽约飞伦敦的747客机。结果刚飞进北大西洋的西风带,F16飞行员就急了——根本跟不上!F16最大开加力能到1.6马赫,可挂了俩副油箱后,亚音速巡航都费劲,要是想追747,就得先抛掉副油箱(那玩意儿扔了就没了,任务还咋干?),然后开加力猛追。但加力油耗涨得吓人,最多飞六七百公里就见底了,要是附近没加油机马上对接,直接就得掉海里喂鱼。
可那边的747呢?人家在1.2万米高空的西风带里,表速(相对于空气的速度)虽然只有0.95马赫(亚音速,符合民航规定),但实际对地速度能窜到1.1马赫以上——相当于偷偷摸摸超音速了!你说离谱不?体型小、号称“空中猛禽”的F16,居然被大腹便便的747甩了八条街,连追的勇气都没有(毕竟抛副油箱风险太大)。
还有更绝的例子,发生在咱们身边的海上航线里。25万吨的集装箱班轮,动力才10万马力(单轴单桨的低速柴油机),居然能反超万吨神盾舰?之前美军就吃过这亏:有次在太平洋航道上,一艘伯克级神盾舰(约9000吨)要超一艘25万吨的集装箱船,按照国际海上规则,民船得让军舰先过。结果军舰加速到30节(最高航速)想超,可那班轮也跟着加速到28节(自己的理论最高速),顺着北太平洋暖流和盛行西风,居然很快就追上甚至反超了军舰!
为啥会这样?神盾舰平时正常巡航速度才18节左右,要超民船得猛踩油门到30节,可巨轮质量大(25万吨),惯性足,顺风顺水时,海水阻力和空气阻力被抵消了不少,持续速度居然比军舰还稳。军舰虽然马力大(伯克级动力约10万马力),但排水量小,惯性小,高速时阻力涨得飞快(流体力学里,阻力和速度平方成正比),油耗也扛不住,没法长时间保持30节的速度。你想啊,军舰烧的是重油或者燃气轮机燃料,油耗比民船的柴油贵多了,长时间开加力根本烧不起!
这俩现象背后其实藏着个关键规律:巨型物体在顺风顺水、流线型设计合适的情况下,存速优势太猛了!简单说,质量大的东西,一旦加速到某个速度,惯性大,阻力相对占比小,所以能保持速度更久,不像小体型的,动力一降就慢下来。比如巨轮虽然马力只有10万,可排水量25万吨,单位马力推重比(10万/25万=0.4马力/吨);而伯克级军舰10万马力/9000吨≈11.1马力/吨,看似推重比高,但高速时阻力大,实际持续速度反而不如巨轮。
那把这规律用到航母上,会发生啥?最新的舰船动力研究给出了个炸锅的结论:要是航母造到20万吨级,动力只要32万马力(四轴,每轴8万马力),就能持续飙到39节!这可比当年美国企业号核动力航母(9.7万吨)创造的37节历史纪录还猛2节!
你可能会问,39节有啥用?作用大了去了!现在全球的攻击核潜艇,最快速度也就30-35节(比如俄罗斯的亚森级约31节,美国的弗吉尼亚级约34节),而线导鱼雷的速度更慢,最多28-30节,射程也就几十公里。要是航母能持续39节,核潜艇根本追不上(差了5-9节),鱼雷也打不着(速度不够)——相当于航母自带“高速闪避buff”,安全性直接上一个大台阶!
而且航母越大越强是大家都知道的(比如美国10万吨福特级比尼米兹级强),但“越大越快”却打破了很多人的固有认知。以前总觉得航母越大越笨重,速度肯定慢,可按照这个研究,只要设计合理,巨型航母的持续速度居然能远超中小型航母。为啥?
首先,巨型航母的流线型设计可以更优化。比如20万吨航母的船体长度更长,宽度更宽,吃水更深,流线型比中小型航母更合理,高速时的阻力更小。其次,质量大带来的存速优势,能让它在顺风顺水时保持高速更久——不像中小型航母,一旦遇到风阻或海流变化,速度就掉下来了。最后,32万马力的动力虽然不算特别夸张,但分配到20万吨排水量上,单位马力推重比是1.6马力/吨,刚好能支撑39节的持续速度(流体力学计算显示,这个推重比在流线型船体下,能克服高速阻力)。
再想想实际场景:要是航母能持续39节,部署速度会快很多。比如从美国西海岸到西太平洋,现在10万吨航母要跑7-8天,要是20万吨航母39节,最多5天就能到,反应时间大大缩短。而且遇到核潜艇威胁时,直接开足马力甩走,根本不用怕被追上,这安全性提升可不是一点半点——毕竟核潜艇是航母最大的水下威胁之一。
可能有人会质疑:20万吨航母造得出来吗?其实现在全球造船业的能力已经很成熟了。比如韩国现代重工能造30万吨以上的超大型油轮(VLCC),中国江南造船厂也能造20万吨级的散货船,航母的船体技术和这些民船其实有共通之处,只要解决了甲板强度、动力系统整合等问题,完全没问题。只是之前各国航母都往10万吨左右发展,没尝试过20万吨,但按照这个研究,技术上是可行的。
还有人会问:动力系统能跟上吗?32万马力的动力,四轴每轴8万马力,现在的舰用动力技术(比如燃气轮机、柴油机)已经能达到这个水平。比如英国伊丽莎白女王级航母用的MT30燃气轮机,单台功率就有36兆瓦(约4.9万马力),要是装8台,总功率就能到39万马力,远超32万。所以动力不是问题,关键是怎么合理配置,让航母在高速时的阻力最小。
再补充个细节:当年企业号航母(9.7万吨)能跑37节,用的是8台核反应堆,总功率28万马力。而20万吨航母用32万马力(常规动力)就能跑39节,这说明巨型航母的阻力优化做得更好,或者说存速优势抵消了更多阻力。这也验证了那个规律:越大的物体,高速时的效率越高。
可能还有人会想:20万吨航母会不会太占港口?其实现在全球很多大型港口都能停靠20万吨级的船只,比如上海洋山港、新加坡港,只要稍微改造一下码头,就能停靠20万吨航母。而且航母平时也不是天天待在港口,大部分时间在海上部署,所以港口问题不是大问题。
参考资料:《舰船知识》杂志 20万吨级航母动力与速度研究报道
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