为什么052d的最大航速才30节左右?
为什么052d的最大航速才30节左右?
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我军052D型多用途型驱逐舰仍然沿用前型052C的动力系统,就是燃气轮机+柴油机(燃–柴交替)。柴油机动力主要是巡航状态下使用,燃气轮机在追击和脱离时使用,比如:追击核潜艇必须使用燃气轮机,因为核潜艇水下最高速度在32节!仅用柴油机是撵不上的,另外柴油机运转的过程中的振动噪音频率与战舰声呐所发出的频率几乎一样……严重的干扰了声呐对于潜艇的探测距离与精度。
现代战舰不是高速军用艇,对于速度的要求并不是过高,通常情况下最高速度在30节以上就可以了,原因是现代战舰由于先进的武器装备多样化了,特别是垂直发射装置的普遍应用,要求战舰在设计过程中舰体加宽!这样才能更多的安装垂直发射装置,并且现代战舰的生活设施也要比二战期间的战舰提高了很多,舰员生活舒适性指标排在了舰艇设计的几个首要解决问题之一,这必须增加战舰的宽度来解决。还有,就是宽度增加之后舰体的适航稳定性也增加了,甚至特意的安装了“减摇鳍”来控制舰船的左右倾斜……所以,战舰“增肥”(宽度)之后航行阻力比如增大,在相同功率的动力系统运转下,航速必然会慢了不少。
172号“昆明舰”正在进行海试,从图片中可以看到海况还是较恶劣的,如果不是“昆明舰”舰体较宽肯定会左右摇摆的很厉害!战舰在“高海况”条件下不稳定会直接影响到“各战位”的战备情况,也直接影响武器效能的发挥。
现代战舰不最求高速的原因是现代海战的样式改变了,而不是二战期间和二战以前“无畏舰队”那样的炮战需要“抢战位”……现在战舰都使用导弹在中继条件下的超视距作战, 双方之间根本看不到对方就已经开打了,无声无息的就被消灭了是正常的!所以,战舰也就没有必要高速接敌,因为战舰航行的再快也快不过导弹和舰载机。
国产QC–280燃气轮机,现在的情况已经不是图片里小图那样“半包了”,而是完全被一个轻合金的“动力包
”外壳包裹,仅有几个检修门进出……这样就大大的降低了燃气轮机的运行噪音!
战舰的航速提高,不是简单要靠加大给油量来提高的!需要对动力系统进行重新设计,通常的运算公式是速度与吨位的三次方关系,也就是:主机与螺旋桨转速的三次方正比,在一定的范围内,螺旋桨的转速大致与航速成正比,在一般情况下船舶主机的功率是航速的三次方(不是专业人士没法测算)……所以,要将052D提高航速,哪怕是2~3节都是非常困难的事情,必须要研制体积更大和功率更大的燃气轮机才行,不过就算研制出来了,052D的动力舱根本装不进去!
基于,现代战舰的作战样式改变、舰型设计追求“缩小长宽比”、发动机研制……等等诸多问题,不论是052D还是世界上其他的新型战舰都将最高速度设计在30节左右,唯一例外的就是“米军”的濒海舰,3000吨左右的排水量航速在40节,甚至冲刺为50节!使用了只有8000吨甚至过万吨排水量战舰才使用的 英国罗尔斯·罗伊斯公司的MT–30燃气轮机,总功率36兆瓦!完全是“大马拉小车”。是否浪费先不说,这个高航速会让战舰动力传动部分承受极大的压力,和平时期显现不出来到了战时出问题就是非常麻烦的!所以,舰船航速这个问题是一门很高深的学科,不是随心所欲就能提高航速的,这需要在舰型设计、主机设计、流体力学……等等诸多方面综合考虑……并不简单!
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052D驱逐舰是我军改进自052C驱逐舰而来的一款中大型驱逐舰,是继052C之后第二款装备相控阵雷达和垂直导弹发射系统的驱逐舰,也是中国当前最先进的新一代导弹驱逐舰,相比052C导弹驱逐舰,052D最大的变化是换装了形状趋近为正方形的有源相控阵雷达,来取代之前弧形外罩346型相控阵,而且雷达面积也更大,搜索和目标攻击能力也更加强大,其次052D用新型垂直发射系统取代052C驱逐舰上的转轮型垂直发射系统,舰桥前方装备四组八连装垂直发射系统,机库前方也装备另外四组八联装垂直发射系统,因此,总共的垂直发射单元达到64个,具备一定的抗饱和打击能力。
首先052D的最大航速可以达到32节,也就是时速60kmh,这个速度也是符合当下各国主流军舰最大航速要求的。影响军舰的航速大小的因素很多,不光和动力系统的输出功率有关,还和采用何种船型结构和船体的长宽比有很大关系,一般来说船体的长宽比越小适航性越好,不光带来横向稳定性的提高,同时对于舰体内部的设备布置方式和尺寸也就有了很大的富裕空间,适航性的提高船员的战斗力也能大幅提升,武器装备的空间限制也比较小,但是对动力系统的输出功率要求也就越来越高,军舰的宽度增加了航行阻力也增加了,所以要想达到更高的航速就需要输出更大的功率。反之军舰的长宽比大了虽然对于动力系统的要求降低了,但是随之而来的是军舰战斗力的下降,所以这也是为什么主流军舰的长宽比都比较小的原因所在,但是这个长宽比也不是越小越好,一般在7.5--9就可以了。
而大型舰艇把最高航速设定在30节左右,其中也有它的道理的,如果要把大型舰艇的航速提上来,那么就需要把舰艇的阻力减小,对于军舰来说,阻力主要是来之海水,那么减小水的阻力有什么方法呢?那就需要把舰艇的船头做的更小更尖,比如美国的濒海战斗舰,航速可以达到48节,但是它的船头非常小,不仅影响军舰的储物箱,而且还影响军舰的舒适性。30节是大型舰艇平衡速度与油耗最佳折衷范围,如果超过这个范围的话,那么要么会增加油耗,要么会牺牲战舰的携带武器弹药或者物资的总量,从而影响效能。况且现代的战争是都使用导弹,你的军舰快几节或者慢几节关系真的不大,再快你能够快过导弹吗?导弹的速度可以达到几倍音速,而普通的鱼雷速度也能达到50节以上,你能跑的掉吗?
众所周知052D驱逐舰是我军改自052C驱逐舰而来的,具体改型主要在电子武器上,动力系统和船体的整体设计基本没有发生改变,还是沿用的052C的动力船型模式,而052C驱逐舰的动力系统采用的是柴燃联合的方式,也就是燃气轮机+柴油机的动力模式,在动力输出上就不如采用全燃动力的其他驱逐舰了。其次由于我们自己的燃气轮机工业发展实力和技术不如欧美等国,所以在面对军舰最大航速要求和动力系统输出功率不足的前提下,要想将052C的最大航速提升到国际标准的32节最大航速,就只能牺牲军舰的适航性了。把船体结构做的苗条一点,以减少水中航行阻力。
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驱逐舰目前采用的是燃气轮机,最大航速每小时38节(一节等于一海里),通常在巡航情况下以经济速度(每小时18海里),自给力一般在三天三夜(连续航行),高速航行一般不采用,其实燃汽轮机做动力就是反应慢,柴油机相比之下比较快。
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中国海军的052D驱逐舰是中国海军一款十分先进的驱逐舰,这型驱逐舰造型新颖,功能也十分全面。与美国先进的宙斯盾舰相比,并没有明显的弱点,反而在不少领域都比它强。但是,这种军舰的最大航速却只有30节,这是为什么呢?专家进行了一番分析,原来还有这个原因,这下算见识了。
对于现代化军舰而言,动力系统主要依靠燃气轮机。中国原本打算从加拿大获得相关技术,无奈美国从中作梗只能从乌克兰手里引进性能不怎么样的燃起轮机,并进行了国产化工作。虽然乌克兰的苏联技术远不如西方技术,但最起码动力上不存在太要命的短板。而且,世界各国的主流军舰,都以30节航速作为标准。
052D之所以以30节为最高航速,原因之一就是因为052D的排水量已经达到了7000吨级的水平,这在海军中绝对属于大型军舰了。体积过大造成航行阻力也非常大,航速自然也被限制了。细心的军迷都能发现中国的军舰大多采用细长的船身以降低航行阻力,而美国的阿利伯克、日本的金刚、韩国的世宗大王等驱逐舰都采用船身肥大的结构设计,自力明显更大但是依靠强劲的舰用燃气轮机也能飚到31节以上的高速。
其次,对于7000吨级的军舰而言,并不是不能开的更快,但是,速度提升的同时,油耗也会相对应的增加。如果以经济航速航行,军舰可能能够航行1万海里。但是,如果以超过30节的航速,军舰的航程将大大减低。这对于长期巡航作战的军舰而言,是得不偿失的。
最后,就是军舰的航速快了,也会带来不利的影响。比如车速过快,容易导致翻车。军舰也一样,速度过快在转弯过程中容易引发侧翻。这对军舰而言绝对是个灾难。其次,军舰的航速快了,航行的稳定性也会降低,这样会导致舰体抖动,降低军舰寿命,十分不利于舰上官兵的生活与工作。
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30节是现代驱护舰最常见的最大航速,052D有这个最大航速完全够用了。而且这还是052D长宽比较小、并且在采用柴燃交替(CODOG)动力获得的最大航速,也就是只用燃气轮机推进时获得的,由此可也可以看出QC-280燃气轮机的功率和效率都是很出色的。
QC-280是国产化的UGT-25000,但并非完全仿照乌克兰的设计,而是我国根据以前使用美制LM-2500燃气轮机所获经验进行的完善和改进设计,解决了UGT-25000在设计上的很多不足,结构更紧凑、维护更方便,而且功率达到了30兆瓦级别,效率37-39%。
现代战舰已经以导弹为主要武器,而且导弹还日益远程化、垂直发射化,并不需要像火炮、鱼雷舰艇那样抢占有利发射阵位,所以过高的航速就失去了意义,反而会对战舰的动力系统提出过高的要求,增加设计复杂度和成本,降低舰艇的复原性和适航性。
现代战舰高速航行时的主机普遍采用燃气轮机,主要是因为燃气轮机启动快,让战舰提速快,高工况下经济性好、热效率高、噪声小。我国的052CD均采用柴燃交替动力形式,就是尽可能实现最好的经济性,因为燃气轮机低工况下耗油率高,而柴油机则耗油率小,所以柴油机用于巡航,燃气轮机用于高速航行。(S)
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052D驱逐舰是目前我国海军水面舰艇的主力,已服役11艘,另有13艘(包括052D改进型)处于海试、舾装或者建造状态。按照公开的信息显示
052D驱逐舰的最大航速为30节(实际上可能会略高一些),这样的航速在全球范围内也属于较高水平,不仅能够满足海上机动要求,也满足航母编队的护航要求,是一个相对最优的航速指标
。
海上高速航行的052D驱逐舰首舰172“昆明号”
052D驱逐舰舰长约157米、宽约19米、满载排水量约7500吨,装备2台GAT25000燃气轮机和2台MTU 20缸柴油发动机,总功率为2X33500+2X10420=87840马力,相对于同级别的其他国家舰艇,如英国45型驱逐舰的68000马力、荷兰七省级护卫舰61000马力、德国F125型护卫舰约63000马力,052D驱逐舰的动力配置已相当充沛,即使
与排水量更高的“阿利伯克级”驱逐舰和“爱宕级”驱逐舰相比,30节的最高航速也没有明显的劣势
。
052D驱逐舰结构图
052D驱逐舰装备的GAT25000燃气轮机效果图
美国“阿利伯克级”驱逐舰装备4台LM2500,总功率达到12万马力左右,但是吨位比052D驱逐舰大了2000吨
现代海上对抗武器以各类型的导弹为主,相对于导弹的打击速度和射程,即便是航速提升到35节、40节也没有什么实质性的影响,而为了进一步提高航速所需要付出的代价却是惊人的,
简单来说舰艇的驱动力与航速的三次方成正比,35节航速需要的动力约为30节时的1.6倍,
也就是说如果052D驱逐舰想要达到35节的速度,还要增加约5万马力的动力,经济性差不说,还占用大量舰艇空间,完全没有必要!另外,052D驱逐舰未来肯定是航母编队中不可或缺的组成部分,而辽宁号的最高航速约为32节,
052D驱逐舰超过30节的航母已满足航母编队伴随需求,更没必要进一步提升航速
。
英国45型驱逐舰最大航速约30节
法国地平线级驱逐舰的最高航速约29节
052D驱逐舰30节的航母也满足航母编队的需求
舰艇的航速是重要的性能指标之一,是在舰艇设计之初就需求确定的核心参数,航速的确定要与本国舰船动力技术、舰艇武器和雷达配置、舰型设计等想匹配,也要与本国海军的作战定位和发展方向相匹配,
包括052D驱逐舰、055驱逐舰以及未来的国产航母等,航速都保持在一个相对接近的水平,这也是海军体系发展的要求之一
。舰艇航速就像汽车一样,跑车只是“玩玩而已”,真正实用的确实哪些普通轿车。
052D与055驱逐舰的最大航速接近,都是约30节
未来的双航母编队效果图,成为现实已指日可待了
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1.首先在同一船型下,速度达到30节以后,每增加3节,发动机功率要增大30-50%。所以付出的代价很大。提高几节没有什么实际意义。跑不过任何武器。
2.中国以前船速很快,达到35节,因为船的长宽比很高,现在长宽比减小了。长宽比小的缺点同功率下,速度减慢。优点:可以携带更多武器,船稳定性好。
3.我们的发动机同尺寸,同重量下,还是逊于美国的发动机。
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你跑得再快,你跑得过导弹?
实际上不只是052d,而是现在所有的战舰与二战时期相比,速度没倒退的都是少数
在二战时航空母舰的航速少说也得33-34节。现在英法的航母才25节航速..
二战时期1万吨左右巡洋舰,航速再低也得30多节。日本的高雄级重巡洋舰,航速高达35节。
现在这群万吨大驱30节就算不错的了。
为啥呢?现在没有大功率的发动机?现在一个发动机顶以前的一群。
原因是啥呢?原因非常简单 你跑得再快,你能跑过导弹?
所以跑那么快干嘛,还不如跑慢点,降低成本呢。
对于现代战舰装甲很薄的原因也一样。你装甲再厚,你也扛不住反舰导弹,还是真男人结构抗吧。所以现在的战舰装甲也就那么十几毫米,20毫米,还没有货船都厚呢....。
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当下的大型战舰,它们航速几乎都在30节左右,像尼米兹级航空母舰、055型驱逐舰以及054A护卫舰等等,它们的航速都是30节,这是为什么呢?为什么它们的航速不能更快一些 ?
关于这个问题总的来说有两个原因:
第一、大型军舰不仅个头高体积也大,所以它们在海上航行,会面临很大的阻力。如果追求高速度,那么久必须加强动力系统,这意味着会占用军舰其他设备的空间,牺牲军舰整体的作战性能,得不偿失。
第二、过快的速度不仅会让大型军舰抖动不停,还会增加油耗,有很大的安全隐患。由此可见,30节航速是大型战舰在作战性能、经济效益、防护能力等各方面达到平衡的最理性航速了。
其实,不要觉得30节航速很慢,一般情况下1节航速等于每小时1.852公里,30节航速就等于每小时55.56公里,这可是大型军舰的航速。要知道海上航行比陆地行驶的阻力大很多,能有这样的航速实属不易。
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因为现代海战主要依靠的不再是军舰的速度。以前的军舰设计高速的原因就是为了抢占T字阵头,随着导弹的出现,海战已经不再需要抢占T字阵头,因为你军舰速度再快也快不过导弹的速度。所以现在的军舰防御方法就是使用高精度的雷达和高精度的导弹来击落来袭的导弹。
而且052D型驱逐舰使用的是燃气轮机(飞机发动机)加柴油机的搭配,其输出的功率本身就不是很高,但是它体积较小,噪音更小,更适合现代海战。而最好的舰船发动机仍然是那的蒸汽轮机,它可以驱动几万吨的战列舰甚至10万吨航母达到30多节的高速航行。但是它体积特别大,而且噪音也特别大,需要带的燃料也特别多,不适宜现代海战,所以现在除了航母使用蒸汽轮机以外各国海军军舰一般都不使用蒸汽轮机。
而且军舰所带的燃料并不是很多,所以为了节省燃料,都会使用巡航状态的14到20节左右的航速,没有特殊情况一般都不会飙到30节的高速。而现在052d型导弹驱逐舰的长宽比比较小,宽大的舰体为军舰提供了很好的平衡性以及优良的复原性,更有利于雷达的精确探测以及导弹的平稳发射。而这样的做法就是航速有所降低。
054型护卫舰上的导弹发射井
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岂止052D啊,全世界的驱逐舰差不多也就这个速度。这个时代反舰导弹都已经超过三倍音速,鱼雷超过50节,军舰再快能规避这些武器吗?通常情况下军舰都是以18节左右的速度进行经济巡航,30节是用来赶战场或者脱离战场时才用得到的。船在水中阻力的阻力和船形,速度有关,速度越快,阻力越大,相应地要提高速度就需要有更高的动力,而动力的成本恰恰是非常高昂的。
船在水中的阻力是船形、速度的函数,
目前052D采用了2台GT25000燃气轮机,轴功率达到了50兆瓦以上。在吨位功率比上,052D略逊于美国的阿利·伯克级驱逐舰,毕竟阿利·伯克级比较狠,采用了4台LM2500燃气轮机。但052D通过船体修型,增加了长宽比,在长度上几乎和阿利·伯克相同,这种窄体船阻力更小,所以尽管动力劣势,052D还是可以跑出30节以上的速度,赶战场是够用的,做航母的带刀侍卫也完全够格。而阿利·伯克级采用较宽的舰体,所以最大速度上不会比052D好到哪里去(当然宽的好处是横向抗风浪性较好)。
南海052C兰州舰驱赶闯岛的美军阿利·伯克级驱逐舰,二者在长度上几乎相同,说明我们的船更窄,阻力系数更低
不过要特别之处的是,速度慢在低烈度对抗时还是有一定劣势的,假如在南海,我们的052C、052D遇上了美国的独立级或者自由级濒海战斗舰闯岛,那确实有点吃亏,因为追又追不上,占位又抢不到先机。所以开发一款高速巡逻舰巡逻南海还是有必要的。
尽管最大速度30节够用,但是052C、052D不太适合用来驱赶像濒海战斗舰这样舰艇
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