航母排水量越来越大,但是航母的螺旋桨却永远那么小 ,这是为啥呢?
其实,航母螺旋桨的直径大小主要取决于航母的吃水深度。此话怎讲?道理非常简单。话说,航空母舰是一种远洋作战军舰,他对于自持力的要求很高,因此要求军舰上的动力、能源等各种系统,都处于最高效率的状态,才能确保节约资源、长期作战。作为动力单元的螺旋桨,自然也要发挥出最大的效能。那么一个螺旋桨,如何就能发挥出最大效能?那就是让他完全没入水中。
这个道理很简单,螺旋桨产生推动力,靠的是螺旋桨上的桨叶,这些桨叶只有完全在水下工作时,才能充分发挥出尺寸、角度的优势,产生更多推动力,如果螺旋桨的桨叶露出了水面,那么露出多少,就要浪费多少推动力。对于航母的设计而言,是绝对不会允许动力浪费的,如果动力损失太大,那么航母出远洋作战就会出线自持力下降、能源消耗过大的情况。
如何能确保让螺旋桨完全没入水中呢?那当然就是在尺寸上下功夫、想办法了。比如说,航母螺旋桨的桨叶上沿不能超过军舰侧面的吃水线,而吃水线和水面以上舰体的区分很简单。一般而言,航母的吃水深度是可变的,有最小吃水深度,最大吃水深度等。作为螺旋桨而言,他的桨叶最高不能超出航母的最低吃水深度,也就是航母最低吹水线到船底之间的距离。
而为了安全考虑(主要为了防止触礁),螺旋桨的桨叶最下沿,不能超过航母的船底深度。换言之,航母螺旋桨的尺寸,被严格限制在航母最小吃水深度的范围内,也就是吹水线到船底之间的距离。在这个距离内,航母的螺旋桨是可以尽量扩大尺寸的。比如美国海军的“尼米兹”级航母,他的吃水深度是9米,螺旋桨的直径是7.6米;福特级航母,吃水深度是7.8米,螺旋桨直径是6.4米。他们都没有超过航母的吃水深度。
但是同时,螺旋桨的直径大小也得考虑技术问题。毕竟螺旋桨的桨叶本身也不能在技术上做得很大,这涉及到螺旋桨的桨端线速度问题。一个直径达到10米的螺旋桨,如果他每秒钟可以转动1圈,那么他的桨端线速度就高达31米每秒;而如果他的转速是每秒钟10转,那么他的桨端线速度可以高达314米每秒,接近于大气中的音速了。
但是海水不比空气,空气的密度较小,对飞机螺旋桨的损伤是较少的;但是海水中如果速度太快,可能会在桨叶周围形成大量气泡,降低推动效率;这样,不但会造成动力效率的巨大损失,也会影响螺旋桨的桨叶安全。所以,螺旋桨的尺寸不能无限提高,转速也不能太快,以目前人类的科技,能把航母螺旋桨做出现有尺寸,已经是很不错了。
总而言之,航母螺旋桨尺寸有限,既有实际选择的问题,也有技术实现的问题。何况,航母的吃水深度也是被严格限制的,毕竟海港、运河的通行条件是有限的,所以被限制在吃水深度以内的螺旋桨尺寸,也就很难扩大了。
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