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航速与续航
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漏網芝魚
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舰船的续航力是一个经久不衰的话题,但是舰船的续航力受吨位、线性、载油量、动力系统效率等多种因素影响,因此不同的舰船在不同航速下续航的表现呈现出非常显著的差异,航程的优劣随着航速的变化而变动
近日通过对比各国二战战列舰的表现与指标,希望能充分明晰各种因素的作用。由于能力有限、资料并不全面,望多加指正
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1楼
2026-02-16 21:22
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漏網芝魚
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舰船的续航力指标有比较清晰的数据,归纳如下:
可以很明显的看出,衣阿华级在不同航速下均有优异的表现,大和与俾斯麦呈现相反的特征,前者低速续航高而高速续航底,俾斯麦完全与之相反,黎塞留的续航力在不同航速下优于俾斯麦,乔治五世与维内托级的表现堪称垫底
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2楼
2026-02-16 21:26
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漏網芝魚
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造成续航力差异的原因,首先想到的是载油量的不同
衣阿华级续航力对应载油量取为8000吨
黎塞留级续航力对应载油量取为5866吨
俾斯麦级续航力对应载油量取为6200吨
维内托级续航力对应载油量取为4100吨
乔治五世级续航力对应载油量取为3790吨
大和级续航力对应载油量取为满载的6400吨
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3楼
2026-02-16 21:38
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漏網芝魚
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可见载油量的差异可以部分解释续航力的差别
将载油量/续航力,我们可以得到单位续航力的燃油消耗量,它能够进一步反应舰船的部分特征
可以看到,在不同航速下,行驶相同的航程,耗油量并不一致,黎塞留与衣阿华最低,维内托最高,乔治五世与大和上升幅度最大
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4楼
2026-02-16 21:43
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漏網芝魚
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不同舰船的吨位并不一致,简单的将载油量/续航力,不能充分反映舰船线性与动力系统效率对航程的影响
参照海军部系数的计算方法,进一步计算载油量/续航力/排水量^(2/3),可以进一步充分反映舰船线性与动力系统效
率对航程的影响
可见,将舰船吨位纳入考虑之后,出现了较大的变动,大和在低速段的优势进一步凸显,衣阿华与黎塞留拉开了差距
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5楼
2026-02-16 21:48
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漏網芝魚
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载油量不足以解释续航力随航速的变化,要解释这一变化,首先想到的是不同航速下各舰海军部系数并不一致
粗略的归纳如下:
可见,大部分舰船的海军部系数随航速增加而下降,各舰之间又有不同
大和在低速下有非常优秀的线型,而在高速下急剧恶化,导致高航速续航力断崖式下跌
衣阿华级与黎塞留级在不同航速下表现都较好,前者高速段下滑快一些
俾斯麦级有着与众不同的海军部系数变化,低速下海军部系数差是导致低速续航差的原因
需要承认的是,我并没有找到俾斯麦低速试航的航速-功率曲线,低速对应的功率是依据不同负荷下单位马力耗油量与续航力数据推算而来
维内托数据不足,故没有列出,接下来的计算中假定其低速海军部系数与黎塞留相差不大
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6楼
2026-02-16 21:57
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漏網芝魚
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载油量/续航力/排水量^(2/3)反应了线型与动力系统效率的综合作用
要反应动力系统本身的效率,需要更加直接的耗油量/(时间*马力)数据,即单位马力在单位时间内消耗的燃油量
归纳如下:
这张图标与前文各表相比,变化更为剧烈
衣阿华级的动力系统有着最高的效率,而且在宽广的负荷率下均保持了极高的效率
俾斯麦级紧随其后,黎塞留在高速段效率接近俾斯麦,而低速则不如
乔治五世、大和级、维内托级依次下降
其中大和级的曲线与众不同,推测是巡航轮机发挥了作用
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8楼
2026-02-16 22:04
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漏網芝魚
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克/马力时的数据来源:
衣阿华:
俾斯麦:
黎塞留:
乔治五世:
大和:
维内托数据系吨/时数据推算
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9楼
2026-02-16 22:12
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漏網芝魚
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各国动力系统效率的不同,首先取决于过热蒸汽温度
衣阿华以454°C过热蒸汽温度位居首位,奠定了高效动力系统的基础
俾斯麦以450°C过热蒸汽温度位列第二
黎塞留过热蒸汽温度为350°C
乔治五世过热蒸汽温度为370°C
大和与维内托过热蒸汽温度仅为325°C,其动力系统低效便不难理解了
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15楼
2026-02-16 23:03
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漏網芝魚
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过热蒸汽温度对油耗的影响,从蝗国驱逐舰动力系统换代中可见一斑
这张图或许也能一窥巡航轮机对油耗的影响
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16楼
2026-02-16 23:06
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漏網芝魚
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蒸汽温度对于蒸汽轮机效率影响的原理在于:
假设锅炉给水温度与冷凝器真空度一致,温度越高的蒸汽其焓值越大,能被有效利用的部分就越多
蒸汽温度-压力-焓表与简易计算如下:
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17楼
2026-02-16 23:13
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漏網芝魚
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17楼所出示的焓值-压力表比较简陋,完成的熵-焓表比较大,出示如下
其中横向坐标轴为比焓、纵向坐标轴为比熵、斜向曲线为等压线、接近横向的曲线为等温线、左下方为湿蒸汽区
下面来说明17楼例中是如何计算的
靠上的黄色的线为2900kN/m^2等压线,也就是2.9Mpa、29倍大气压线(即例中所谓的29ama),靠下的黄色的线为4kN/m^2等压线,也就是0.004Mpa、0.04倍大气压线(即例中所谓的0.04ama),紫色的线是400°C等温线,与2900kN/m^2等压线的交点即为起始点,横坐标即所具有的比焓(3231千焦)、纵坐标为所具有的比熵。注意该表的焓值为千焦,换算为千卡即为771千卡。蒸汽在轮机中做等熵膨胀,即沿着绿色的线垂直向下,直到与4kN/m^2等压线相交,交点即为膨胀终了点,此刻横轴对应的比焓即为499千卡(2090千焦)
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25楼
2026-02-21 10:23
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