早在2022年6月,在中国第三艘航母福建舰下水后不久,《澎湃新闻》讨论了各国航母理论上的日航行距离:
“美国核航母每天约能航行1600公里,俄罗斯唯一的常规动力航母每天约能航行1224公里。”
以此计算二者的速度,会发现美国核航母的速度约为36节,而俄罗斯航母的速度大概是28节。

【航母在海上航行】
若是我们再看看其他航母的航速,很容易注意到它们的速度都在30节左右,为什么航母速度都限制在30节左右?这个速度如果换成陆地交通工具,又是多快呢?
航母速度限制在30节左右的原因航母速度会设计在30节左右,一个很重要的原因就是得保障舰载战斗机的正常起降。
舰载战斗机是航母的主要攻防武器平台,只有保障舰载战斗机的正常起降,才能让航母具备成形的战斗力。

【舰载战斗机从航母上起飞】
可是受到海上风浪的影响,航母会不停地摇摆和升沉,再加上航母尺寸有限,甲板长度就300米左右,如何让舰载战斗机安全起降就地变成了重中之重。
目前舰载战斗机一共有四种起飞方式和两种着舰方式,先来说起飞方式。
舰载战斗机可以通过“自由滑跑、垂直/短距滑跑、滑跃和弹射”起飞,其中“自由滑跑起飞”的方式主要出现在早期航母上,“垂直/短距滑跑起飞”的方式主要应用于轻型航母上,在这里不用更多篇幅介绍。

【早期舰载机从航母上起飞】
下面主要来说一下“滑跃起飞”和“弹射起飞”。
“滑跃起飞”又被称为“斜板跃飞”/“斜曲面甲板起飞”。
舰载战斗机需要先依靠自身动力,在航母上水平甲板部分滑跑,然后经过航母舰首斜曲面甲板,等离开甲板的瞬间,因为被赋予了“一定航迹倾斜角和向上垂直分速度”,让舰载战斗机得以跃入空中。
这种起飞方式有三大优势,其一,在舰载战斗机起飞重量和推重比相同的第情况下,相比于自由滑跑起飞,滑跃起飞的滑跑距离可减少60%;

【舰载战斗机滑跃起飞】
其二,滑跃起飞所需要的设施结构简单、造价低廉,起飞过程操作简单、安全性好,并且也不需要像垂直/短距滑跑起飞那样,对飞机进行较大改进;
其三,可以简化航母设计、降低航母造价,节省后续航母训练和维修费用。
但舰载战斗机要满足滑跃起飞,自身必须有足够的推重比,大的升阻比和相对优越的稳定性;同时其发动机需要开加力,这会造成油耗增大,从而导致飞机留空时间减少,影响任务执行。

【舰载战斗机滑跃起飞】
不仅如此,滑跃起飞作战也占较大的甲板面积,这就使得航母的载机量会减少;虽然相较于自由滑跑,滑跃起飞已经节省了足够长的跑道,但是还不够。
因为滑跃起飞的缺点很明显,为了进一步提升航母战斗力,“弹射起飞”方式出现了。
弹射起飞需要用到弹射器,目前“蒸汽弹射器”是应用最广泛的弹射起飞装置,中美则走在最前沿,开始应用更加先进的“电磁弹射器”。

【航母上的电磁弹射器】
由于弹射起飞过程是在90米左右长的平甲板上进行的,过高的纵向过载峰值会导致飞行员在短时间内无法有效操纵飞机,同时飞机结构会承受很大的载荷。
这使得舰载战斗机必须有强度足够大的起落架及弹射结构部件。
弹射起飞降低了对舰载战斗机的要求,提高了多架舰载战斗机起飞作战的速率,但其也存在技术难度大、重量重体积大的问题。
而不管是哪一种起飞方式,舰载战斗机要最大限度的保障安全起飞,还需要“甲板风”的加持。

【航母“甲板风”能给舰载战斗机起飞带来更多的风速加成】
甲板风则直接与航母航速相关,高航速可以提供更大的甲板风,帮助舰载战斗机起飞时获得更多的风速加成。
但航母航速又不能太快,否则不利于舰载战斗机安全着舰。
舰载战斗机在着舰的时候,要么是垂直着舰,要么是阻拦着舰。
相比于起飞,安全着舰给舰载战斗机飞行员带来的挑战要更大。
《光明网》曾指出:
“据统计,着舰阶段所有时间只占整个任务飞行过程所用时间的3%左右,但却有1/3以上的飞行事故多发生在这一阶段。”

【舰载战斗机着舰时发生意外,没刹住又冲入海中】
相较于垂直着舰,阻拦着舰的事故率要更高一些。
由于阻拦着舰需要依托于阻拦索等助降装置,不管航母速度过快还是过慢,都会导致舰载战斗机没办法成功勾到阻拦索等,从而造成事故。
而通过不断的测试,最终人们发现航母速度保持在30节左右,是最有利于舰载战斗机起降的。
“节”是怎么回事?至于“节”,则是一个专用于航海的速率单位。

【大航海时期的水手】
早在16世纪,航海的水手们为了计算船的航速,会在一根很长很长的绳子上,每隔一段距离打一个结,然后将这条打了很多结的绳子在船尾顺水流放下,通过计算一定时间内冲走的结的数量,计算航速。
根据规定,每小时航行1海里的速度为1节,原本人类以地球子午线上纬度1分的长度指“节”。
可由于地球是个椭球体,不同纬度的1分存在差异,人类便希望规范一下“1节”的标准。
1929年的国际水文地理学会议上,提出“1分的平均长度1852米(或6076.115英尺)作为1标准海里长度”。

【航母航速和陆地上的小汽车在普通城区正常行驶的速度差不多】
以此计算,30节就是55.56千米,若换算成陆地交通工具,就是和陆地上的小汽车在普通城区正常行驶的速度差不多。
参考资料:
【1】《理论上航母一天跑多远?美国1600公里,俄1224公里,中国多少》 澎湃新闻[2022.6.30.]
【2】《舰载战斗机起降技术发展分析》 光明网[2018.1.17.]
【3】《节》 百度百科词条