“排水量高達一萬三千噸”是什么意思?排水量是如何計算的?:是啊,在我們經(jīng)常關(guān)注艦船的朋友會遇到像什么標準排水量,滿載排水量的字眼,其實這些都是一艘船的
是啊,在我們經(jīng)常關(guān)注艦船的朋友會遇到像什么標準排水量,滿載排水量的字眼,其實這些都是一艘船的大小和能力。而恒定艦船大小的標準就是排水量最為合適,因為排水量的大小直接體現(xiàn)的就是船舶的大小。
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紅色以下部分就是滿載排水量線
我們上中學時候只要不怎么淘氣的,都能知道“阿基米德”原理,其說的就是排水量的問題。阿基米德原理是:浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。而浮力等于物體的重力,而重力就是物體所受地球的引力。
那么排水量高達13000噸的艦船,就是該型艦船侵入水中的部分,所擠壓排出水的總重量,而這部分重量就是排水量。打個比方,比如一個盛滿水的玻璃杯,將一個鐵球扔去杯中,那么必然就要溢出一部分水來,而溢出來這部分的水的重量就是鐵球的排水量。
但是如果這個鐵球是空心的他們浮在水面上,那么侵入水下的部分就是空心鐵球的吃水深度,而在水線以下的部分所排出杯外的水就是排水量。這部分水的重量正好等于空心鐵球的重量,也就印證了阿基米德原理的浮力等于漂浮物的重力。
那么這個高達13000噸的排水量,就是該艦船所排出水的總重量是13000噸。而作為標準排水量就是艦船并沒有進行貨物或者武器彈藥的填裝。一旦填裝相關(guān)的貨物和武器等,必然增加艦船的重量,那么,重量的增加,就意味著排水量的增大,也就是所排出的水量加大。因此,標準排水量與滿載排水量,之間的差距就是所承載貨物的重量。
裝的貨物越多,其滿載排水量也就越大。但是也不是艦船可以無限制的裝載貨物,畢竟在海上會遇到各種各樣的海浪情況,甚至包括臺風這樣惡劣概況。那么要保證艦船的安全航行,就必須根據(jù)艦船的實際情況設定一定的承載能力,而這個承載能力就是最大的裝貨限定,也就是最大排水量。超過這個標準,艦船就很有可能增大遇到危險沉沒的幾率。
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這是非標準狀態(tài)下的排水量,還能看到紅色水線以下部分,就說明沒有滿載!
所以世界各國在海上運輸和作戰(zhàn)的艦船,通常都不會超越最大排水量來運送貨物和武器彈藥的。畢竟防止艦船沉沒才是首要的任務,這是關(guān)系到全船的安危!
相信很多人對 這句話仍有印象:“船舶滿載貨物時排開水的質(zhì)量,稱作排水量!,不過,這話其實只說對了一半:如果一艘船沒有裝載貨物或者沒有滿載貨物時,是不是這艘船就“沒有”排水量了呢?很顯然不是的。
所謂排水量,顧名思義就是排開水的質(zhì)量。對于現(xiàn)代軍用艦船來說,由于在不同任務和條件下艦船上裝載的物資/裝備、燃油、乃至人員配置都不一樣,因此在不同條件下其排水量也是有很大區(qū)別的。因此,對于同一艘艦船,其排水量通常分為以下幾種狀態(tài):
輕載排水量:指船舶最低限度重量下的排水量。對于運輸船舶輕載排水量指不承載物資、供應品或乘客、也不加注任何燃料和淡水時的排水量,對于軍用艦船指僅包含艦體、艦載設備和艦載武器時的排水量。
標準排水量:指艦船包括船體、艦載設備、艦載武器(含彈藥)、后勤物資、淡水和艦載人員,但不包括油料和鍋爐水時的排水量。標準排水量一般僅僅是個理論計算數(shù)值,而并非艦船的正常狀態(tài)。
正常排水量:指在標準排水量基礎上增加50%的油料和鍋爐水后的排水量。正常排水量下的艦船通常處于正式服以前的試航狀態(tài)。
滿載排水量:指艦船上人員、物資、油料、淡水達到滿載狀態(tài),并裝載備用鍋爐水、吃水深度達到安全干舷深度時的排水量。滿載排水量之下,船舶仍然可以達到最高航速。但通常來說,艦船一般不會按滿載排水量裝載物資。
超載排水量:指在滿載排水量基礎上再在冗余空間裝載備用燃油和鍋爐水時的排水量。除個別極端狀態(tài)下,艦船不會達到超載排水量。
通常我們提到坦克時會說重多少噸,但提到輪船和軍艦時會說排水量有多少。
排水量,顧名思義就是船體在水中排開水的重量,也是船舶的重量。因為船太大沒法稱,所以用排水量體現(xiàn)船舶大小和載貨能力,道理和“曹沖稱象”一樣。
當然,僅用排水量是不夠的,要衡量船的綜合能力,還需要很多細化指標來表達。比如貨船更看重載重能力,常用總載重噸、凈載重噸、空船排水量、滿載排水量等指標;而軍艦不載貨,常用標準排水量、正常排水量、滿載排水量等指標。
船舶噸位表示船舶大小和運輸能力,分容積噸位和重量噸位兩種。
1、總噸位(Gross Tonnage),指船上所有遮蔽艙室的容積總和,減去一些免于計入的處所容積,再除以2.83立方米或100立方英尺,就得到總噸位。
總噸位沒有單位,只是一個數(shù)字。用于船舶登記、統(tǒng)計一個國家或公司的船舶數(shù)量、計算保險費用、造船費用,作為海事賠償金額的基準等等。
2、凈噸位(Net Tonnage),也就是從總噸位中減去不能載客、運貨的容積噸位,如機艙、船員艙室、設備處所、鍋爐艙等。
凈噸位用于船舶報關(guān)結(jié)關(guān),計算各種稅收、停泊和拖帶費用、過運河費用等等。
1、排水量噸位,船舶排開同體積水的重量,又分空船排水量(輕排水量)、滿載排水量(重排水量)和實際排水量三種。
(1)、空船排水量(輕排水量),船舶出廠時空船的排水量,包括:船體、機器、鍋爐、設備、船員和行李和重量。
(2)、滿載排水量(重排水量),指船舶裝滿貨物,到達出某一載重線時的排水量。即空船排水量加上燃料、淡水、貨物和船舶常數(shù)的總重量。
(3)、實際排水量,就是船舶每次載貨的排水量。
通常說一條船的排水量就是滿載排水量。題主所說的“排水量高達13000噸”,就是指滿載排水量13000噸。
2、載重噸位,即船舶在營運中的載重能力,又分總載重噸和凈載重噸兩種。
(1)、總載重噸,就是船舶根據(jù)載重線標志規(guī)定,所能裝載的最大重量。它等于滿載排水量減空船排水量,也等于貨物、燃料、淡水、供應品和船舶常數(shù)的總重量。
(2)、凈載重噸,是船舶最大限度裝貨的重量。等于總載重噸減去燃料、淡水、供應品和船舶常數(shù)的重量。
三、軍艦不拉貨,所以常用排水量衡量艦體大小和載重能力,有空船排水量、標準排水量、正常排水量、滿載排水量和超載排水量等指標。
(1)、標準排水量指包括船體、設備、武器彈藥、補給物資、淡水和人員,但不包含燃料、滑油和鍋爐水的排水量。
(2)、正常排水量,標準排水量+一半的油料和鍋爐水。
(3)、滿載排水量,所有人員、物資全部到位,裝載全部加滿時的排水量。
(4)、超載排水量,又稱最大排水量。是在滿載排水量的基礎上,再加上所有備用燃油、滑油和備用鍋爐水的排水量。
綜上,通過這些復雜的分類指標,就能很好表明一艘船的狀態(tài)和能力,從而使船舶在海上更安全的航行。
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我們平時聽到的“某某船只的排水量為xxx噸”其實說的就是這艘船的重量(直觀上去理解,不深究液體浮力特性),我們先從字面上去理解分析,首先,“排水量”就是:在水中的物體排開的水的重量,眾所周知,物體在水中是肯定會受到浮力的作用的,而這個“排開的水的重量”在數(shù)值上就等于該物體在水中受到的浮力的大小,浮力的大小則會直接影響物體在水中的狀態(tài),船舶之所以能漂浮在水面上,就是因為此時其在水中排開的水的重量在數(shù)值上就等于它自身受到的重力,也就是船本身的重量!
▲船受到的重力和浮力示意圖
船舶受到重力(gravity )是垂直向下的,水對船產(chǎn)生的浮力(buoyancy)則是垂直向上的,當船漂浮在水面上的時候,重力和浮力其實就是一對平衡力,它們的大小相等,方向相反,如上圖所示,也就是說,此時船重量的大小在數(shù)值上就等于浮力的大小,而浮力的大小在數(shù)值上就等于其排開的水的重量,即:船的重量=浮力大小=排開的水的重量(排水量),這三個物理量的大小在數(shù)值上是相等的,這樣一說應該就容易理解為什么排水量就是船的重量了吧!
▲排開的水的體積
至于排水量怎么計算,這個其實是很復雜的,需要用近似積分的方法才能計算,比如辛普森數(shù)值積分計算公式,簡單的初等數(shù)學方法是算不出來的,為什么?因為要想算出“排開的水的重量”,就必須先算出“排開的水的體積”,也就是船舶吃水線以下部分的體積,如上圖所示,而船舶吃水線以下的部分本身就不是一個標準的立體幾何,邊緣為不規(guī)則曲線的面積、體積都并不能直接用簡單的初等數(shù)學方式就算,肯定是要用到高等數(shù)學知識的,然后大家再看下圖,不同的船舶,其吃水線以下的部分也是不一樣的,所以,計算方法也會有所不同!
▲不同船舶吃水線以下部分
當然了,在沒有沒有計算機的年代,可以用辛氏法則計算船舶的排水量,而在科技那么發(fā)達的今天,利用計算機對船舶建模就能精確計算出船舶的排水量了,而且計算機在對不規(guī)則曲線進行微分的時候,可以直接分割成更小的線段,精確度也會更高,至于什么空船重量、滿載排水量等概念,這里就不細說了,無非就是船上面有沒有裝東西的問題!
排水量高達1萬3千噸,一般是指該船在滿載貨物時,船體、機倉、設備等的重量加上滿載的貨物重量之和在水中所排開水的體積的重量。物理學中有個阿基米德原理,任何物體在水(或其它液體)中,都要會對物體產(chǎn)生一定的浮力。浮力的大小,等於物體排開水(或其它夜體)的體積的總重量。我們知道淡水或海水的密度,又知道了船舶所排開淡水或海水的體積,是不是就可以把這船拍排開水的總重量計算出來了?船舶的排水量一般用噸來表示。如物體的重量小于排開水的體積重量(浮力),該物體就不會下沉。我們所制造的船舶,就相當于是個特制的物體。船在沒載貨物,就是只有船體、機倉、相應的設備等,就是沒載貨物時空船在水中的排水量,則為空船排水量;船舶裝滿了沒計預定的貨物重量,加上空船的重量就應該是該船舶的滿載排水量(或最高排冰量)。如一艘軍艦的滿載排水量是不是除了艦體、機倉、設備等外,還要包括武器、彈藥、給養(yǎng)、士兵等呢?
先準備點初中物理中的力學知識:
1.阿基米德原理:浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。
2.物體浮在液面上的條件:物體受到的浮力等于物體的重力。
3.重力跟質(zhì)量成正比。
排水量是劃分艦船大小的一個重要標準,是指艦船排開水的質(zhì)量。不加說明,一般應指艦船滿載時的排水量。
艦船漂浮在水面上,受到的浮力等于艦船的重力。根據(jù)阿基米德原理,艦船受到的浮力等于它排開的水的重力,所以,艦船排開水的重力等于艦船(包括船上所有物體)的重力。又因重力跟質(zhì)量成正比,因此,艦船排開水的質(zhì)量(排水量)等于艦船的質(zhì)量。
題主所說,排水量高達一萬三千噸,就是說艦船滿載時排開水的質(zhì)量是一萬三千噸,并且這時艦船包括艦船上的所有物體的總質(zhì)量也是一萬三千噸。
當重量加載到船舶上時,船舶會在水中下沉。船舶在某一載重狀態(tài)下的總重量,在數(shù)量上等于船舶浮在水中所排開水的重量,即排水量。排水量是船舶按設計的重要指標,比如055型驅(qū)逐艦的空載排水量約為10000噸,標準排水量11000噸,滿載排水量12500噸,其中空載排水量的意思是軍艦不裝載油料、彈藥、人員以及物資情況下軍艦的排水量,就好比一輛貨箱里什么都沒有的大卡車;標準排水量是指軍艦按照作戰(zhàn)基本要求除人員以外搭載一定基數(shù)的油料、彈藥和物資,就像按照核定載重量拉貨的大卡車;滿載排水量是指在作戰(zhàn)基本要求的基礎上將油箱加滿、彈藥庫裝滿、物資倉庫塞滿、搭載超出編制以外的人員,就像超載的大卡車。那么我們該如何來正確理解艦船“排水量”這一概念呢?既然艦船存在空載、標準、滿載三個狀態(tài)的排水量,那說明排水量必然與浮力有關(guān)系,由于“排水量”的科學定義對于廣大讀者而言過于抽象,因此我們先從兩個故事開始由淺入深地理解關(guān)于“排水量”的知識。下圖為正在舉行下水儀式的055型驅(qū)逐艦首艦。
烏鴉喝水
一只烏鴉口渴了,它在低空盤旋著找水喝。找了很久,它才發(fā)現(xiàn)不遠處有一個水瓶,便高興地飛了過去,穩(wěn)穩(wěn)地停在水瓶口,準備痛快地喝水了?墒,水瓶里水太少了,瓶口又小,瓶頸又長,烏鴉的嘴無論如何也夠不著水,這可怎么辦呢?它叼來許多石子,把它們一塊一塊地投到水瓶里。隨著石子的增多,水瓶里的水也一點兒一點兒地慢慢向上升,終于,水瓶里的水快升到瓶口了,而烏鴉總算可以喝到水了。他站在水瓶口,喝著甘甜可口的水,心里是那么痛快、舒暢。以上是《伊索寓言》中關(guān)于“烏鴉喝水”故事的原文引用。下圖為“烏鴉喝水”寓言故事的插圖。
阿基米德鑒定皇冠
古希臘的國王讓金匠給他制作了了一頂純金的皇冠;使谥瞥珊髧鯌岩晒そ吃诨使谥袚搅税足y,于是召見阿基米德請他幫忙檢驗皇冠的真假。阿基米德冥思苦想了很長時間,但是沒找到合適的方法。有一天,阿基米德洗澡時,看見水溢出了浴缸,他靈感一現(xiàn),突然受到啟發(fā),找到了測量皇冠體積的辦法。當阿基米德去見國王時,向國王要了一塊與皇冠相同質(zhì)量的純金,他將皇冠和與皇冠同樣質(zhì)量的金子分別放入水中,發(fā)現(xiàn)溢出的水體積不同,從而判斷出皇冠不是純金制成的。以上是關(guān)于阿基米德鑒定皇冠傳說的文摘。下圖為西方人創(chuàng)作的表現(xiàn)阿基米德在洗澡時發(fā)現(xiàn)浮力原理的畫作。
上述兩個故事中石頭從瓶子里擠出來的水和金子與皇冠溢出來的水就是排水量!科學定義上所說的排水量噸位是船舶在水中所排開水的噸數(shù)。如果把石頭和皇冠比作艦船,那么它們浸入水中所排出的水量就是它們各自的排水量。下圖為滿載排水量50萬噸的油輪。
阿基米德定律是物理學中力學的一條基本原理。浸在液體(或氣體)里的物體受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被該物體排開的液體的重力,即公式F浮=G排 F浮=ρ液·g·V排液 V排=F浮/ρ液·g。排水量就是排開水的質(zhì)量,被排開水的重量才是浮力,這個公式才成立,一般應用時默認為沒有沉沒的艦船在標準密度的水中才能套用該公式,即浸在水中的物體受到向上的浮力等于其排開水的重量,而浮在水中船舶在豎直方向上自身的重力和受到的浮力相平衡,大小相等,即其重量等于排開水的重量。所以排水量可以理解為船舶在一定狀態(tài)下的總重量,這里所說的“一定狀態(tài)”指的是就是浮力的變化,如潛艇的標準排水量是以上浮狀態(tài)計算的,下潛時體現(xiàn)的排水量將大大超過其設計的滿載排水量,比如世界上最大的潛艇(即俄羅斯的941型“臺風”級核潛艇)標準排水量為23000噸,滿載排水量為26000噸;而下潛后標準排水量就達到34000噸,滿載排水量更是達到驚人的40000噸,與中型航母相當了。潛艇潛航狀態(tài)時所排開的水的質(zhì)量比上浮狀態(tài)多得多,同一噸位的潛艇一旦下潛排水量就大于在水面上航行時的排水量,因此艦船的排水量不能單純地理解為艦船本身的重量,排水量是隨著浮力的變化而改變的,而艦船本身的質(zhì)量是不變的。下圖為水下滿載排水量40000噸的“臺風”級核潛艇,它的對面是排水量50000噸的印度“維克拉馬蒂亞”號航母。
艦船的排水量是可以通過公式計算出來的,同時也是收費站收費人員必備的技能,當然這里所說的“收費站”并不是高速路上的收費閘口,而是運河收費站。比如軍艦經(jīng)常穿梭過往的巴拿馬運河、蘇伊士運河等,運河對大型船舶的收費標準就是按排水量來執(zhí)行的,船舶的排水量并不是靠船上的人自覺上報,而是通過收費人員的計算來核定。比如巴拿馬運河的收費標準為排水量為10000噸以下的,每噸收費5.25美元;10000噸以上的,每噸收費5.14美元;小型艦船排水量低于1000噸的,每噸5.06美元;民用船舶只承載壓艙物的,征收相對較低的費用,分別為4.19美元/噸,4.12美元/噸和4.05美元/噸。排水量的計算方法為:排水量(長噸)=長X寬X吃水X方模系數(shù)(立方英尺)/35(海水)或36(淡水)(立方英尺);排水量(公噸)=長X寬X吃水X方模系數(shù)(立方米)/0.9756(海水)或1(淡水)(立方米)。其中長噸是實行英制的國家采用的重量單位,1長噸=1.01605公噸=1016.046KG=2240磅;公噸就是實行公制國家采用的重量單位,1公噸=1000千克。下圖為正在以滿載排水量通過巴拿馬運河船閘的美國依阿華級“新澤西”號戰(zhàn)列艦,該型戰(zhàn)列艦現(xiàn)代化改裝后滿載排水量為57256噸,本次通行美國海軍需要支付29.4萬美元的過河費。
采用排水量做為船舶噸位計量的原因是船舶實在太重了,無法使用任何計量工具對其進行稱重,而且相同噸位的船舶在運載不同貨物時的重量各不相同。比如一艘排水量10000噸級的運輸船在運載木材時把貨倉裝滿后排水量也只有12000噸;倘若運載的是坦克,即使貨倉不滿,排水量也會達到15000噸。因此對船舶的噸位計量采用排水量,不管船艙內(nèi)運載的是什么貨物、不管貨物的體積大小,最終都會以質(zhì)量的形式表現(xiàn)在船舶的浮力變化上,這就正如阿基米德鑒定皇冠,不管皇冠里參雜了什么雜質(zhì),在與純金浮力不匹配時最終都會在溢出的水量中體現(xiàn)出來,因此排水量成為世界通用的法定船舶噸位計量方法。下圖為正在裝載豹-2主戰(zhàn)坦克的印尼運輸艦,艦上的吃水線表明該艦尚未達到滿載排水量。
二戰(zhàn)美國海軍卡農(nóng)級護衛(wèi)艦
(本文由桌面戰(zhàn)爭兵棋原創(chuàng)撰寫,圖片來源于網(wǎng)絡。“桌面戰(zhàn)爭兵棋”專注于軍事領(lǐng)域的耕耘,堅持原創(chuàng),堅守初心。歡迎您的指點。)
戰(zhàn)爭是人類文明發(fā)展中不可回避的問題,伴隨著戰(zhàn)爭而生的就是各種各樣的武器。 正是由于戰(zhàn)爭的需求,人們研發(fā)了種類繁多的武器,而為了能夠更好地使用武器,自然是需要對武器進行分類。除了不同大類的武器,同類武器也會有許多不同的型號,而利用武器的體量來進行分類是一種基本的分類方法,比如說根據(jù)坦克的重量就可以分為輕型坦克、中型坦克以及重型坦克。而對于戰(zhàn)艦來講,也可以根據(jù)戰(zhàn)艦的體量來進行分類,不過衡量戰(zhàn)艦體量的單位不再是重量,而是排水量。
阿基米德定律的驗證實驗,圖中的F3-F4=F1-F2
何謂排水量呢?初中物理中會學到阿基米德定律,其核心思想就是浸入靜止流體中的物體受到一個浮力,其大小等于該物體所排開的流體重量,基本的計算公式就是浮力F=液體密度ρ×重力加速度g×排開液體的體積V。對于海上的軍艦來說,其不會沉沒就是依靠海水提供的浮力,當海水提供的浮力與軍艦的重力相等時,軍艦就能在海面上浮起來了。而所謂的排水量就是指艦船排開水的質(zhì)量,一般用噸來計量,結(jié)合前面所說的阿基米德定律,艦船排開水的重量就等于艦船得到的浮力,而艦船獲得的浮力又和艦船的重量相等,所以艦船排開水的重量就等于艦船的重量,那么艦船的質(zhì)量也就和排開水的質(zhì)量相等,最終就可以得到排水量就等于艦船的質(zhì)量。
二戰(zhàn)美國海軍弗萊徹級驅(qū)逐艦
不過需要注意的是,這里所說的排水量等于艦船的質(zhì)量,并不是單純的艦船質(zhì)量,而是包括艦船上例如設備、人、貨物等的所有東西的總質(zhì)量,所以對于艦船來說排水量是不固定的,其排水量會根據(jù)艦船上的運載情況而改變。排水量可分為輕載排水量、標準排水量、正常排水量、滿載排水量和超載排水量,一般來講,對于衡量艦船尺度,最常用的是標準排水量和滿載排水量。所謂的標準排水量,根據(jù)《華盛頓海軍條約》就是指艦船建造完畢,搭載人員、動力系統(tǒng)可操作、搭載航行所用之一切物品,包括武備、彈藥、乘員所用之全部物資與淡水,混裝儲備和用于作戰(zhàn)的一切裝備,可以近似地看作是艦船設計時的排水量。而滿載排水量則是在標準排水量的基礎上加上滿載的燃油、滑油以及鍋爐水,相當于使戰(zhàn)艦能夠全速航行并且達到最大續(xù)航力時的排水量,實際作戰(zhàn)中的戰(zhàn)艦排水量一般就會在標準排水量與滿載排水量之間。
美國亞特蘭大級輕巡洋艦繪圖
既然已經(jīng)了解了排水量的定義,那么再來看看排水量在戰(zhàn)艦分類中的使用。實際上,軍艦的分類并非光看排水量那么簡單,還和戰(zhàn)艦的用途以及武器裝備有關(guān)。例如在《華盛頓海軍條約》中,就先將軍艦分為了主力艦、非主力艦以及航空母艦,顯然航空母艦在用途上就先和其他戰(zhàn)艦區(qū)分了開來,然后主力艦與非主力艦的標準則是以排水量10000噸作為界限。在當時,排水量大于10000噸的主力艦又可以分為巡洋艦以及戰(zhàn)列艦,之間還可以再加一個戰(zhàn)列巡洋艦,不過戰(zhàn)列巡洋艦在實戰(zhàn)中被證明地位非常尷尬。而排水量小于10000噸的非主力艦又可以分為驅(qū)逐艦和護衛(wèi)艦,而一些輕巡洋艦的噸位也不足10000噸,所以巡洋艦就處于主力艦與非主力艦的過渡區(qū)。
美國阿拉斯加級重巡洋艦
我們以美國海軍為例來看一看不同類別戰(zhàn)艦的排水量,首先從最小的護衛(wèi)艦說起,護衛(wèi)艦顧名思義,主要就是承擔一些護衛(wèi)任務,為商船護航,執(zhí)行反潛巡邏等,美國的卡農(nóng)級護衛(wèi)艦,滿載排水量為1930噸,二戰(zhàn)期間共建造了72艘。然后是驅(qū)逐艦,驅(qū)逐艦相比于護衛(wèi)艦要更大一些,是艦隊的重要組成部分,可以承擔多種作戰(zhàn)任務,美國的弗萊徹級驅(qū)逐艦,標準排水量2100噸,滿載排水量3050噸,比護衛(wèi)艦明顯要大不少,其一共建造了175艘。
美國北卡羅來納級戰(zhàn)列艦
然后再來看主力艦中的巡洋艦,巡洋艦里面又可以按主炮口徑分為輕巡洋艦和重巡洋艦,輕巡洋艦的主炮口徑在127~155毫米之間,而重型巡洋艦主炮則是155~203毫米。美國的亞特蘭大級輕型巡洋艦標準排水量6000噸,滿載排水量7400噸,其主炮就是6座雙聯(lián)裝127毫米火炮,該級艦共建造4艘。美國的巴爾的摩級重巡洋艦,標準排水量14500噸,滿載排水量17000噸,主炮為3座三聯(lián)裝203毫米火炮,巴爾的摩級共建造了14艘。不過以主炮口徑為標準來說也有例外,美國的阿拉斯加級巡洋艦的主炮就達到了305毫米,同時其標準排水量可達到27000噸,滿載排水量34000噸。雖然美國還是將阿拉斯加級劃歸為重型巡洋艦,但其實其在設計時就參照了1938年倫敦條約戰(zhàn)列艦的下限,從尺寸和火力上來看,阿拉斯加級已經(jīng)和德國的沙恩霍斯特級戰(zhàn)列巡洋艦相當,所以將阿拉斯加級視為戰(zhàn)列巡洋艦也不為過(實際上美國人把阿拉斯加級劃分為帶有實驗性質(zhì)的領(lǐng)導型巡洋艦)。
美國衣阿華級戰(zhàn)列艦
最后再來看看曾經(jīng)的海上霸主戰(zhàn)列艦,作為大艦巨炮時代海軍艦隊的核心力量,為了能夠在炮戰(zhàn)中摧毀敵方的同時生存下去,戰(zhàn)列艦同時擁有最強大的火力和厚實的裝甲,為此其體量也是戰(zhàn)艦中最為巨大的。美國的北卡羅來納級戰(zhàn)列艦,裝備3座三聯(lián)裝406毫米主炮,艦體裝甲在200毫米左右,炮塔正面以及司令臺正面裝甲達到406毫米,其標準排水量為36600噸,滿載排水量46700噸。而二戰(zhàn)中美國最強大的戰(zhàn)列艦衣阿華級,裝備3座三聯(lián)裝MK7型406毫米主炮,艦體裝甲300毫米左右,炮塔正面裝甲達到495毫米,司令塔正面裝甲也達到了445毫米,為此其標準排水量提升至44560噸,滿載排水量達到了55710噸。
中國海軍054A型護衛(wèi)艦
從護衛(wèi)艦的不到2000噸的滿載排水量到戰(zhàn)列艦超過50000噸的滿載排水量,期間的差距不可謂不大。從之前給出的例子,我們就已經(jīng)可以大概整理出戰(zhàn)艦排水量與其類型之間的關(guān)系,2000噸以下為護衛(wèi)艦,2000~5000噸為驅(qū)逐艦,5000~30000噸為巡洋艦/戰(zhàn)列巡洋艦,30000噸以上為戰(zhàn)列艦。當然,以上的劃分肯定是粗略的,對戰(zhàn)艦的劃分還要考慮武器裝備、各國實際情況等因素的影響。
美國海軍朱姆沃爾特級驅(qū)逐艦
到了今天,海上的戰(zhàn)艦相比于二戰(zhàn)時期早已發(fā)生了天翻地覆的改變,曾經(jīng)的霸主戰(zhàn)列艦已經(jīng)徹底退出了歷史的舞臺,巡洋艦也僅剩幾艘還試圖維護昔日的榮光,F(xiàn)在各國海軍的水面戰(zhàn)艦的主力變成了護衛(wèi)艦和驅(qū)逐艦,兩者的排水量相比于二戰(zhàn)時期都有上升,美國最新的朱姆沃爾特級驅(qū)逐艦滿載排水量超過14000噸,現(xiàn)役的阿利·伯克級驅(qū)逐艦的大部分型號滿載排水量都超過了9000噸。而護衛(wèi)艦方面,美軍當年的佩里級護衛(wèi)艦標準排水量3010噸,滿載排水量4100噸,中國的054A型護衛(wèi)艦標準排水量3600噸,滿載排水量4200噸。
德國海軍F125型護衛(wèi)艦
這樣看來,現(xiàn)代護衛(wèi)艦和驅(qū)逐艦之間的界限似乎已經(jīng)上升到了5000噸,但實際上這個界限相當模糊。例如FREMM歐洲多任務護衛(wèi)艦,雖然稱之為護衛(wèi)艦,實際意大利版的滿載排水量超過了6000噸,而德國的F125型護衛(wèi)艦滿載排水量更是超過了7000噸。所以就現(xiàn)在來講,只要噸位差不多在那個區(qū)間,那么叫護衛(wèi)艦還是叫驅(qū)逐艦很大程度上可以跟著國家的心情來。
排水量是艦船各種參數(shù)中的一個非常重要的數(shù)據(jù),所體現(xiàn)的實際是艦船的重量,通常以噸作為單位,其計算方法主要分為民船和軍艦兩種,二者間是完全不同的。
民船的排水量(噸位 tonnage)計算
民船,尤其是載客、載貨的船只,其船體的自重和載滿貨物之后的重量區(qū)別較大,其排水量實際是按照船內(nèi)部的容積來計算的,稱為噸位。近代常見的計算辦法是,每100立方英尺(約2.83立方米)的容積換算為1噸。
軍艦的排水量(Displacement)計算
軍艦的排水量計算和商船完全不同,就是按照軍艦自身的重量來計算的。因為除了構(gòu)成軍艦本身的所有材料、裝備的重量之外,軍艦上還會有艦員、補給品、彈藥等等,依據(jù)對這些額外附加重量的計算標準的不同,又分為正常排水量、標準排水量、輕載排水量、滿載排水量等。
例如滿載排水量,就是除軍艦的自重之外,按照載重極限來加上彈藥、補給品、人員等等的重量。而輕載排水量,顧名思義,就是除了自重之外,至加上有限程度的補給品、彈藥、人員等的重量。
下面列一個古老的實例,就是中國近代史上著名的“定遠”號鐵甲艦,其正常排水量為7335噸,看看這個排水量是怎么算出來的:
鐵板、橫梁、鉚釘:2545.82噸
打鐵件、生鐵件、炮銅件:89噸
水泥、油漆、軟木:109.3噸
柚木、松木:280噸
螺栓:8噸
各種舾裝件(吊艇架、羅經(jīng)、燈具、舷窗、水管等等):292噸
鐵甲堡裝甲:1471噸
裝甲襯木:167噸
裝甲襯木用螺栓、螺栓蓋、墊圈:8噸
主副炮:287.8噸
隨炮炮彈(按照每門炮50枚計):98.187噸
蒸汽機(主機):1060噸
輔機:57.09噸
桅桿:40噸
錨、錨鏈及附件:117噸
舢板:9噸
三個月所需的各種備件:20噸
艦員(300人)及行李:40噸
艦員三個月的糧食:24噸
艦員飲用水:18噸
燃煤:432噸
各種零件:84.805噸
尊重客觀事實,探究事件真相,我是兵器世界,歡迎關(guān)注。
排水量是評判海軍水面艦艇和潛艇綜合性能的一大技術(shù)指標,通常來講,排水量越大,戰(zhàn)艦的載彈量越大,容納各項技術(shù)設備的能力也更強,其深度改進的潛力也越大。因此,國際社會普遍認為,能夠造大排水量艦艇的國家,其造艦水平也更高。那么,排水量到底指什么呢?一艘戰(zhàn)艦 的排水量如何計算?
與其他頗為復雜的技術(shù)指標相比,排水量相對直觀,我們姑且以中學時代的“阿基米德”原理來簡單解釋一下排水量。物體沒入水中,必然會產(chǎn)生豎直方向的浮力,而浮力的大小與該物體被扔進水中所排出的水的重量相同,從某種意義來講,浮力就等于重力。
具體到戰(zhàn)艦身上,它有標準排水量和滿載排水量之說。戰(zhàn)艦的排水量指的是它入水后擠壓出水的總重量,而標準排水量與滿載排水量的區(qū)別反映在戰(zhàn)艦本身上面,其實就是戰(zhàn)艦是否攜帶物資(主要包括物資、技術(shù)設備、人員以及武器裝備等)。
如果是標準排水量為13000噸的戰(zhàn)艦的話,說明戰(zhàn)艦在沒有裝載附帶武器彈藥以及其他物資的情況下,它所擠壓出水的總重量為13000噸。如果滿載排水量是13000噸的戰(zhàn)艦的話,說明該戰(zhàn)艦在它承載最大貨物重量的時候,其擠壓出水的總重量為13000噸。
在這里,有人就問了,如果排水量按上述方法計算的話,豈不是每一艘戰(zhàn)艦都有很大的排水量嗎?其實不然,戰(zhàn)艦有滿載排水量,其實意味著它就有最大載重能力。我們總不能一直在戰(zhàn)艦上面放東西直到讓水面把甲板淹沒吧?再說了,戰(zhàn)艦通常都在艦體上有明確標識,如果戰(zhàn)艦在水中完全看不到紅色水線,意味著它已達到滿載狀態(tài),如果能看到紅色水線,則說明戰(zhàn)艦所載物資沒有達到最大載重。之所以為戰(zhàn)艦設置最大載重或者滿載排水量,一則主要考慮戰(zhàn)艦會在極端惡劣條件下航行,限制其載重可以有效避免危急情況;二則也考慮了戰(zhàn)艦的動力水平以及航速問題,以上是筆者的個人觀點,如有不妥,歡迎指正。------敬請關(guān)注、點贊、評論。
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