Khám phá
Tại sao? Vì sao?
Vì sao tốc độ hành trình của tàu sân bay luôn luôn dậm chân ở mốc "30 nút"?
Vì sao tốc độ hành trình của tàu sân bay luôn luôn dậm chân ở mốc "30 nút"?
Trong khi tốc độ của máy bay và ô tô đã có những bước tiến vượt bậc, thì tốc độ của tàu chiến, đặc biệt là tàu sân bay, dường như "dậm chân tại chỗ" ở mốc 30 hải lý/giờ (tương đương 55,56km/h). Điều gì đã tạo nên "rào cản" này?
Năm 1903, anh em nhà Wright phát minh ra máy bay, và chỉ 44 năm sau, chiếc máy bay đầu tiên đã vượt qua tốc độ âm thanh. Tương tự, ô tô ra đời vào năm 1885 và chỉ sau 14 năm, tốc độ của nó đã vượt qua 100 km/h. Tuy nhiên, trong hơn 100 năm qua, tốc độ của tàu chiến, đặc biệt là tàu sân bay, vẫn dừng lại ở khoảng 30 hải lý/giờ (knot). Vậy, điều gì đã hạn chế sự phát triển tốc độ của tàu chiến, và đơn vị "nút" trong hàng hải có ý nghĩa gì?
Nguyên nhân chính hạn chế tốc độ của tàu chiến là lực cản của nước.
Đơn vị "nút" (knot) xuất phát từ thế kỷ 16. Khi đó, các thủy thủ tính toán tốc độ tàu thuyền bằng cách thả một sợi dây thừng có phao xuống biển, với các nút thắt cách đều nhau. Bằng cách đếm số nút thắt được kéo ra trong một khoảng thời gian cố định, họ có thể tính được tốc độ tàu. Một "nút" tương đương với 1 hải lý/giờ, và 1 hải lý bằng 1.852 mét, hay khoảng 1,852 km/h. Đây là đơn vị được dùng rộng rãi trong hàng hải vì nó phù hợp với các hải đồ và hệ thống định vị sử dụng vĩ độ và kinh độ.
Tàu sân bay với tốc độ khoảng 30 hải lý/giờ, tương đương 55,56km/h, chậm hơn cả ô tô cá nhân. Nguyên nhân chính hạn chế tốc độ của tàu chiến là lực cản của nước. Khi một vật thể di chuyển trong nước, lực cản lớn hơn nhiều so với khi di chuyển trong không khí. Ví dụ, một viên đạn bắn vào nước sẽ mất động năng chỉ sau 1 mét. Điều này cho thấy việc tăng tốc độ tàu thuyền gặp nhiều thách thức do cần vượt qua lực cản nước rất lớn.
Ngoài ra, trọng lượng của tàu chiến, thường vượt quá 10.000 tấn, cùng với hệ thống động lực mạnh mẽ cũng là một yếu tố hạn chế. Tăng công suất động cơ để tăng tốc độ đòi hỏi kích thước và trọng lượng động cơ lớn hơn, điều này lại gây khó khăn cho thiết kế và không gian trên tàu. Ví dụ, tàu sân bay lớp Lexington của Hoa Kỳ trong Thế chiến II có trọng tải 43.000 tấn và động cơ 180.000 mã lực, nhưng tốc độ tối đa chỉ 33 hải lý/giờ. Thiết giáp hạm lớp Iowa, dù có động cơ mạnh hơn (210.000 mã lực), cũng chỉ đạt tốc độ tương tự do giới hạn về hiệu suất năng lượng.
Để tăng tốc độ từ 30 lên 50 hải lý/giờ, công suất động cơ cần tăng lên gấp 7 lần, nhưng hệ thống động lực hiện tại chưa đủ khả năng hỗ trợ. Thêm vào đó, tốc độ cao đồng nghĩa với việc tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn, giảm hiệu quả hoạt động và tầm hoạt động của tàu. Vì vậy, các tàu sân bay hiện đại như lớp Nimitz của Mỹ, mặc dù có khả năng đạt tốc độ cao hơn, thường chỉ duy trì ở mức 30 hải lý/giờ để đảm bảo hiệu quả và kinh tế.
Cuối cùng, mô hình tác chiến hiện đại đã thay đổi, không còn tập trung vào tốc độ mà vào sự phối hợp giữa công nghệ radar, vũ khí chống hạm và khả năng phòng thủ. Điều này giải thích tại sao tốc độ không còn là yếu tố quyết định trong thiết kế tàu chiến hiện đại, và tàu chiến vẫn giữ tốc độ trung bình khoảng 30 hải lý/giờ. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ, có thể trong tương lai, tốc độ của tàu chiến sẽ được cải thiện.
Có hàng triệu loài trên Trái đất, tại sao chỉ mỗi con người cần mặc quần áo để giữ ấm?
Con người là loài đặc biệt trong số các loài linh trưởng, tất nhiên điều này không có nghĩa là chúng ta đã phát triển một nền văn minh thông minh và nhảy ra khỏi vòng tròn đó.
Vì sao “ngọn núi nhỏ nhất Trung Quốc” cao chỉ 0,6m nhưng không ai dám leo trèo?
Có những ngọn núi không giống như hình dung của mọi người. Chúng không cao lớn, cũng chẳng hùng vĩ như chúng ta tưởng tượng.
Tại sao động vật càng "to xác" càng ăn ít? Nghịch lý này vật lý cũng không giải thích nổi!
Trong nhiều thế kỷ, các nhà khoa học đã đặt câu hỏi tại sao, tính theo kg, động vật lớn đốt ít năng lượng hơn và đòi hỏi ít thức ăn hơn động vật nhỏ.
Tại sao trọng lực kéo chúng ta xuống mà không phải kéo lên?
Trọng lực là một lực có mặt khắp nơi, định hình trải nghiệm hàng ngày của chúng ta, giữ con người an toàn với Trái đất và chi phối chuyển động của các hành tinh trong không gian.
Con voi có thể sống sót dù bị gãy chân, nhưng tại sao con ngựa bị gãy chân lại phải chết?
Phương thức sinh tồn của vạn vật trong tự nhiên rất kỳ lạ và đa dạng, còn thế giới động vật thì chứa đầy bí ẩn.
Vì sao cá khủng tràn ngập dưới đập Tam Hiệp nhưng tuyệt nhiên không ai dám đánh bắt?
Từ lâu, cá đã trở thành món ăn không thể thiếu trên bàn ăn của mỗi gia đình ở Trung Quốc.
