把土星5号火箭发动机装在航母后面，启动后，航母能飙到多少速度？ _航母

这是一个让人脑洞大开的问题，一般人是想不到了，那既然作者问了，我秉承着科学至上的精神给您解答。

【把土星5号火箭发动机装在航母后面，启动后，航母能飙到多少速度？】首先我们要知道土星5号发动机的性能，它高5.64米，喷口直径3.71米，每秒钟可以燃烧1790千克液氧和788千克煤油，可谓是一个烧油巨兽。第一级总重2290吨，光燃料就占了2160吨，发动机工作165秒，产生的总推力为3510吨。从数据上我们可以假设，土星5号一级共装了2160吨燃烧，而发动机只用了165秒就把它们全部烧光。而这时火箭进入大气层，距离地面20公里，速度达第一宇宙速度每秒11.2千米。

我们把这些参数整合到航母中，大家都知道，航母要比土星五号大多了。以尼米兹级核动力航母为例，它排水量力10万吨，虽然很大，但它上面可是寸土寸金的地方，去掉所有钢铁重量，假设它里面可以装2万吨火箭燃料。这样当装在它屁股后面的土星五号发动机点火时可以工作1500秒，可是因为航母在水里面的阻力要比空气中高大概800倍。火箭速度除以水中的阻力可以得出航母的速度。

所以，根据我换算得出，当燃料烧完时，航母的速度能达到每秒钟125米左右。以上纯属推算，不严谨处还请见谅。

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这可真是一个脑洞足够大的设想，在解答这个问题之前我们先来比较一下火箭发动机与航母发动机的动力：

土星5火箭发动机的推力为34020千牛；航母发动机最大输出马力260000匹（尼米兹级航空母舰）。

下面我们开始以马力为单位来换算：根据一千牛=1.36马力，34020×1.36=46267.2匹，260000-46267.2=213732.8匹。

根据计算得出了这样的结论：当我们把土星5火箭发动机的推力换算成马力以后，得到了火箭发动机的输出功率约为46267.2马力的结果，它与航空母舰发动机的输出功率存在着213732.8马力的差距。

这就意味着火箭发动机的动力输出只相当于航空母舰发动机最大输出功率的17.7%，这是什么概念呢？

假设航空母舰在无风或微风海域中放飞舰载机时，需要将发动机功率提高到100%，即260000马力的情况下才能驱动航母达到30节的放飞舰载机航速。

下图为土星5火箭巨大的发动机喷口，它能够将载荷在600秒以内加速至接近7900米/秒的第一宇宙速度，可以说是人类有史以来推力最大的火箭。

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那么17.7%的动力只能驱动航空母舰航速达到5.31节，相当于9.6公里/小时，这个航速不要说放飞舰载机了，连最起码的经济巡航速度都达不到。

可见土星5火箭发动机虽然推力巨大，但是却不具备驱动航空母舰高速航行的条件。

再者，星5火箭发动机在满载2300吨燃料的情况下比冲只有约640秒，也就是说把星5火箭发动机安装在航空母舰上，能以5.31节的航速持续推动航空母舰航行421秒！这就是把土星5火箭发动机安装在航空母舰上得到结果。

那么问题就来了：为什么土星5火箭发动机巨大的推力能将火箭加速到7.9公里/秒的第一宇宙速度，却无法驱动航空母舰高速航行呢？

我们再用一组数据来进行对比：土星5火箭的最大起飞重量约为3000吨；航空母舰最大排水量为9.1万吨（“尼米兹”级CVN-68-70型）。

很显然，一款用来驱动3000吨火箭飞行到第一宇宙速度的发动机是无法驱动近10万吨航空母舰进行高速航行的，因此安装在航空母舰上的土星5火箭发动机只能推动其进行10多分钟的低航速运动，所谓“飙”是万万谈不上的。

下图为美国海军装备的尼米兹级核动力航空母舰，满载排水量超过了90000吨。土星5火箭发动机虽然推力巨大，但是不足以驱动航空母舰“飙”起来。

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那么新问题就来了：如果一定要用火箭发动机来驱动航空母舰，需要多少个土星5火箭发动机才能让其“飙”起来呢？

假设航母“飙起来”的标准就是30节的舰载机放飞航行速度，那么260000马力就需要大约5.6个土星5火箭发动机同时工作！

需要特别说明的是，即便如此之多的土星5火箭发动机安装在航空母舰上，也只能维持10多分钟的30节航速，按照平均放飞一架舰载机耗时2.5分钟来计算，在这段时间里仅能放飞4架舰载机。

如果想要把一个中队12架舰载机全部放飞，所有的土星5火箭发动机需要同时工作1800秒，那么每台火箭发动机需要额外增加2.8倍的燃料，而航空母舰一共需要为它们搭载36064吨燃料。

做为一艘9万吨级的核动力航空母舰，有效载荷仅为18000万吨，为了半个小时30节“飙起来”的航速，竟然需要搭载30000多吨的火箭发动机燃料，可见为航空母舰安装火箭发动机真的没有任何实用价值。

下图为正在弹射起飞舰载机的航空母舰，在放飞舰载机时，航空母舰需要加速至30节以上的高航速，为舰载机成功弹射升空创造强劲的甲板风。如果用土星5火箭发动机来驱动航空母舰达到30节，那就需要很多个土星5火箭。

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土星五号作为迄今为止推力最强的运载火箭，其不光能够将超过110吨的航天器送往距离地面200*350公里的近地轨道，也能将全重达到48吨的阿波罗登月飞船送往近地点420公里远地点6.6万公里的地月转移轨道。所以发展土星五号这种超重型运载火箭早已成为人类顺利登月返回的安全保障。当然为了实现这么强的发射载荷，土星五号超重型运载火箭的起飞推力高达3408吨。

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1吨推力大概相当于889马力，那么3408吨的起飞推力换算成马力的话，大概是303万马力。当前全球范围内最强的航母就是美国现役的福特号航母了，其装备的两台A1B核反应堆总计可以产生28万马力，其中23万马力可以使满载排水量达到10万吨的核动力航母达到32节以上的航速。那么土星五号装备的五台F15液体火箭发动机产生的303万马力，差不多是福特号航母装备的两台A1B核反应堆总输出马力的10.8倍。是不是意味着土星五号的起飞推力能够推动比福特号10万吨航母大10倍——满载排水量高达100万吨的航母也达到32节的高航速呢？

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实际并不是这样的，军舰在水中高速航行会受到水的航行流体阻力、兴波阻力、粘滞阻力等多种水阻力因素影响，同时因为军舰的舰型不同、吃水深度不同所需要的总推力也是不一样的，比如满载排水量高达10万吨的福特级核动力航母只需要28万马力即可达到32节的航速，而满载排水量不到一万吨的伯克2A级导弹驱逐舰却需要10万马力才能达到32节的航速要求。

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这是因为船舶在水中高速航行时主要受到的阻力就是兴波阻力和水阻粘滞阻力了，比如船舶在水中运动时产生的兴波波长与船只水线长度相当，低速航行时，兴波传播速度远大于航速，能量迅速消散，波高很低，船舶总阻力由以摩擦阻力为代表的粘滞阻力主导，随着航速提高，兴波阻力逐步增大，中等航速时与摩擦阻力平飞秋色。中低速航行时，阻力与航速的 2 次方成正比，推进功率因此与航速的 3 次方成正比。反之高速航行时，船速接近兴波传播速度时，船首产生的兴波无法及时消散，能量不断叠加，波高迅速增大，兴波阻力主要阻力不断累积并成航速的 4 次方增长，此时军舰的推进功率消耗于大概是航速的五倍速度增长。简单来说的话就是，船体的长度越长军舰的航行阻力反而越小，这也就是满载排水量高达10万吨、但是长度超过330米的尼米兹级核动力航母只需要28万马力既能达到32节航速，而满载排水量不到一万吨、同时舰体长度不到150米的伯克2A级导弹驱逐舰却需要10万马力才能达到32节航速的要求。

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这样算下来的话，土星五号产生的303万马力实际上只能够推动满载排水量25万吨的航母达到32节的航速要求，至于为什么不是100万吨的航母达到32节的航速也是有原因的。因为随着军舰的满载排水量增加后吃水深度也在不断增加，继而增加了军舰的兴波阻力、粘滞阻力和流体阻力，特别是兴波阻力是成4次方增长的，而且军舰满载排水量增加后，为了保证舰艇结构强度达标，还需要额外对军舰的舰体结构进行加强处理。

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所以总结而言，土星五号虽然能够将118吨的航天器送到200千米以上的近地轨道太空中去，但是放在航母身上上的话，却只能推动满载排水量达到25万吨的航母达到32节的标注航速，如果放在现役10万吨的航母后面的话，航母只有一个结局——不是被超大推力给挤碎的，而是被强大的海水阻力给压碎的。