速度的定义
速度的基本定义是 单位时间内移动的距离，轮船航速也不例外，但关键在于 “单位时间” 和 “距离” 的单位选择。
最常用的单位：节
在航海和航空领域,全球通用的航速单位是 节。
（图片来源网络，侵删）
- 定义：1 节 = 1 海里/小时。
- 符号：knots 或 kt。
如何计算节？
公式： $$ \text{航速 (节)} = \frac{\text{航行距离 (海里)}}{\text{航行时间 (小时)}} $$
关键单位换算：
- 1 海里 ≈ 852 公里
- 1 小时 = 60 分钟
举例说明：
计算平均航速
一艘轮船从港口A出发,航行了 120 海里，用时 4 小时，它的平均航速是多少？
（图片来源网络，侵删）
- 计算：航速 = 120 海里 / 4 小时 = 30 节
- 换算成公里/小时：30 节 × 1.852 公里/海里 = 6 公里/小时
计算航行时间
一艘轮船以 18 节 的速度航行，需要 10 小时 才能到达目的地，请问总航程是多少海里？
- 计算：航程 = 航速 × 时间 = 18 节 × 10 小时 = 180 海里
其他常见的航速单位
虽然“节”是专业标准，但在日常生活中或某些特定领域，也会使用其他单位。
| 单位 | 全称 | 换算关系 | 主要使用场景 |
|---|---|---|---|
| 节 | Knot | 1 节 = 1 海里/小时 | 航海、航空、军事（全球通用标准） |
| 公里/小时 | Kilometer per Hour (km/h) | 1 节 ≈ 1.852 km/h | 民用、新闻报道、内陆水运（如长江、内河） |
| 米/秒 | Meter per Second (m/s) | 1 节 ≈ 0.514 m/s | 科学计算、流体力学（研究船体阻力等） |
| 英里/小时 | Mile per Hour (mph) | 1 节 ≈ 1.15078 mph | 英联邦国家、美国（新闻报道或非专业交流） |
航速的几种不同类型（非常重要）
在实际应用中,我们谈论的“航速”并不是一个单一的概念，它分为以下几种，理解它们的区别至关重要。
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a. 静水航速
- 定义：指轮船在完全平静、无风、无水流影响的水中，主机以某一功率航行时达到的速度。
- 特点：这是一个理论值，主要在船舶设计、试航时使用，它反映了船舶本身的性能。
b. 航速
- 定义：也叫“海上速度”，指船舶在实际航行中，考虑了风、浪、水流（海流）等自然因素影响后，相对于海底固定点的实际速度。
- 特点：这是船舶运营中最常用的速度，关系到航程时间和燃料消耗，它通常比静水航速要低。
c. 对地速度
- 定义：与“航速”基本同义，特指船舶相对于地球表面（即海底）的速度。
- 计算：
对地速度 = 船舶在静水中的速度 + 水流速度- 顺流而下时,水流速度为正，航速会变快。
- 逆流而上时,水流速度为负，航速会变慢。
- 重要性：规划航线、估算到达时间必须使用对地速度。
d. 对水速度
- 定义：指船舶相对于周围水体的速度，不考虑水流的影响，它可以通过船上的 计程仪 测量出来。
- 特点：它反映了船舶主机当前的推进效率，在计算船舶自身的操纵性能（如转向、掉头）时很有用。
如何实际测量和计算航速？
现代轮船主要通过电子设备来精确测量和计算航速。
-
计程仪：
- 作用：测量船舶 对水速度。
- 原理：安装在船底，通过测量水流冲击传感器的频率或超声波的反射来计算船与水之间的相对速度。
-
GPS (全球定位系统)：
- 作用：测量船舶 对地速度。
- 原理：通过接收多颗卫星信号，精确计算出船舶在地球表面的三维坐标和移动速度，这是目前最常用、最准确的航速和航向数据来源。
-
主机转速：
- 作用：估算航速。
- 原理：船舶在出厂时会进行“试航”，绘制出“主机转速-航速”对应曲线图，在航行中，轮机长可以根据当前的主机RPM，从图表上大致估算出静水航速，这是一种经验估算方法。
| 航速类型 | 英文 | 定义 | 计算方式 |
|---|---|---|---|
| 静水航速 | Speed Through Water (STW) | 船舶在理想静水中的速度 | 船舶设计、试航数据 |
| 航速/对地速度 | Speed Over Ground (SOG) | 船舶相对于海底的实际速度 | GPS直接测量 或 对水速度 + 水流速度 |
| 对水速度 | Speed Through Water (STW) | 船舶相对于周围水体的速度 | 计程仪测量 |
- 当你问轮船开多快时,通常指的是 节。
- 轮船导航员和船长最关心的是 对地速度，因为它决定了何时到达。
- 轮机长和驾驶员关心 对水速度，因为它反映了船舶的推进状态和操控性能。
希望这份详细的解释能帮助您全面了解轮船航速的计算方法！
