為何現在只有美法兩國擁有核航母,技術門檻在哪裡?

街角在-等待


主要的門檻是核反應堆和錢,前者就是世界上絕大部分國家都缺乏“功率足夠大、小型化不錯、可靠性高”的航母用核反應堆技術;後者就是除美國外,有一定核動力技術儲備的國家都缺錢(比如俄、英、法等),所以到現在也就是美國擁有“真正的”核動力航母(航母用反應堆)+法國擁有核動力航母(潛艇用反應堆)。

比如美國第一艘核動力航母“企業”號,採用了8臺核潛艇用反應堆,雖然輸出功率和高速性能有效,但是帶來的管理問題、效率問題、造價問題和安全維護問題也讓美軍頭疼,所以只建造了一艘就停止並全面轉向“小鷹”級常規航母。這就說明了當時的美國航母用核動力裝置還不成熟,只能靠用艇堆來湊,直到航母用核反應堆A4W成熟,才開始又批量建造“尼米茲”級核動力航母。

再說法國唯一一艘核動力航母“戴·高樂”號,採用了2臺“凱旋級”核潛艇上的K-15核反應堆,總輸出只有7.6萬軸馬力,導致只有4.2萬噸的“小航母”的最高航速僅區區25節。到法國戴高樂航母研製時,其實制約其發展的主要就是資金問題:1、限於資金有限,法國決定不發展新型航母專用反應堆,沿用凱旋級核潛艇的反應堆;2、K-15潛艇用核反應堆應該說在“潛艇”界是非常優秀的動力系統,但是對航母來說功率還是較低,如果戴高樂號能上4臺K-15的話,那麼總功率就完全不是問題,可是由此帶來的結構改變、成本增加又是法國難以接受的。

總結一句話,對五大國來說,以現有的技術平來說,如果資金充足+戰略上迫切需求的話,應該都是能“憋”出核動力航母的,最不濟就是用核潛艇反應堆往上堆數量嘛,不過對於收縮狀態的英法俄來說,核動力航母並非迫切需求,也只有有實力競逐世界海軍的國家才會有那麼一些需求。

最後來說一些潛艇反應堆和航母反應堆的不同,從技術上原理上來說,現在大多用得都是壓水堆,基本大同小異;但是具體細節不同、研製偏重不同,航母用堆更追求大的功率輸出,以及高低功率切換的穩定性;潛艇用堆則更追求低噪音,比如說“自然循環”技術。潛艇堆對小型化的需求比航母更苛刻,而航母堆對於空間的要求相對沒有那麼大。總的來說,軍用核堆還是靠技術積累和資金研發投入的,並不可能一蹴而就,也沒有什麼彎道超車可言,都得一步一步那麼過來的。


衛青點兵


核動力航母的門檻在大型蒸汽輪機上。說起來,法國就是這一技術不過關,導致了戴高樂號航母存在不少問題,應該說法國也不算是突破了門檻,法國還是個門外漢,因此PA2航母又重回常規動力,法國想要在未來放棄核動力這個噩夢。


其實從這個角度來看,世界上真正掌握了水面艦艇核動力技術的只有美國和俄羅斯兩國,俄羅斯的前身蘇聯曾經建造過2萬多噸的基洛夫級巡洋艦、3萬噸的核動力偵察船、7萬噸的核動力航母。法國只是將潛艇上使用的核反應堆大量堆砌起來,由於沒有大功率蒸汽輪機,因此戴高樂的航行功率和速度遠遠達不到要求,還經常因為馬小車大導致傳動系統故障。


需要說明的是,核動力絕不僅僅是核反應堆,和電力驅動技術一樣,核反應堆和發電機都只是產生能源來源的“原動機”,而不是提供推動力的“發動機”,核潛艇也只是把核動力產生的能量轉化為電能推動潛艇的電動機,帶動驅動軸系來前進,而核動力則是用蒸汽輪機把核能產生的熱轉化為推動蒸汽輪機運轉的能量,也就是用核反應堆取代了鍋爐。

圖為遼寧艦和我國軍迷設想的未來核動力航母。


因此,光有核反應堆技術還不行,還必須有能夠承受,並且轉化核能,同時功率大到能推動航母前進的蒸汽輪機。蘇聯當初為了攻克這一技術,先在核動力破冰船上測試了蘇聯自己的核反應堆--蒸汽輪機--大型水面艦艇驅動軸系這一套技術,然後建造核動力巡洋艦獲得了軍事實踐經驗,然後才開始建造1143.7型烏里揚諾夫斯克號核動力航母的。


我國目前也開始開發核動力破冰船,開始積累水面船舶的核動力-蒸汽輪機-驅動軸系這一整套技術,核動力破冰綜合保障船已經完成招標,資金也已經撥付,近期就會開建,而我國的核動力航母也會在不久的將來出現,畢竟我國還是有可以帶動6萬多噸的航母的大型蒸汽輪機的,再努力一把,開發出足以帶動8萬噸級航母的蒸汽輪機和驅動軸系也不會太難,因此海事先鋒還是很期待我國的核動力航母誕生的。


海事先鋒


航母美英法日都搞過,

核動力,美俄牛逼。

核航母只有美國是比較牛的,法國的很勉強,核反應堆設計水平是關鍵,

體積,功率,瞬時功率,美國在這方面領先,

但美國的技術它自己也不太滿意,想淘汰,

為何?因為它是核子堆燒開水,是蒸汽核子堆。

這東西玩不了電磁彈射,不是一個路數。

核子堆發熱→燒水→發電,

這種核子堆蒸汽多,蒸汽管路相關設備也多,

對於電彈全是絆腳石。

法國用的是核潛艇改的核子堆,噪音小,功率也不夠。

所以關鍵就在怎樣設計個功率足夠,體積也適當的堆型。

燒水散熱還可以改嗎?

當前的水是雙層循環水,

可以燒液態合金嗎?可以燒別的高比熱溶高沸點液體嗎?

我們知道乙二醇,等液體沸點高,冰點低。

沸點高,比熱容大,可以更好的導出核子堆的熱量,

找到更好的適用液體,核子堆性能就會提升,

再有就是能量導出機制,

不燒水不燒液體可以導出能量而又不洩露核子汙染嗎?

核子堆是中子,電子,質子,之間的事,電荷很活躍,

如用磁場對活躍的電荷加以磁場致偏,電荷就會正負分開,打靶,形成正負極板,組成電源極板,直接輸出電能,

而粒子在內部隔離。

這樣導出的就是電力了,當然散熱製冷降溫又是一套。

電磁彈射器用不著蒸汽,只要電,瞬時大功率放電,還能連續多次(幾十次到一兩百次)

核子動力的輸出功率鍋爐功率是不太容易隨便調節的,啟動之後可調節範圍有限,調節也遲鈍,不太可能像汽車那樣隨便熄火,加油。



AUTUYT


1.全球核航母只有美國和法國。但是法國那個只能算半個,因為戴高樂航母用的是核潛艇的發動機,功率輸出,航程都比常規還差。如果隨便裝個核潛艇發動機上去就是核航母,那我國也擁有了。可事實牽扯到一項關鍵技術

2.這技術就是“核反應堆小型化”。而掌握這技術的只有美國一家,而且還不是完全掌握,美國最新的福特級核航母不停出問題就是技術還不成熟。

3.核反應堆小型化是核發動機小型化,能裝航母上,不佔用空間,功率和航程無限的發動機。而不是法國的小牛拉大車。這裡區分核武的小型化,核能小型化發動機是可控的,核武是戰爭武器,一次性。不一樣,這裡要區分。所以很多國家掌握了核武器小型化,還是造不出發動機的原因。

4.美國航母技術發展了近百年,核武器美國先發明並唯一實戰過,所以美國單獨有小型化技術不是很驚奇的事,而我們中國需要趕超的地方很多,未來的核航母還需要幾代人去研發並壯大!大家怎麼看?










LY傳媒or大雜燴


目前只有美國和法國擁有核動力航母,而法國的核動力航母用的是潛艇級核反應堆,功率小,航母不具備基本的作戰能力,只有美國航母才能成為真正的核動力航母,航母本身技術也不是高不可攀,前蘇聯就建造過烏里揚諾夫斯克號核動力航母,而且已完成了30%,可惜蘇聯解體了,蘇聯還有核動力巡洋艦,核動力破冰船,兩萬噸級的核潛艇,足以證明前蘇聯具有建造核動力航母的能力,中國的核動力潛艇也更新了幾代,中國也正在建造核動力破冰船,核動力航母也在探索中,相信不遠的將來就會有消息傳出,以目前的技術,英國,中國,日本,德國,意大利,以色列都能造核動力航母,只是造價太高,一般國家軍費承擔不起,才沒建造,不是技術的原因;以我們國家為例,如果國家安全需要,我相信我們國家很快就能建造,也許性能趕不上美國水平,但“能用“還是沒問題的,核動力航母之所以少主要還是初始建造成本太高,超出一般國家的財力。


來自海上飄在空中


航空母艦的建造成本非常高,美國海軍裝備的一艘福特級航空母艦的建造成本就在130億美元,還不包括配備的各種武器系統等,一艘航空母艦要配備75架艦載機,其中就包括44架F/A-18E/F超級大黃蜂戰鬥機,6架EA-18G咆哮者電子戰機,5架E-2D鷹眼預警機,另外還有直升機和艦隊後勤運輸機等。

航空母艦的使用也是一個費錢的事情,僅僅護航編隊就有許多的艦艇,美國一般按照4艘阿利伯克宙斯盾導彈驅逐艦和1艘提康德羅加宙斯盾導彈巡洋艦的配置,除了這個之外還有補給艦和水下的核動力攻擊型核潛艇。

法國由於財政預算不足,其建造的航空目前只有美國的一般噸位都不到,只有35000噸,其搭載的艦載機數量也只有美國的一半不到的規模,而且為了省錢還只用了1個核反應堆,以至於最高航速只有28節,這是世界上最慢的航空母艦。法國的航空母艦使用的是陣風M戰鬥機,達索公司為了省錢連機翼摺疊功能都沒有設計。

世界上能夠建造航空母艦的國家本來就不是很多,航空母艦的研製需要非常強的工業基礎,目前包括美國,英國,法國,中國還有印度是具備這個能力的,印度在2013年就下水了一艘維克蘭特號航空母艦,不過至今還在舾裝之中。航空母艦的建造需要許多配套設施,從印度建造航空母艦的尷尬就看得出來了,印度是打腫臉充胖子。

核動力航空母艦需要核反應堆,這個也是一個難題,目前世界上擁有核潛艇的國家有6個,其中包括美國,英國,法國,俄羅斯,中國和印度。也就是能夠建造航空母艦用核反應堆的就在這個6個國家中了,算上航母建造能力,最後就沒有幾個能夠建造核動力航空母艦了。核技術的門檻在哪裡?這個需要強大的工業基礎做支持,否則就無法進行相關的研製,除非購買技術。


航空視界


核動力航母的關鍵技術在於艦載核動力裝置即反應堆,而其技術難點就是功力和體積的兼容問題。目前我們知道核航母、核潛艇和核動力破冰船都使用了核動力,但由於受到船體的限制,核潛艇和破冰船使用的反應堆體積都較小,輸出功力相對也較弱,所以航速很難得以提高。只有美國的核動力航母在堆體小型化方面解決得比較好,使得核動力裝置在不佔用太多空間的同時給航母提供了35節以上高航速的動能。而法國戴高樂號航母,雖然是繼美國之後世界上第二個使用核動力的航母,也正是因為解決不了反應堆小型化的問題,只好用潛艇反應堆來替代,結果大家都知道連常規動力系統的功力都達不到。俄羅斯在這方面也不如意,為了保證航速和續航力,反應堆的體積又降不下來,只好把戰略導彈核潛艇做成了排水量近4萬噸的"水下航母"了。目前我們國家的航母發展非常迅速,核動力航母眾望所歸,但堆體小型化同樣是橫在我們面前的一道坎。相信我們的專家和科研隊伍以他們聰明睿智和頑強拼博的精神,在不久的將來一定會讓我們驕傲地看到中國的核航母馳騁在大洋上!


凡夫俗子吳楊


首先需要了結核動力航母在技術難度上一定是要高於常規動力航母的。這也可以間接體現在二者間的差距上。

核動力航母最大優點是擁有無限航程,而且是無限高速航程。這導致了很多優勢:

核動力航母無需攜帶自用燃油,可以攜帶更多的航空燃油。(尼米茲級航母攜帶350萬加侖航空燃油,而肯尼迪號攜帶的是180萬加侖航空燃油和240萬加侖船用燃油。

核動力航母可以部署在更安全的後方,無需靠前部署。

同樣航程則比常規動力航母更快到達戰區。

(注:此優勢非常微弱,因為常規動力航母一樣可以飈高速,只不過要多花-點點時間補給燃油,後勤依賴較高而已。

到達時間的對比如下圖,跑12000海里,也就差了幾小時而已

核動力航母單獨行動的時候不需要燃油補給艦,而航空燃油和彈藥補給艦可以稍後出發,更加安全。

降低了全球海軍基地的燃油預置數量,以及日常或戰爭中保護這些燃油儲藏點的難度。即使燃油儲藏點被攻擊毀壞,核動力航母的行動依然不受任何限制。

最重要的應該是更大的電力供應能力。(尤其是未來服役的電磁彈射,電磁軌道炮,激光武器,超大面積相控陣雷達等等耗電大戶。

核動力航母艦隊減少了1/3的行進中燃油補給,降低了補給時候被攻擊的風險。

核動力航母的加速性能強得多,能輕鬆應對突

的風力變化,或者:飛機故障需要迫降。

不過報告也指出,常規動力航母從來沒有因為加速能力不足,而導致飛機墜毀。

另外

航空母艦採用核動力推進以後,具有很多明顯的優點:首先,沒有煙囪帶來了許多好處。常規航母_上的進氣道、排氣道和大型煙囪不僅佔去大量空間,而且降低了艦體強度。它們排放的高溫廢氣一方面嚴重腐蝕艦上設備,一方面也會產生湍流而影響飛機的著艦。而核動力航母一勞永逸地消除了這些問題。

其次,大量空間被節省下來,可大大提高艦艇的有效荷載,可以裝載更多的航空燃油、武器 給品,增加航母的自持力,更適合航母這一戰略性兵力的作戰特點。

第三,常規動力航母的續航能力一般在1 .5萬一2.7萬公里,而核動力航母可50倍於此。且更換一次燃料就可連續航行數十萬海里,核動力使航母具有了近乎無限的機動能力。核燃料更換一-次即可連續航行數十萬海里,這在常規航母是不可想象的。

第四,核動力航母的工作、生活條件大為改善。它沒有煙囪排出的有毒氣體的影響,沒有惱人的噪聲。進氣道和煙囪所節省下的空間使居住艙室更加寬敞,巨大的動力資源可以大量淡化海水,也可以使艙室的空調效果更好。不要小看生活條件的改善,在長期枯燥乏味的海上生活中,良好的生活條件可以大大激發艦員的工作熱情。一-節選自《百年航母》張召忠著。

可見核動力航母的實力和戰鬥力是要遠高於常規動力航母的。這也是目前中國還在積極發展自己的核動力航母的原因。

建造核動力航空母艦,與建造常規動力航空母艦相比最核心的區別就是艦用核反應堆。船用動力堆小型化是科研難題,其要求是核物理上動力充沛、中子毒物效應小、輻射防護設計容易,製造上體積小巧、高度集中、堆與水力迴路一體化。換言之,進一-步提高能量密度。

增加核燃料丰度是最直接的辦法,後果需要重新設計核物理模型。但核燃料丰度增加成功,則帶來熱力學密度上升,又需要重新設計熱工水力模型。以上又帶來材料學、機械設計、電氣部儀表控制等上難度的增加。

這種設計是個綜合性難題。對於除美國外的全世界有核國家,大功率船用反應堆都是工程學難題。前蘇聯也曾經掌握,但不及充分實踐(水下艦艇成熟,水面艦艇僅實踐於破冰船,航母未實際完成建造安裝)蘇聯就解體了。

兩個典型的不成功案例。一個是法國的戴高樂號航母,由於無法完成高濃度燃料堆的設計(原因.非常多) ,導致需要多個低濃度堆工作,佔據了寶貴的船體空間,也使得蒸汽系統變得複雜。另一個是日本陸奧號核動力科考船,同樣因為堆體積問題導致輻射屏蔽空間不足,船體內許多空間不適宜工作和居留,既不宜靠港,也達不成功能需求,最終拆除反應堆恢復為傳統動力。





劍指蓬萊


當然核動力航空母艦的核心技術門檻不僅僅是核動力,前蘇聯可以建造數萬噸級的核動力巡洋艦和潛艇,但一直沒有吃透建造核動力航空母艦的技術瓶頸,而題幹中描述的所謂的美法兩國都擁有核動力航空母艦中的法國,也不過是一艘僅僅將常規動力更換為核動力的一款半成品航母而已!



即便是算上常規動力航母和一些準航母,全球也沒有幾個國傢俱備生產和裝備的能力,而且還有幾個國家在艦載設備上還是通用的,可以說航母本身就是一個非常複雜的作戰系統,這個作戰系統至少有幾個方面的技術和應用難度還是制約大多數國家無法裝備航母的!



第一,核動力:目前可以吃透艦載核動力的國家其實並不多,能夠應用在航空母艦上的更是屈指可數,這決定了裝備核動力航母的國家的數量極少!



第二,複雜的體系工程:建造一艘現代艦船是一項非常複雜的工作,需要在材料、系統集成、武器系統、通訊、探測和艦載機的研發應用等方面要求都是極高的,能夠完成這些技術整個的國家和體系更加稀少,目前擁有這項技術集成能力的國家全球不超過兩家,法國也是這兩家之外的國家!



第三,昂貴的價格:航母是大國重器,這決定研發航母和裝備航母需要獨立的一套工業,這意味著體系中的分項研究就非常昂貴,例如建造航母所需的特種鋼、飛機著艦需要的攔阻索和耐高溫腐蝕飛行甲板,艦載機和艦載機飛行員的培養,如美國的核動力航空母艦基本造價為75億美金,全壽命維修保養和使用費用大致為600美金,當然這還不包括研發新技術的費用,能承受這個軍費的國家實在太少!法國雖然有航母,但大多數時候都是在基地。而像美國這樣動輒就出動航空母艦編隊耀武揚威的國家,也只能是軍費幾千億美金的國家才能承受的起!



航母一般的都是以航母戰鬥群的形式存在的,而建造和維護航母戰鬥群的其它艦隻也是一個非常消耗資金的大項目,國防費用千億以下的建造這些輔助艦隻已經捉襟見肘了,何談建造運行航母?


涇水書生


蘇聯在冷戰末期也準備建造核動力航母,也沒有技術上的問題。蘇聯之所以造的這麼晚,主要是軍事戰略的影響,和技術門檻沒什麼關係。企業號最初也是用的核潛艇反應堆。

英國也有能力製造核動力航母,技術上也沒問題,問題是沒錢。1960年代英國經濟長期衰退,戰略上放棄了蘇伊士運河以東,英國的軍事力量只限於大西洋和地中海。此時美國剛造出核動力航母,英國卻沒有錢了,戰略上也不需要了。79年代還把正在服役的兩艘大型航母皇家方舟號和鷹號退役。改用裝備垂直起降戰鬥機的無敵級直通甲板巡洋艦。

如果中國倉促上馬核動力航母也是沒有社麼問題的。不過是多安裝幾個反應堆的事。限制中國的不是反應堆核動力,而是彈射器。


其他國家,特別是美國的盟國,可以購買美國的彈射器。動力上日本有製造核動力航母的能力。不要以為安倍晉三隻是代表日本的少數人,其實多數日本人是希望日本重新擴張的。以前有人問張召忠日本會不會往海外派兵,中國怎麼辦?局座當時說日本有和平憲法,禁止派兵。這就有點天真了。憲法是可以修改的。前段時間關於日本軍事力量,我說日本有能力建造航母。很多人不屑,覺得日本依賴美國技術,不能叫自主建造,戰時會受到限制。他們就不想一想,美國怎麼會限制日本戰時從美國購買武器?是不是自主建造有那麼重要嗎?只要外購設備、部件沒有障礙,是不是百分百國產根本就不重要。

除了日本,能建造核動力航母的基本就沒有了。印度很想造,技術上也沒有封鎖。


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