为何现在只有美法两国拥有核航母,技术门槛在哪里?

街角在-等待


主要的门槛是核反应堆和钱,前者就是世界上绝大部分国家都缺乏“功率足够大、小型化不错、可靠性高”的航母用核反应堆技术;后者就是除美国外,有一定核动力技术储备的国家都缺钱(比如俄、英、法等),所以到现在也就是美国拥有“真正的”核动力航母(航母用反应堆)+法国拥有核动力航母(潜艇用反应堆)。

比如美国第一艘核动力航母“企业”号,采用了8台核潜艇用反应堆,虽然输出功率和高速性能有效,但是带来的管理问题、效率问题、造价问题和安全维护问题也让美军头疼,所以只建造了一艘就停止并全面转向“小鹰”级常规航母。这就说明了当时的美国航母用核动力装置还不成熟,只能靠用艇堆来凑,直到航母用核反应堆A4W成熟,才开始又批量建造“尼米兹”级核动力航母。

再说法国唯一一艘核动力航母“戴·高乐”号,采用了2台“凯旋级”核潜艇上的K-15核反应堆,总输出只有7.6万轴马力,导致只有4.2万吨的“小航母”的最高航速仅区区25节。到法国戴高乐航母研制时,其实制约其发展的主要就是资金问题:1、限于资金有限,法国决定不发展新型航母专用反应堆,沿用凯旋级核潜艇的反应堆;2、K-15潜艇用核反应堆应该说在“潜艇”界是非常优秀的动力系统,但是对航母来说功率还是较低,如果戴高乐号能上4台K-15的话,那么总功率就完全不是问题,可是由此带来的结构改变、成本增加又是法国难以接受的。

总结一句话,对五大国来说,以现有的技术平来说,如果资金充足+战略上迫切需求的话,应该都是能“憋”出核动力航母的,最不济就是用核潜艇反应堆往上堆数量嘛,不过对于收缩状态的英法俄来说,核动力航母并非迫切需求,也只有有实力竞逐世界海军的国家才会有那么一些需求。

最后来说一些潜艇反应堆和航母反应堆的不同,从技术上原理上来说,现在大多用得都是压水堆,基本大同小异;但是具体细节不同、研制偏重不同,航母用堆更追求大的功率输出,以及高低功率切换的稳定性;潜艇用堆则更追求低噪音,比如说“自然循环”技术。潜艇堆对小型化的需求比航母更苛刻,而航母堆对于空间的要求相对没有那么大。总的来说,军用核堆还是靠技术积累和资金研发投入的,并不可能一蹴而就,也没有什么弯道超车可言,都得一步一步那么过来的。


卫青点兵


核动力航母的门槛在大型蒸汽轮机上。说起来,法国就是这一技术不过关,导致了戴高乐号航母存在不少问题,应该说法国也不算是突破了门槛,法国还是个门外汉,因此PA2航母又重回常规动力,法国想要在未来放弃核动力这个噩梦。


其实从这个角度来看,世界上真正掌握了水面舰艇核动力技术的只有美国和俄罗斯两国,俄罗斯的前身苏联曾经建造过2万多吨的基洛夫级巡洋舰、3万吨的核动力侦察船、7万吨的核动力航母。法国只是将潜艇上使用的核反应堆大量堆砌起来,由于没有大功率蒸汽轮机,因此戴高乐的航行功率和速度远远达不到要求,还经常因为马小车大导致传动系统故障。


需要说明的是,核动力绝不仅仅是核反应堆,和电力驱动技术一样,核反应堆和发电机都只是产生能源来源的“原动机”,而不是提供推动力的“发动机”,核潜艇也只是把核动力产生的能量转化为电能推动潜艇的电动机,带动驱动轴系来前进,而核动力则是用蒸汽轮机把核能产生的热转化为推动蒸汽轮机运转的能量,也就是用核反应堆取代了锅炉。

图为辽宁舰和我国军迷设想的未来核动力航母。


因此,光有核反应堆技术还不行,还必须有能够承受,并且转化核能,同时功率大到能推动航母前进的蒸汽轮机。苏联当初为了攻克这一技术,先在核动力破冰船上测试了苏联自己的核反应堆--蒸汽轮机--大型水面舰艇驱动轴系这一套技术,然后建造核动力巡洋舰获得了军事实践经验,然后才开始建造1143.7型乌里扬诺夫斯克号核动力航母的。


我国目前也开始开发核动力破冰船,开始积累水面船舶的核动力-蒸汽轮机-驱动轴系这一整套技术,核动力破冰综合保障船已经完成招标,资金也已经拨付,近期就会开建,而我国的核动力航母也会在不久的将来出现,毕竟我国还是有可以带动6万多吨的航母的大型蒸汽轮机的,再努力一把,开发出足以带动8万吨级航母的蒸汽轮机和驱动轴系也不会太难,因此海事先锋还是很期待我国的核动力航母诞生的。


海事先锋


航母美英法日都搞过,

核动力,美俄牛逼。

核航母只有美国是比较牛的,法国的很勉强,核反应堆设计水平是关键,

体积,功率,瞬时功率,美国在这方面领先,

但美国的技术它自己也不太满意,想淘汰,

为何?因为它是核子堆烧开水,是蒸汽核子堆。

这东西玩不了电磁弹射,不是一个路数。

核子堆发热→烧水→发电,

这种核子堆蒸汽多,蒸汽管路相关设备也多,

对于电弹全是绊脚石。

法国用的是核潜艇改的核子堆,噪音小,功率也不够。

所以关键就在怎样设计个功率足够,体积也适当的堆型。

烧水散热还可以改吗?

当前的水是双层循环水,

可以烧液态合金吗?可以烧别的高比热溶高沸点液体吗?

我们知道乙二醇,等液体沸点高,冰点低。

沸点高,比热容大,可以更好的导出核子堆的热量,

找到更好的适用液体,核子堆性能就会提升,

再有就是能量导出机制,

不烧水不烧液体可以导出能量而又不泄露核子污染吗?

核子堆是中子,电子,质子,之间的事,电荷很活跃,

如用磁场对活跃的电荷加以磁场致偏,电荷就会正负分开,打靶,形成正负极板,组成电源极板,直接输出电能,

而粒子在内部隔离。

这样导出的就是电力了,当然散热制冷降温又是一套。

电磁弹射器用不着蒸汽,只要电,瞬时大功率放电,还能连续多次(几十次到一两百次)

核子动力的输出功率锅炉功率是不太容易随便调节的,启动之后可调节范围有限,调节也迟钝,不太可能像汽车那样随便熄火,加油。



AUTUYT


1.全球核航母只有美国和法国。但是法国那个只能算半个,因为戴高乐航母用的是核潜艇的发动机,功率输出,航程都比常规还差。如果随便装个核潜艇发动机上去就是核航母,那我国也拥有了。可事实牵扯到一项关键技术

2.这技术就是“核反应堆小型化”。而掌握这技术的只有美国一家,而且还不是完全掌握,美国最新的福特级核航母不停出问题就是技术还不成熟。

3.核反应堆小型化是核发动机小型化,能装航母上,不占用空间,功率和航程无限的发动机。而不是法国的小牛拉大车。这里区分核武的小型化,核能小型化发动机是可控的,核武是战争武器,一次性。不一样,这里要区分。所以很多国家掌握了核武器小型化,还是造不出发动机的原因。

4.美国航母技术发展了近百年,核武器美国先发明并唯一实战过,所以美国单独有小型化技术不是很惊奇的事,而我们中国需要赶超的地方很多,未来的核航母还需要几代人去研发并壮大!大家怎么看?










LY传媒or大杂烩


目前只有美国和法国拥有核动力航母,而法国的核动力航母用的是潜艇级核反应堆,功率小,航母不具备基本的作战能力,只有美国航母才能成为真正的核动力航母,航母本身技术也不是高不可攀,前苏联就建造过乌里扬诺夫斯克号核动力航母,而且已完成了30%,可惜苏联解体了,苏联还有核动力巡洋舰,核动力破冰船,两万吨级的核潜艇,足以证明前苏联具有建造核动力航母的能力,中国的核动力潜艇也更新了几代,中国也正在建造核动力破冰船,核动力航母也在探索中,相信不远的将来就会有消息传出,以目前的技术,英国,中国,日本,德国,意大利,以色列都能造核动力航母,只是造价太高,一般国家军费承担不起,才没建造,不是技术的原因;以我们国家为例,如果国家安全需要,我相信我们国家很快就能建造,也许性能赶不上美国水平,但“能用“还是没问题的,核动力航母之所以少主要还是初始建造成本太高,超出一般国家的财力。


来自海上飘在空中


航空母舰的建造成本非常高,美国海军装备的一艘福特级航空母舰的建造成本就在130亿美元,还不包括配备的各种武器系统等,一艘航空母舰要配备75架舰载机,其中就包括44架F/A-18E/F超级大黄蜂战斗机,6架EA-18G咆哮者电子战机,5架E-2D鹰眼预警机,另外还有直升机和舰队后勤运输机等。

航空母舰的使用也是一个费钱的事情,仅仅护航编队就有许多的舰艇,美国一般按照4艘阿利伯克宙斯盾导弹驱逐舰和1艘提康德罗加宙斯盾导弹巡洋舰的配置,除了这个之外还有补给舰和水下的核动力攻击型核潜艇。

法国由于财政预算不足,其建造的航空目前只有美国的一般吨位都不到,只有35000吨,其搭载的舰载机数量也只有美国的一半不到的规模,而且为了省钱还只用了1个核反应堆,以至于最高航速只有28节,这是世界上最慢的航空母舰。法国的航空母舰使用的是阵风M战斗机,达索公司为了省钱连机翼折叠功能都没有设计。

世界上能够建造航空母舰的国家本来就不是很多,航空母舰的研制需要非常强的工业基础,目前包括美国,英国,法国,中国还有印度是具备这个能力的,印度在2013年就下水了一艘维克兰特号航空母舰,不过至今还在舾装之中。航空母舰的建造需要许多配套设施,从印度建造航空母舰的尴尬就看得出来了,印度是打肿脸充胖子。

核动力航空母舰需要核反应堆,这个也是一个难题,目前世界上拥有核潜艇的国家有6个,其中包括美国,英国,法国,俄罗斯,中国和印度。也就是能够建造航空母舰用核反应堆的就在这个6个国家中了,算上航母建造能力,最后就没有几个能够建造核动力航空母舰了。核技术的门槛在哪里?这个需要强大的工业基础做支持,否则就无法进行相关的研制,除非购买技术。


航空视界


核动力航母的关键技术在于舰载核动力装置即反应堆,而其技术难点就是功力和体积的兼容问题。目前我们知道核航母、核潜艇和核动力破冰船都使用了核动力,但由于受到船体的限制,核潜艇和破冰船使用的反应堆体积都较小,输出功力相对也较弱,所以航速很难得以提高。只有美国的核动力航母在堆体小型化方面解决得比较好,使得核动力装置在不占用太多空间的同时给航母提供了35节以上高航速的动能。而法国戴高乐号航母,虽然是继美国之后世界上第二个使用核动力的航母,也正是因为解决不了反应堆小型化的问题,只好用潜艇反应堆来替代,结果大家都知道连常规动力系统的功力都达不到。俄罗斯在这方面也不如意,为了保证航速和续航力,反应堆的体积又降不下来,只好把战略导弹核潜艇做成了排水量近4万吨的"水下航母"了。目前我们国家的航母发展非常迅速,核动力航母众望所归,但堆体小型化同样是横在我们面前的一道坎。相信我们的专家和科研队伍以他们聪明睿智和顽强拼博的精神,在不久的将来一定会让我们骄傲地看到中国的核航母驰骋在大洋上!


凡夫俗子吴杨


首先需要了结核动力航母在技术难度上一定是要高于常规动力航母的。这也可以间接体现在二者间的差距上。

核动力航母最大优点是拥有无限航程,而且是无限高速航程。这导致了很多优势:

核动力航母无需携带自用燃油,可以携带更多的航空燃油。(尼米兹级航母携带350万加仑航空燃油,而肯尼迪号携带的是180万加仑航空燃油和240万加仑船用燃油。

核动力航母可以部署在更安全的后方,无需靠前部署。

同样航程则比常规动力航母更快到达战区。

(注:此优势非常微弱,因为常规动力航母一样可以飚高速,只不过要多花-点点时间补给燃油,后勤依赖较高而已。

到达时间的对比如下图,跑12000海里,也就差了几小时而已

核动力航母单独行动的时候不需要燃油补给舰,而航空燃油和弹药补给舰可以稍后出发,更加安全。

降低了全球海军基地的燃油预置数量,以及日常或战争中保护这些燃油储藏点的难度。即使燃油储藏点被攻击毁坏,核动力航母的行动依然不受任何限制。

最重要的应该是更大的电力供应能力。(尤其是未来服役的电磁弹射,电磁轨道炮,激光武器,超大面积相控阵雷达等等耗电大户。

核动力航母舰队减少了1/3的行进中燃油补给,降低了补给时候被攻击的风险。

核动力航母的加速性能强得多,能轻松应对突

的风力变化,或者:飞机故障需要迫降。

不过报告也指出,常规动力航母从来没有因为加速能力不足,而导致飞机坠毁。

另外

航空母舰采用核动力推进以后,具有很多明显的优点:首先,没有烟囱带来了许多好处。常规航母_上的进气道、排气道和大型烟囱不仅占去大量空间,而且降低了舰体强度。它们排放的高温废气一方面严重腐蚀舰上设备,一方面也会产生湍流而影响飞机的着舰。而核动力航母一劳永逸地消除了这些问题。

其次,大量空间被节省下来,可大大提高舰艇的有效荷载,可以装载更多的航空燃油、武器 给品,增加航母的自持力,更适合航母这一战略性兵力的作战特点。

第三,常规动力航母的续航能力一般在1 .5万一2.7万公里,而核动力航母可50倍于此。且更换一次燃料就可连续航行数十万海里,核动力使航母具有了近乎无限的机动能力。核燃料更换一-次即可连续航行数十万海里,这在常规航母是不可想象的。

第四,核动力航母的工作、生活条件大为改善。它没有烟囱排出的有毒气体的影响,没有恼人的噪声。进气道和烟囱所节省下的空间使居住舱室更加宽敞,巨大的动力资源可以大量淡化海水,也可以使舱室的空调效果更好。不要小看生活条件的改善,在长期枯燥乏味的海上生活中,良好的生活条件可以大大激发舰员的工作热情。一-节选自《百年航母》张召忠著。

可见核动力航母的实力和战斗力是要远高于常规动力航母的。这也是目前中国还在积极发展自己的核动力航母的原因。

建造核动力航空母舰,与建造常规动力航空母舰相比最核心的区别就是舰用核反应堆。船用动力堆小型化是科研难题,其要求是核物理上动力充沛、中子毒物效应小、辐射防护设计容易,制造上体积小巧、高度集中、堆与水力回路一体化。换言之,进一-步提高能量密度。

增加核燃料丰度是最直接的办法,后果需要重新设计核物理模型。但核燃料丰度增加成功,则带来热力学密度上升,又需要重新设计热工水力模型。以上又带来材料学、机械设计、电气部仪表控制等上难度的增加。

这种设计是个综合性难题。对于除美国外的全世界有核国家,大功率船用反应堆都是工程学难题。前苏联也曾经掌握,但不及充分实践(水下舰艇成熟,水面舰艇仅实践于破冰船,航母未实际完成建造安装)苏联就解体了。

两个典型的不成功案例。一个是法国的戴高乐号航母,由于无法完成高浓度燃料堆的设计(原因.非常多) ,导致需要多个低浓度堆工作,占据了宝贵的船体空间,也使得蒸汽系统变得复杂。另一个是日本陆奥号核动力科考船,同样因为堆体积问题导致辐射屏蔽空间不足,船体内许多空间不适宜工作和居留,既不宜靠港,也达不成功能需求,最终拆除反应堆恢复为传统动力。





剑指蓬莱


当然核动力航空母舰的核心技术门槛不仅仅是核动力,前苏联可以建造数万吨级的核动力巡洋舰和潜艇,但一直没有吃透建造核动力航空母舰的技术瓶颈,而题干中描述的所谓的美法两国都拥有核动力航空母舰中的法国,也不过是一艘仅仅将常规动力更换为核动力的一款半成品航母而已!



即便是算上常规动力航母和一些准航母,全球也没有几个国家具备生产和装备的能力,而且还有几个国家在舰载设备上还是通用的,可以说航母本身就是一个非常复杂的作战系统,这个作战系统至少有几个方面的技术和应用难度还是制约大多数国家无法装备航母的!



第一,核动力:目前可以吃透舰载核动力的国家其实并不多,能够应用在航空母舰上的更是屈指可数,这决定了装备核动力航母的国家的数量极少!



第二,复杂的体系工程:建造一艘现代舰船是一项非常复杂的工作,需要在材料、系统集成、武器系统、通讯、探测和舰载机的研发应用等方面要求都是极高的,能够完成这些技术整个的国家和体系更加稀少,目前拥有这项技术集成能力的国家全球不超过两家,法国也是这两家之外的国家!



第三,昂贵的价格:航母是大国重器,这决定研发航母和装备航母需要独立的一套工业,这意味着体系中的分项研究就非常昂贵,例如建造航母所需的特种钢、飞机着舰需要的拦阻索和耐高温腐蚀飞行甲板,舰载机和舰载机飞行员的培养,如美国的核动力航空母舰基本造价为75亿美金,全寿命维修保养和使用费用大致为600美金,当然这还不包括研发新技术的费用,能承受这个军费的国家实在太少!法国虽然有航母,但大多数时候都是在基地。而像美国这样动辄就出动航空母舰编队耀武扬威的国家,也只能是军费几千亿美金的国家才能承受的起!



航母一般的都是以航母战斗群的形式存在的,而建造和维护航母战斗群的其它舰只也是一个非常消耗资金的大项目,国防费用千亿以下的建造这些辅助舰只已经捉襟见肘了,何谈建造运行航母?


泾水书生


苏联在冷战末期也准备建造核动力航母,也没有技术上的问题。苏联之所以造的这么晚,主要是军事战略的影响,和技术门槛没什么关系。企业号最初也是用的核潜艇反应堆。

英国也有能力制造核动力航母,技术上也没问题,问题是没钱。1960年代英国经济长期衰退,战略上放弃了苏伊士运河以东,英国的军事力量只限于大西洋和地中海。此时美国刚造出核动力航母,英国却没有钱了,战略上也不需要了。79年代还把正在服役的两艘大型航母皇家方舟号和鹰号退役。改用装备垂直起降战斗机的无敌级直通甲板巡洋舰。

如果中国仓促上马核动力航母也是没有社么问题的。不过是多安装几个反应堆的事。限制中国的不是反应堆核动力,而是弹射器。


其他国家,特别是美国的盟国,可以购买美国的弹射器。动力上日本有制造核动力航母的能力。不要以为安倍晋三只是代表日本的少数人,其实多数日本人是希望日本重新扩张的。以前有人问张召忠日本会不会往海外派兵,中国怎么办?局座当时说日本有和平宪法,禁止派兵。这就有点天真了。宪法是可以修改的。前段时间关于日本军事力量,我说日本有能力建造航母。很多人不屑,觉得日本依赖美国技术,不能叫自主建造,战时会受到限制。他们就不想一想,美国怎么会限制日本战时从美国购买武器?是不是自主建造有那么重要吗?只要外购设备、部件没有障碍,是不是百分百国产根本就不重要。

除了日本,能建造核动力航母的基本就没有了。印度很想造,技术上也没有封锁。


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