中國航母用什麼作為動力裝置?

用戶65940905


兔哥回答;航母做為海上移動的機場,航速是有要求的,為了給艦載機提供有利的起降條件,航母需要具備高航速,通常情況下的航速要達到30節以上是最好的,當然越快越好,這樣有利於艦載機的起飛和將落,但由於目前航母動力以及推進技術的限制,航母的航速最高也只有33.6節左右(企業級)。航母的高航速主要是對艦載機起降更加有利,航母雖然有二百多至三百多米的長度,但這個長度在茫茫大海之上就是一葉小舟,艦載機起飛距離都很短,艦載機起飛和降落都是逆風而行,目的是增加機翼獲得的升力,能夠攜帶更多的燃油和彈藥,所以航母的航速高迎風效率也高,同時飛機降落時能夠增加和艦載機的相對速度,兩者速度越是接近越更容易降落。由此可見航母的航速對於艦載機的作戰能力的發揮意義重大,而能給航母提供高航速俄就擺脫航母的動力了。


航母的動力從目前已知的有三種,一個是燃油鍋爐+蒸氣輪機,一個是核能+蒸氣輪機,一個是燃氣輪機+電動機。第一種和第二種其實都是蒸氣輪機做動力,但蒸氣輪機需要高溫蒸氣推動蒸氣輪機葉片旋轉作功,鍋爐和核能都能為蒸氣輪機提供所需要的蒸氣。鍋爐+蒸氣輪機的推進方式是最早的艦船動力,現在不但航母上用,驅逐艦上也用,優點是使用技術成熟,結構簡單,特別是維修容易,對於燃油要求不高,現在的鍋爐都是先進的燃油鍋爐,使用重油就可以滿足要求,而重油的價格只有柴油的三分之一多點,所以,燃油鍋爐+蒸氣輪機作為動力的航母是使用費用最低的一個。缺點是體積大,佔用航母空間大,啟動慢,對於補給要求高,遠航時需要有補給艦伴隨。核動力也是燒開水產生蒸氣帶動蒸氣輪機,不同點在於核能是利用可控的核反應堆產生熱能燒開水,優點是加一次燃料能使用N多年,所以它的航程無限,缺點是核輻射保護和技術門坎要求高,價格高,沒錢的人家可用不起。電力推進目前也只有“女王”級航母使用,它用燃氣輪機和柴油機帶動動發電機,利用電能帶動螺旋槳,優點是空間好佈置,電動機本身就具備調速能力,省去了變速箱等等環節,缺點是這個新的動力目前看不咋滴,速度只有27節,另外就是燃氣輪機理論上什麼燃油都可以,實際上它是最挑剔的一個,屬於發動機當中的貴族,因此使用費用高。



國產002號航母的動力系統由8臺燃油鍋爐帶動4臺蒸汽輪機、總功率達22馬力,能夠實現30節以上的高航速,完全能夠滿足速度以及艦載機起降的需要。關於我國航母動力的選擇首先遼寧艦本身就是一個改造版本,鍋爐+蒸氣輪機的結構已經定型了,沒有改進餘地。002型航母也就是國產航母也是根據遼寧艦升級而來,依然採用了鍋爐+蒸氣輪機的動力,很多人覺得有點小情緒,怎麼不用核動力,其實這個想法是好的,都希望國家強大,但航母的研製是一個循序漸進的過程,需要逐步突破,另外,對於排水量6.5萬噸級的航母鍋爐+蒸氣輪機的動力夠用了,並且我們也有成熟的使用經驗。需要說明一下,不能一聽到鍋爐兩字就認為落後,現在的鍋爐可不是普通的熱鍋爐,而是具備增壓先進控制系統的鍋爐,也是一個高科技的產品。這樣的動力系統符合目前國產航母的需要,如果說遼寧號航母是我們學習、研究、探索的航母建造的學習階段,國產航母就是一個畢業考試,接下來國產航母一定會有核動力航母出現,這一點是肯定的。


我國是一個海洋大國,擁有漫長的海岸線,隨著全球經濟一體化的發展,海上貿易通道越來越重要,航母能夠維護貿易通道的暢通,也是維護海洋利益的重器。我國航母的發展通過引進半成品並對其加以改造,使我們瞭解了航母的建造經驗,培養了技術人才,建設配套了完整的航母建完體系,通過學習論證國產航母也即將入役,這個過程是快速有力的。航母的建造,特別是航母的動力是一個系統工程,涉及的配套領域非常龐大,通過國產航母的製造,掌握航母建造所需的材料、工藝、艦載機、設備等等領域,具備了完整的航母建造體系,我們航母的發展一定會逐步完善,核動力航母也不是技術難題,根據需要採用最適合的動力是最好的選擇。我國軍工人員有穩紮穩打的優良傳統,製造出來的航母好用,管用,不貪功冒進,不做不切合實際的面子工程,這才是最重要的,從對航母一竅不通但模仿改進,再到國產航母下水,我能用時最短,形成戰鬥力最短,憑我國科技發展的快節奏,從鍋爐蒸氣輪機到核動力還會遠嗎?


兔哥42928


目前,國際上航母動力除了美英法三國使用核動力和綜合電力推進之外,其餘是所有的航母都普遍採用蒸汽動力,人民海軍遼寧艦和首艘國產航母也毫無例外的選擇了蒸汽動力。航母動力選擇主要基於經濟性和高航速兩個方面的考量綜合而定。

當前國際上航母動力主要有美法兩國使用的核動力、英國使用的全電推進動力和蒸汽輪機三種動力系統。從機械性質角度來看,核動力是核反應堆+蒸汽鍋爐,通過核反應來產生蒸汽從而驅動航母動力機械運作;蒸汽輪機是蒸汽輪機+蒸汽鍋爐,通過燃燒重油產生蒸汽驅動航母動力機械運作;這兩者說白了只是產生蒸汽的方式不同,機械運作實質上都是靠蒸汽來完成的,最大區別在於,核動力理論上屬於可循環資源,動力運作更為持久。

英國開創的全電推進動力是個例外,其工作原理是燃氣輪機+電動機,又燃氣輪機產生電能,從而驅動電動機來實現航母動力機械運轉;在工作方式上與核動力和蒸汽動力存在本質上的差別。目前國際上只有英國伊麗莎白女王級航母使用全電推進動力,雖然講這種工作模式在技術上更加先進,但實際運用尚不成熟。

主要原因在於燃氣輪機動力不夠,舉個例子,一般一艘八萬噸級的航母滿足30節的航速則需要25萬馬力的動力輸出,目前英國使用的MT-30燃氣輪機額定功率約為36兆瓦,美國的LM-2500額定功率約26兆瓦,國產GT-25000的額定功率也就26.2兆瓦左右,由此可見,需要驅動8萬噸的航母就需要至少5臺以上MT-30或者7.5臺LM-2500和GT-25000。燃氣輪機的動力輸出遠不足航母30節航速要求,燃氣輪機至少要達到40-50兆瓦才能滿足需求。

英國伊麗莎白女王級航母排水量6.5萬噸,其動力系統由兩臺MT-30燃氣輪機和四臺柴油機組成,總輸出功率約為108兆瓦,摺合約為14.7萬馬力,因此該級航母即使在砍掉彈射器等核心部件後,其最大航速也只能達到26節左右,根本不無法滿足航母艦載機起飛30節航速的要求,最終也只能使用F-35B短距/垂直起降戰機來彌補這一缺陷。

顯然,英國開創的全電推進動力並不成熟,至少現階段的技術尚難滿足航母的動力需求。核動力技術擁有理論上無限制的續航能力,但在技術上也是相對較難的,實際掌握艦船核動力技術的國家迄今也就美國一家了,俄羅斯雖然繼承了前蘇聯衣缽,至今也有核動力巡洋艦服役,但是航母使用核動力系統俄羅斯包括前蘇聯都沒有實際搞過,只停留在“烏里揚諾夫斯克”級紙面上。

法國在戴高樂級航母上走了一條當前軍迷界普遍比較認為可行的路子,那就是用核潛艇核反應堆進行功率放大,從而搬運到航母上使用;現實往往是骨感的,戴高樂號航母繼美國之後擁有了核動力航母,但實際服役後確是螺旋槳掉落等故障百出,最終該級航母只建造了一艘,淪為名副其實的面子工程。

我國航母起步相較西方國家晚了將近百年,我國第一艘航母遼寧艦則為前蘇聯半成品瓦良格號,屬於庫茲涅佐夫級的姊妹艦,其設計就使用的是技術比較成熟的蒸汽動力;瓦良格號落戶中國後,海軍秉持循序漸進、小步快跑的發展理念,最終選擇了蒸汽動力。無論從經濟性還是現實工業技術等角度來看,蒸汽動力是唯一的選擇。

權且撇開燃氣輪機性價比不高不說,就單純從使用歷史來看,人民海軍最早使用燃氣輪機是在052型驅逐艦上引進了美國LM-2500型燃氣輪機安裝在哈爾濱艦上,二號艦因中美蜜月期結束,最終選用烏克蘭UGT-25000才得以服役;後邊在051B/C型艦上都使用原來的蒸汽輪機;直至052C型出現國產燃氣輪機技術才初步成熟,迄今為止也不過是10多年的時間。目前國產GT-25000和QC-280最大功率在30兆瓦左右,額定功率約26-27兆瓦之間,很難滿足航母動力需求,因此首艘國產航母依舊沿用了蒸汽輪機。

在核動力領域,我國只有核潛艇使用了核動力,在艦船核動力方面迄今為止是一個空白;有人說可以走法國的路子,將潛艇核反應堆功率放大移植到航母上,技術上看似可行,實際運作難度太大;因為我國核動力潛艇排水量遠低於美俄同類產品,核反應堆功率相對也較小,想要大幅提升輸出功率,無疑會導致技術風險太大,我們要的是性能可靠的航母,而不是一味追求技術高大上的面子航母;路要一步一步走,飯要一口一口吃即使這個道理。

因此,蒸汽輪機成為當前航母最佳的選擇,遼寧艦和首艘國產航母都採用了8臺燃油鍋爐產生蒸汽,驅動4臺蒸汽輪機,用於動力輸出,總輸出功率達到22萬馬力,完全滿足航母30節航速要求,同時充分考量到我們航母採用滑躍式起飛的現狀。

蒸汽動力絕不是我們的終點,在後續國產第XX艘航母上,或許核動力、全電推進動力系統最終將會以成熟的姿態的出現,首艘國產航母交接入列後,或許會有更新的、更陣風人心的消息披露出來,拭目以待吧。


鷹鴿分析


航母動力的事值得好好說一說。國產航母002與遼寧艦使用的動力一樣的,都是8臺燃油鍋爐產生蒸汽,驅動4臺蒸汽輪機,用於動力輸出。可能有人要說落後,不是這樣,核動力航母以反應堆產生蒸汽,驅動蒸汽輪機輸出機械能,所佔空間更小而已,如圖,你看艦島做得多漂亮,而常規動力要有巨大的煙囪。然核動力,不是說造便有的,其安全性要求甚高,加註一次核燃料,似有無限動力,比如美國新型“福特”號,宣稱50年不用換燃料,無可置疑其先進性,後續核廢料處理,也是一件相當頭疼的事。只能說,核動力與常規動力各有其長。英國使用燃氣輪機輸出電力,以全電力推進,看似進步,也有輸出動力不足的問題,不過,不失技術進步方向。

現實的選擇

我們知道,蒸汽鍋爐佔用艦體空間大,啟動慢,噪聲大,但用起來皮實,耐用,功率可達20萬匹馬力,可拉出32節高航速,以20節航速,航程可達到2.2萬公里。有人算帳,加一次油需要耗資2000萬人民幣元,航行100萬海里(185萬公里),不過4億美元,而“尼米茲”加一次燃料的話,高達幾十億美元。算算細帳能明白,使用費用並不高。但不得不說,戰鬥力要弱,擠佔空間大,裝不下那麼多的艦載機,尤其不能彈射起飛,固定翼預警機上不了艦,影響戰力發揮。如“尼米茲”級裝70架F/A-18E/F輕輕鬆鬆,另可搭配4架E-2D,以及十多架直升機,控制海域面積明顯增加。不得不說核動力是方向,只是一步到不了羅馬。改造舊艦,打造新艦,只有使用燃汽鍋爐。有總比沒有強,能滿足使用就是王道。

未來的方向

今天我們鬧熱地討論核動力,全電力,無軸泵推,那是因為有了技術積累,都在憧憬著004有一個明晰的技術未來,自然是可以期待的。但是不可急燥,看女王級的力不從心,“福特”號A1B反應堆出廠即有故障,就知道,事有輕重緩急,技術不可冒進,催熟動力非常需要時間。我們的“玲瓏一號”小型模塊化反應堆,功率接近300MW,而女王級總推進電功率還不到70MW。全部技術成熟後才可水到渠成。戰後美國發展幾十年,一步步潛心攻關,才有了今天的成就,我們一樣。雖說技術進步不算慢,但貪多勿得,我們從來記得。在推進蒸汽輪機進步的同時,自然沒閒著,同時展開燃氣輪機和小型核反應堆的研製,現在雙雙獲得成功。也許003還不能使用核動力,但燃氣輪機估計就可以。5萬噸大補901使用的就是燃氣輪機,而我們在一艘核動力破冰船上緊鑼密鼓地試驗,正在驅動小型核動力的成熟。潛心靜力要的是定力,我們的航母動力已呈現出明朗的技術曙光。


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