核動力航母的核反應堆以後發展到最大效率的話,航母可以實現超百公里的航速嗎?

煙火印象


百公里的航速,相當於54節,等於一般的導彈快艇的高航速,航母那麼大的船,無論現在的核動力能否實力,編隊艦艇都能換跟上才是。何況跑這麼快,究竟有多少作用,是個問題。

現在的航母,從大到小,30節是基本航速,等於說達到這一速度,即可滿足戰鬥需求,因此就是核動力航母,發揮最大功率,從難以達到百公里的航速。

要問30節是依照什麼而設定,不復雜,三個原因,一是航母編隊首在制空,其次制海,再快快不過飛機,所以沒有必要那麼快。二是制海以發現目標為前提,在制空條件下,制海的艦艇,要對付的無非是那些漏網之魚,因此快不快的沒有多大關係。第三,制海不只是水面,水下目標是重點,不能將對方全部潛艇糾出來,編隊過快無疑是送死。

對於海軍強國來說,30節亦稍嫌其快,更何況實力弱的海軍呢?

更沒必要開得這麼快。美國是發展核動力航母的強者,最新一級的“福特”號,使用兩座壓水堆,總功率28萬匹馬力,11萬噸的航母,最高航速達到了驚人的36節,比之前一級航母“尼米茲”要快去不少。

第二個裝備核動力航母的法國,一艘4萬噸級的“戴高樂”,由於使用核潛艇的動力,最高航速不過27節,嚴重影響編隊航行,既然這樣,也是經常鬧意見,超過半數時間只能呆在船廠進行維護,可見核動力絕非一蹴而就之事。

不過,隨著前沿技術不斷髮展,核動力越來越成熟,其它編隊艦艇常規動力日趨進步,今後發展航速超過百公里的航母,也說不一定,總之要隨變化了的形勢,正同現在30節的航母一樣,不斷在增速。


魂舞大漠


超過百公里每小時的航速,應該已經達到54節左右了。應該說,總會有那麼一天,航母的航速會達到這個速度,但是那並不是簡單的提高了核反應堆的功率就能夠做到。一艘航母的航速有多快,技術原因只是最後的直接原因,但是根本性的原因,還是在於整個海軍的遠洋艦隊普遍航速,畢竟實戰不是航母一艘軍艦去完成的,航母也不能脫離編隊行動。

上圖為美國海軍最新一艘航母福特號,下圖為美國海軍第一艘航母蘭利號。航母從一開始到現在,航速不斷提高,如今已經翻了一倍。

從實際角度來看,世界上大多數現役海軍驅護艦艇的航速都在30節以下,普遍為27-30節之間,因此世界上大多數航母也是這個最大航速,再快也沒有必要了,畢竟護航軍艦要是跟不上了,航母就落單了,沒有護航艦艇保護的航母,是非常脆弱的目標,畢竟他的體積在那裡擺著,不可能隱藏,在如今先進雷達和先進導彈的面前,沒有護航支持的航母無異於是個大靶子。

圖為我國海軍遼寧號航母,航母跑出高航速是有意義的,一方面加快了艦隊的機動速度,一方面提高了甲板風,方便戰機快速短距離起飛。

因此,要讓航母跑個54節,首先要確保世界上大多數軍艦也能跑54節,這樣航母跑54節才真正具有戰役戰術上的價值和意義。有了這個根本性的條件後,如何從技術上實現航母跑54節這個目標?當然,提高核反應堆的功率是很重要的一步,但是同樣重要的還有兩個方面,一個發動機的功率,一個是傳動軸的功率。

上圖為美國海軍核動力航母的核動力堆推進系統結構模型,下圖為航母核反應堆和蒸汽輪機搭配的原理圖。

核反應堆是產生功率的,但是他的作用相當於是鍋爐,使用核能來加熱過熱蒸汽,但是他並不能直接把功率轉化為推進的力。現在的核動力航母都是使用蒸汽輪機,而且大多數噸位超過6萬噸級的大型航母也都是使用蒸汽輪機,蒸汽輪機可以把核反應堆產生的過熱蒸汽的能量轉換為推進力,因此,核反應堆是原動機,蒸汽輪機才是發動機,在這個體系中,核反應堆的作用和過去蒸汽輪機軍艦上的鍋爐別無二致,只是加熱材料不同。

上圖為蒸汽輪機結構圖,下圖為航母使用的一體化小型緊湊式壓水反應堆結構圖。

在提高了蒸汽輪機的發動機功率後,航母才算是初步發出了可以跑54節的功率,但是這個功率的具體落實需要依靠傳動軸。航母的傳動軸也都有自己最大可承受功率,就目前來看,世界上很少有單軸功率能夠超過30MW的,極少的一部分能夠達到單軸40MW的功率,如果要航母跑54節,目前的傳動軸功率需要翻數倍(有人計算過,如果以現有航母艦型為基礎,直接提高功率換取航速,那麼傳動軸的承受功率需要翻最少十倍)才行,否則就算是發出了功率,傳動軸扛不住,一下就斷了,那也是鬧笑話。

上圖為美國尼米茲級航母,下圖為遼寧艦戰鬥群,航母光是自己跑得快還不行,還需要其他艦艇也能跟上他的航速才行。

但是,不論這個實現的過程有多難,筆者都相信一點,那就是人類科技的發展是無止境的,總會有那麼一天,航速達到54節的艦艇會變得非常普遍,只要那個時候還有航母這個艦種,他的航速也一定有機會突破54節,而且這個時代應該距離現在不會很遠了。


海事先鋒


關於動力的問題,美國軍用航空巨頭洛克希德.馬丁公司戰術戰鬥機系統分部的前項目經理巴特奧斯本在1998年接受採訪時曾說過一句名言“With enough power ,you can make a brick fly",翻譯成中文就是“只要動力足,搬磚也能飛上天”!同樣,在海軍裝備方面這一說法也同樣適用,只有動力充足,十萬噸級的核動力航母也能夠超過百公里的航速!但是,以當前的動力系統水平而言,不論是常規動力還是核動力,航空母艦想要達到百公里以上的航速是不太可能的。海上狂飆的“羅斯福號”核動力航空母艦,最高可以達到60公里/小時左右的航速

全球第一艘核動力航母“企業號”最高航速可以達到65公里/小時以上,已於2012牛退役

以目前航速最快的“福特級”核動力航母為例,其裝備2座630MWt級反應堆,推進功率高達204MW(約28萬馬力),可以達到32節以上的極速,這已經是迄今為止動力最為強勁的艦艇,即使如此其航速也沒有超過60公里/小時。按照船舶設計學相關知識,艦艇所需的動力與航速一般是三次方關係,也就是說航速提高2倍,所需的動力需要提升8倍!如果是“福特級”想要達到100公里的時速,那麼其所需要的推進功率應該至少要達到984MW以上,也即是134萬馬力以上!以當前的技術發展情況來說,未來一段時期內達不到這個水平!

有史以來功率最大的艦艇:“福特級”核動力航母總功率達300MW“福特級”航母採用的A1B反應堆

有人會說給一艘2萬噸級的輕型航母配置超群的動力是不是更容易達到100公里以上的時速呢?個人認為難度一點也不小!輕型航母雖然體型小,所需的動力小,但是由於結構空間的限制,對於動力系統的要求反而會更高。比如日本的“出雲級”輕型航母,排水量約2.7萬噸,裝備4臺改進型LM2500燃氣輪機,總功率約13.5萬馬力,最大速度約30節,如果要達到100公里的時速,那麼動力系統總功率需達到78萬馬力以上,也就是說要裝6座“福特級”核動力航母上的A1B反應堆才行,屆時整個航母恐怕連下腳的地方都沒有了!“出雲級”輕型航母為了達到30節的航速,總驅動功率已經達到了13.5萬馬力

如果艦艇核動力仍採用當前的小型壓水堆的話,由於功率密度、材料及系統配置的因素,個人認為基本上不可能達到100公里以上的時速;至於未來的情況,如果有一天能夠掌握可控核聚變並能是想動力系統工藝的小型化,實現10萬噸級核動力航母跑到100公里以上的時速還是很有希望的,只是不知哪一天能夠掌握可控核聚變技術。

現有的裂變堆技術是不足以支持航母達到100公里/小時以上航速要求的,期待可控核聚變技術吧


威吶解析


以現在航母核動力技術,不需要再發展到更大的功率,只需要給航母裝載類似野牛級氣墊登陸艇的氣墊,完全可以實現速度超過百公里的航速,但問題是航母這類超大型武器,有沒有必要追求如此高的航速呢?



目前軍艦的最大航速大致都在三十節左右,核動力航母的航速一般的在三十二節左右,這個航速一般的都是在作戰時刻使用,一般的都不適用最大航速,而是選擇二十節以內的經濟航速採用巡航航行。



航母是航母戰鬥群的核心,一般的都配置專業的護航艦艇,主要是提供整個航母戰鬥群的防空和反潛作戰,當然還有專業的補給船隻,這些船隻大多數最大航速頂多三十節左右,航母的速度太高,反而會讓這類護衛艦艇跟不上!讓航母處於危險之中!



而航母的護衛艦艇,由於噸位限制,大多數採用內燃機或者燃氣輪機,由於航行阻力的問題,這類軍艦大多數是經濟航速,最大航速不可長期使用,而且在最大航速情況下,續航航程就要大打折扣,出不了港口的軍艦,又怎麼能為航母提供保護呢?


涇水書生


核動力航母,平均航速也就30節多點,眾所周知,擁有航母的國家並不多,有核動力航母的國家可謂鳳毛麟角,航母不是一般國家所能玩得起的。

其他國家的航母,都是常規動力航母,除了英國海軍的伊麗莎白女王級採用燃氣輪機以外,大都還是採用傳統的蒸汽輪機動力航母。美國有10艘10萬噸級尼米茲級航母,航速大於30節,1艘理11萬噸級最高航速超過35節的里根號航母;法國海軍僅有1艘戴高樂級核動力航母,但其最高航速只有27節,但現實卻是故障不斷,開不到27節,成了航母界的一大笑話。

原因就是法國並未研發專業的航母核動力系統,只是簡單地將核潛艇上的核動力系統搬到航母上而已,一臺不夠就上了兩臺,但航速還是上不去,27節就碰頂了。
百公里的速度,已經是陸上家轎的速度了,折算成海上數據就是相當於54節的航速了,就目前來看,只有噴水推進排水量250噸左右的022型導彈艇才有可能達到,但還不一定能達到。

對於體量龐大,長300餘米,飛行甲板寬70米,且排水量10萬噸的航母來說,即便再裝備同樣數量的核反應堆,都不一定能將航速提高到百公里。
原因就是航母儘管很大,但也不可能容納更多龐大的壓水式核反應堆;而壓水式核反應堆,原則上還是由輸出的核能將輸入的冷水燒開,產生蒸汽推動主汽輪機傳動軸帶螺旋槳轉動前行。

而目前蒸汽機熱效率最大隻有20%,已經上不去了,燒鍋爐的人知道,水燒開到一定時期,會自動不定期地放出蒸汽,否則,鍋爐是會爆炸的,家庭用高壓鍋釋放蒸氣也是這個原理。

因此,核動力航母,理論上達不到每小時54節的航速,是由核動力壓水式反應堆工作原理熱效率上不去有關係。


國平軍史


航母不是鐵疙瘩,在水阻中跑百公里小時,為了滿足應力需求要進行全新的設計,可能放棄一些實戰需要的空間和結構,結果得不償失。


瑞比亞


風速100km/h,也就是27.8m/s,屬於10級風,狂風級別,可以把大樹連根拔起。航母航速100km/h,就是甲板吹起10級狂風,應該會吹壞暴露在風中的一切物體……。


航母甲板降落成功


目前為止技術不可能,或者說得不償失。需要犧牲很多空間安放更多更大的核反應堆,航母畢竟是武器裝備,戰鬥力提升是第一位的。提高航速犧牲戰鬥力就本末倒置了


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