核动力航母的核反应堆以后发展到最大效率的话,航母可以实现超百公里的航速吗?

烟火印象


百公里的航速,相当于54节,等于一般的导弹快艇的高航速,航母那么大的船,无论现在的核动力能否实力,编队舰艇都能换跟上才是。何况跑这么快,究竟有多少作用,是个问题。

现在的航母,从大到小,30节是基本航速,等于说达到这一速度,即可满足战斗需求,因此就是核动力航母,发挥最大功率,从难以达到百公里的航速。

要问30节是依照什么而设定,不复杂,三个原因,一是航母编队首在制空,其次制海,再快快不过飞机,所以没有必要那么快。二是制海以发现目标为前提,在制空条件下,制海的舰艇,要对付的无非是那些漏网之鱼,因此快不快的没有多大关系。第三,制海不只是水面,水下目标是重点,不能将对方全部潜艇纠出来,编队过快无疑是送死。

对于海军强国来说,30节亦稍嫌其快,更何况实力弱的海军呢?

更没必要开得这么快。美国是发展核动力航母的强者,最新一级的“福特”号,使用两座压水堆,总功率28万匹马力,11万吨的航母,最高航速达到了惊人的36节,比之前一级航母“尼米兹”要快去不少。

第二个装备核动力航母的法国,一艘4万吨级的“戴高乐”,由于使用核潜艇的动力,最高航速不过27节,严重影响编队航行,既然这样,也是经常闹意见,超过半数时间只能呆在船厂进行维护,可见核动力绝非一蹴而就之事。

不过,随着前沿技术不断发展,核动力越来越成熟,其它编队舰艇常规动力日趋进步,今后发展航速超过百公里的航母,也说不一定,总之要随变化了的形势,正同现在30节的航母一样,不断在增速。


魂舞大漠


超过百公里每小时的航速,应该已经达到54节左右了。应该说,总会有那么一天,航母的航速会达到这个速度,但是那并不是简单的提高了核反应堆的功率就能够做到。一艘航母的航速有多快,技术原因只是最后的直接原因,但是根本性的原因,还是在于整个海军的远洋舰队普遍航速,毕竟实战不是航母一艘军舰去完成的,航母也不能脱离编队行动。

上图为美国海军最新一艘航母福特号,下图为美国海军第一艘航母兰利号。航母从一开始到现在,航速不断提高,如今已经翻了一倍。

从实际角度来看,世界上大多数现役海军驱护舰艇的航速都在30节以下,普遍为27-30节之间,因此世界上大多数航母也是这个最大航速,再快也没有必要了,毕竟护航军舰要是跟不上了,航母就落单了,没有护航舰艇保护的航母,是非常脆弱的目标,毕竟他的体积在那里摆着,不可能隐藏,在如今先进雷达和先进导弹的面前,没有护航支持的航母无异于是个大靶子。

图为我国海军辽宁号航母,航母跑出高航速是有意义的,一方面加快了舰队的机动速度,一方面提高了甲板风,方便战机快速短距离起飞。

因此,要让航母跑个54节,首先要确保世界上大多数军舰也能跑54节,这样航母跑54节才真正具有战役战术上的价值和意义。有了这个根本性的条件后,如何从技术上实现航母跑54节这个目标?当然,提高核反应堆的功率是很重要的一步,但是同样重要的还有两个方面,一个发动机的功率,一个是传动轴的功率。

上图为美国海军核动力航母的核动力堆推进系统结构模型,下图为航母核反应堆和蒸汽轮机搭配的原理图。

核反应堆是产生功率的,但是他的作用相当于是锅炉,使用核能来加热过热蒸汽,但是他并不能直接把功率转化为推进的力。现在的核动力航母都是使用蒸汽轮机,而且大多数吨位超过6万吨级的大型航母也都是使用蒸汽轮机,蒸汽轮机可以把核反应堆产生的过热蒸汽的能量转换为推进力,因此,核反应堆是原动机,蒸汽轮机才是发动机,在这个体系中,核反应堆的作用和过去蒸汽轮机军舰上的锅炉别无二致,只是加热材料不同。

上图为蒸汽轮机结构图,下图为航母使用的一体化小型紧凑式压水反应堆结构图。

在提高了蒸汽轮机的发动机功率后,航母才算是初步发出了可以跑54节的功率,但是这个功率的具体落实需要依靠传动轴。航母的传动轴也都有自己最大可承受功率,就目前来看,世界上很少有单轴功率能够超过30MW的,极少的一部分能够达到单轴40MW的功率,如果要航母跑54节,目前的传动轴功率需要翻数倍(有人计算过,如果以现有航母舰型为基础,直接提高功率换取航速,那么传动轴的承受功率需要翻最少十倍)才行,否则就算是发出了功率,传动轴扛不住,一下就断了,那也是闹笑话。

上图为美国尼米兹级航母,下图为辽宁舰战斗群,航母光是自己跑得快还不行,还需要其他舰艇也能跟上他的航速才行。

但是,不论这个实现的过程有多难,笔者都相信一点,那就是人类科技的发展是无止境的,总会有那么一天,航速达到54节的舰艇会变得非常普遍,只要那个时候还有航母这个舰种,他的航速也一定有机会突破54节,而且这个时代应该距离现在不会很远了。


海事先锋


关于动力的问题,美国军用航空巨头洛克希德.马丁公司战术战斗机系统分部的前项目经理巴特奥斯本在1998年接受采访时曾说过一句名言“With enough power ,you can make a brick fly",翻译成中文就是“只要动力足,搬砖也能飞上天”!同样,在海军装备方面这一说法也同样适用,只有动力充足,十万吨级的核动力航母也能够超过百公里的航速!但是,以当前的动力系统水平而言,不论是常规动力还是核动力,航空母舰想要达到百公里以上的航速是不太可能的。海上狂飙的“罗斯福号”核动力航空母舰,最高可以达到60公里/小时左右的航速

全球第一艘核动力航母“企业号”最高航速可以达到65公里/小时以上,已于2012牛退役

以目前航速最快的“福特级”核动力航母为例,其装备2座630MWt级反应堆,推进功率高达204MW(约28万马力),可以达到32节以上的极速,这已经是迄今为止动力最为强劲的舰艇,即使如此其航速也没有超过60公里/小时。按照船舶设计学相关知识,舰艇所需的动力与航速一般是三次方关系,也就是说航速提高2倍,所需的动力需要提升8倍!如果是“福特级”想要达到100公里的时速,那么其所需要的推进功率应该至少要达到984MW以上,也即是134万马力以上!以当前的技术发展情况来说,未来一段时期内达不到这个水平!

有史以来功率最大的舰艇:“福特级”核动力航母总功率达300MW“福特级”航母采用的A1B反应堆

有人会说给一艘2万吨级的轻型航母配置超群的动力是不是更容易达到100公里以上的时速呢?个人认为难度一点也不小!轻型航母虽然体型小,所需的动力小,但是由于结构空间的限制,对于动力系统的要求反而会更高。比如日本的“出云级”轻型航母,排水量约2.7万吨,装备4台改进型LM2500燃气轮机,总功率约13.5万马力,最大速度约30节,如果要达到100公里的时速,那么动力系统总功率需达到78万马力以上,也就是说要装6座“福特级”核动力航母上的A1B反应堆才行,届时整个航母恐怕连下脚的地方都没有了!“出云级”轻型航母为了达到30节的航速,总驱动功率已经达到了13.5万马力

如果舰艇核动力仍采用当前的小型压水堆的话,由于功率密度、材料及系统配置的因素,个人认为基本上不可能达到100公里以上的时速;至于未来的情况,如果有一天能够掌握可控核聚变并能是想动力系统工艺的小型化,实现10万吨级核动力航母跑到100公里以上的时速还是很有希望的,只是不知哪一天能够掌握可控核聚变技术。

现有的裂变堆技术是不足以支持航母达到100公里/小时以上航速要求的,期待可控核聚变技术吧


威呐解析


以现在航母核动力技术,不需要再发展到更大的功率,只需要给航母装载类似野牛级气垫登陆艇的气垫,完全可以实现速度超过百公里的航速,但问题是航母这类超大型武器,有没有必要追求如此高的航速呢?



目前军舰的最大航速大致都在三十节左右,核动力航母的航速一般的在三十二节左右,这个航速一般的都是在作战时刻使用,一般的都不适用最大航速,而是选择二十节以内的经济航速采用巡航航行。



航母是航母战斗群的核心,一般的都配置专业的护航舰艇,主要是提供整个航母战斗群的防空和反潜作战,当然还有专业的补给船只,这些船只大多数最大航速顶多三十节左右,航母的速度太高,反而会让这类护卫舰艇跟不上!让航母处于危险之中!



而航母的护卫舰艇,由于吨位限制,大多数采用内燃机或者燃气轮机,由于航行阻力的问题,这类军舰大多数是经济航速,最大航速不可长期使用,而且在最大航速情况下,续航航程就要大打折扣,出不了港口的军舰,又怎么能为航母提供保护呢?


泾水书生


核动力航母,平均航速也就30节多点,众所周知,拥有航母的国家并不多,有核动力航母的国家可谓凤毛麟角,航母不是一般国家所能玩得起的。

其他国家的航母,都是常规动力航母,除了英国海军的伊丽莎白女王级采用燃气轮机以外,大都还是采用传统的蒸汽轮机动力航母。美国有10艘10万吨级尼米兹级航母,航速大于30节,1艘理11万吨级最高航速超过35节的里根号航母;法国海军仅有1艘戴高乐级核动力航母,但其最高航速只有27节,但现实却是故障不断,开不到27节,成了航母界的一大笑话。

原因就是法国并未研发专业的航母核动力系统,只是简单地将核潜艇上的核动力系统搬到航母上而已,一台不够就上了两台,但航速还是上不去,27节就碰顶了。
百公里的速度,已经是陆上家轿的速度了,折算成海上数据就是相当于54节的航速了,就目前来看,只有喷水推进排水量250吨左右的022型导弹艇才有可能达到,但还不一定能达到。

对于体量庞大,长300余米,飞行甲板宽70米,且排水量10万吨的航母来说,即便再装备同样数量的核反应堆,都不一定能将航速提高到百公里。
原因就是航母尽管很大,但也不可能容纳更多庞大的压水式核反应堆;而压水式核反应堆,原则上还是由输出的核能将输入的冷水烧开,产生蒸汽推动主汽轮机传动轴带螺旋桨转动前行。

而目前蒸汽机热效率最大只有20%,已经上不去了,烧锅炉的人知道,水烧开到一定时期,会自动不定期地放出蒸汽,否则,锅炉是会爆炸的,家庭用高压锅释放蒸气也是这个原理。

因此,核动力航母,理论上达不到每小时54节的航速,是由核动力压水式反应堆工作原理热效率上不去有关系。


国平军史


航母不是铁疙瘩,在水阻中跑百公里小时,为了满足应力需求要进行全新的设计,可能放弃一些实战需要的空间和结构,结果得不偿失。


瑞比亚


风速100km/h,也就是27.8m/s,属于10级风,狂风级别,可以把大树连根拔起。航母航速100km/h,就是甲板吹起10级狂风,应该会吹坏暴露在风中的一切物体……。


航母甲板降落成功


目前为止技术不可能,或者说得不偿失。需要牺牲很多空间安放更多更大的核反应堆,航母毕竟是武器装备,战斗力提升是第一位的。提高航速牺牲战斗力就本末倒置了


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