老周
摘要:003“福建”号下水,排水量八萬噸,電磁彈射,這些指标都讓國人振奮不已。不過這樣的技術規格難道不應該是采用核動力?而且我們有核潛艇啊,為什麼不把核潛艇上的反應堆移植到航母上?而官方的報道中,卻沒提常規動力,難道還有什麼玄機?
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003“福建”号下水,排水量八萬噸,電磁彈射,這些指标都讓國人振奮不已。不過這樣的技術規格難道不應該是采用核動力?而且我們有核潛艇啊,為什麼不把核潛艇上的反應堆移植到航母上?而官方的報道中,卻沒提常規動力,難道還有什麼玄機?
衡量航母的作戰能力,主要是三個方面的指标,排水量,艦載機起降方式,還有就是動力系統。
近日剛剛下水,完全自主研制建造的第三艘航母003“福建”号,滿載排水量達到了八萬噸,可以跻身大型航母之列,除了美國的航母,這個排水量在世界其它國家航母中,是最大的。在排水量這方面,003“福建”号已經是跨入世界前茅。
航母的本質就是漂浮在海上的活動機場,航母的戰鬥力完全是依賴艦載機來發揮的,對于航母萊說,艦載機就是尖牙利爪,如果沒有艦載機,航母就像老虎沒了牙齒和利爪,什麼戰力也無從談起。所以,艦載機的起降方式對航母來說,是至關重要的指标。
003“福建”号采用的是電磁彈射起飛,和001“遼甯”号、002“山東”号的滑躍起飛相比,絕對是一個巨大的飛躍。彈射起飛對滑躍起飛,幾乎就是具有代差優勢,從某種意義上來說,滑躍起飛是在無法進行彈射起飛的局限下采取的一種權宜之計。而彈射起飛又分為蒸汽彈射和電磁彈射,這是基于兩種完全不同的技術原理,打個不太确切的比喻,就是燃油發動機汽車和全電發動機汽車,不能說哪種更先進,都是有利有弊,隻是電磁彈射的優勢更多一些。所以,從技術上說,如果要選擇彈射起飛,并不一定需要再走從蒸汽彈射到電磁彈射的老路,隻要能夠掌握電磁彈射的相關技術,完全可以直接電磁彈射。所以003“福建”号采用電磁彈射,還是很明智的。
最後來重點說說動力系統,這也是這次003“福建”号讨論最熱烈的話題。
因為八萬噸的排水量,再加上電磁彈射,都對動力系統的功率提出了很高要求,顯然核動力才是最适合最匹配的。而且核動力比常規動力優勢巨大【關于航母核動力與常規動力的差異,可以參考本号昨天文章《003PK“福特”号,同樣是電磁彈射大型航母,還有多大差距?》】。所以就有不少人問,為什麼003“福建”号不采用核動力?因為技術上還做不到。實話總是很紮耳錐心,但這确實就是事實,很殘酷也很無情。
我們不是有核潛艇嗎?為什麼不能把核潛艇上的核動力系統移植或者放大後用到“福建”号上?
核潛艇上的核動力系統和航母的核動力系統,雖然同樣都是核動力,但性質上卻天差地别。首先是潛艇和航母排水量差太多了,一般核潛艇的噸位也就在一萬噸上下,而大型航母的排水量至少八萬噸(“福建”号就是八萬噸),這個差距就非常大了。其次,潛艇強調控制噪音,對于作為動力系統的核反應堆也首先考慮安靜音,甚至不惜犧牲其它方面的性能。而航母對動力系統更注重的是功率,要求具備長時間高速和大航程,同時體積上要盡可能小,因為航母上空間是非常寶貴的。所以,潛艇和航母對于動力系統的要求完全不一樣,甚至是矛盾的。所以将核潛艇上的核動力系統直接用到航母上,是有很大問題的。這就好比把體重20斤的小猴子的心髒能移植到200斤體重的大漢身上,就算能存活,很多劇烈動作顯然也是不能做的。盡管這麼比喻不太确切,但道理是相通的。而且在曆史上,也确實有過将核潛艇的核動力系統用到航母上的事例。
世界上第一艘核動力航母,美國的“企業”号,由于當時美國也沒有航母使用的核反應堆,就将鲣魚級攻擊核潛艇上使用的S5W核反應堆稍加改進,開發出了A2W反應堆。這裡提到的核反應堆型号,S5W表示西屋公司(Westinghouse)研制的第五代潛艇(Submarine)使用 的核反應堆,S代表潛艇用,5代表第五代,W代表西屋公司,這是美國核潛艇上使用的比較成熟的核反應堆;而A2W表示西屋公司研制的第二代航母(Aircraft carrier)使用的核反應堆,A代表航母,2代表第二代,W代表西屋公司。
由于A2W是從核潛艇的核反應堆發展而來,所以存在功率不足的先天缺陷,為了滿足航母十萬噸排水量的動力需求,不得不安裝了8座A2W核反應堆,這才使得整個動力系統的總輸出功率達到26萬馬力,保證了“企業”号能夠達到30節的最高航速。雖然總功率依靠反應堆數量堆積勉強達到了,但是系統越複雜,故障率就越高,因此“企業”号的動力系統總是問題不斷,特别是中期大修更換核燃料,更是遇到了很大困難。從1961年到2012年,“企業”号雖然服役期長達五十一年,也不算短了,但真正的前沿部署或者參與實戰并不多,大部分時間都在維護保養和修理中。
正是鑒于“企業”号的慘痛教訓,美國海軍在此後的尼米茲級航母上就不再用核潛艇的反應堆,而是專門為航母開發了A4W核反應堆,也就是西屋公司第四代航母使用的核反應堆。A4W的技術自然比A2W成熟,單座功率就達到了13萬馬力,是A2W的四倍,所以整個動力系統隻需要安裝兩座A4W反應堆,就達到了26萬馬力的總功率,而且故障率大幅下降,核燃料的更換時間也延長到了20年。
在美國最新的福特級航母上,使用的是更先進的A1B核反應堆,這裡的B表示貝蒂斯船用推進公司(Bechtel Marine Propulsion Corporation),也就是貝蒂斯公司的第一代航母用核反應堆。A1B核反應堆單座可以産生104兆瓦的輸出功率和96兆瓦的供電功率,總輸出功率達200兆瓦(27.2萬馬力),全系統兩座A1B核反應堆合計輸出功率達到了400兆瓦(54.4萬馬力),是尼米茲級的兩倍還多,尤其是在供電能力方面,可以提供20萬千瓦的電力輸出,幾乎是尼米茲級的三倍,不僅能夠滿足電磁彈射所需要的巨大電能,而且可以使得福特号上所有機房都能使用冷氣空調,提高了操作人員的舒适性,同時也降低了機房設備的維修保養需求。
除了美國,法國也嘗試過把核潛艇上的核反應堆用到航母上,結果同樣相當悲催。
法國海軍第一艘也是唯一一艘核動力航母“戴高樂”号,直接采用了兩座凱旋級戰略核潛艇的K-15型一體化核反應堆,單座輸出功率隻有4.1萬馬力,整個系統兩座反應堆加一起總共輸出功率才不過8.2萬馬力,所以要驅動滿載排水量4.2萬噸的“戴高樂”号,明顯力不從心,最高航速隻有27節。不僅如此,整個核動力系統故障不斷。更嚴重的問題是由于動力不足,“戴高樂”号蒸汽彈射器的氣缸壓力比正常狀況要小了50%,降低了至少15%的彈射能量,從而導緻彈射效率大大降低。此外,還因為核反應堆的體積較大,擠占了航母上寶貴的空間,使得法國人不得不截短了彈射器的氣缸,以此來減小占用空間。
所以,“戴高樂”号由于簡單粗暴采用了核潛艇的核反應堆,結果問題多多,讓法國海軍頭痛不已。
由此可見,把核潛艇上的核反應堆用到航母上,想法很豐滿,但現實卻很骨感,基本上是不可行的。而從核潛艇的反應堆到航母的反應堆,也不是簡單地放大,在技術上完全是不同的代差與級差,是有着巨大的差距需要跨越,美國“企業”号的A2W到“尼米茲”号專門航母用的A4W反應堆就花了整整十年。
不過這次003“福建”号的情況卻還是有些雲裡霧裡的神秘,首先是在官方公布的介紹中,沒有“常規動力”的字樣,這應該不是粗心大意的疏忽,而可能真的有所隐情;其次“福建”号的島式上層建築非常小,固然有減少雷達反射面以增強隐身性能的考慮,但這麼小的艦島顯然很難容納大功率的蒸汽鍋爐。基于這兩點,所以就有人大膽推測,003“福建”号有可能除了常規的動力系統外,還有一座核反應堆,也就是采用了核常混合動力。當然如果真有核反應堆,在整個動力系統中也是次要的,輔助性的,主要的動力輸出還是靠常規動力,核反應堆的作用一個是進行航母核動力的試驗與探索,另外也可以産生更大的電能,提供給需要龐大電能消耗的電磁彈射器。
當然,這隻是純粹的推測,純屬推測,姑妄而言,讀者朋友也就當作閑談亂扯姑妄聽之。
按照這樣的發展趨勢,接下去的004号,采用核動力的可能性将會非常大,中國的核動力航母,應該已經為時不遠了。
(本文圖片來自網絡)
老周,本名周明,曾用網名光亭,長期從事軍事戰史研究,曾多次在鳳凰衛視、上海電視台擔任軍事欄目嘉賓。出版過二十多本軍事書籍,可在微店“知兵堂書店”、某寶網店“知兵堂書店”上咨詢購買。現在喜馬拉雅上有個人專欄“老周軍事”,制作軍事類音頻節目。在各大視頻平台都開設“老周新觀察”視頻号,解讀軍事熱點,敬請支持。
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