回覆列表
  • 1 # 威吶解析

    “企業號”航母是世界上第一艘核動力航母,滿載排水量約94000噸,服役於1961年11月25日,裝備了8座A2W壓水堆;“福特號”是美國海軍第三代核動力航母,滿載排水量約112000噸,服役於2017年7月22日,裝備2座A1B反應堆。“企業號”和“福特號”航母噸位差距不到2萬噸,但是前者的反應堆數量卻是後者的4倍,關鍵因素是反應堆單堆功率差距懸殊。全球第一艘核動力航母“企業號”

    “企業號”核動力航母裝備的A2W反應堆與全球第一艘核動力水面戰艦“長灘號”核動力巡洋艦是同一型號(“長灘號”裝備4座C2W反應堆),只不過由於艦型不同反應堆編號不同而已。A2W反應堆是美國海軍第一代航母用堆,熱功率約150MWt,“企業號”上的8座A2W反應堆的總熱功率為1200MWt,可以提供約28萬馬力的驅動功率,使得“企業號”的最大航速可達33節以上。“企業號”下水儀式

    用於水面艦艇核動力系統研發的陸上模式堆

    “福特號”裝備的A1B反應堆是目前世界上單堆功率最大的軍用反應堆,熱功率達到了630MWt以上(也有說是650MWt),2座A1B反應堆的總功率達到了近1300MWt,超過了“企業號”上的8座A2W反應堆。不僅總功率提升,“福特號”上的A1B反應堆的熱效率也高於A2W,不僅可以提供26馬力的驅動力,還可以為全艦提供約100MWe的電力。“福特號”核動力航母很多人認為這是A1B反應堆是不對的,這只是一個聚變試驗裝置!

    “企業號”與“福特號”中間隔了超過半個世紀的時間(56年),在此時間內全球的核動力技術已經從第一代發展到了第三代,二者本身在技術上就不在同一層面,單純比較反應堆數量自然沒有什麼實質性的意義。雖然是第一代反應堆技術,但是“企業號”核動力航母服役至2012年才退役,為美國的核動力航母積累了大量的經驗,也參與了多項重點軍事行動,是一艘不折不扣的“功勳艦”。“福特號”航母不僅應用了最新的A1B反應堆,而且裝備了電磁彈射回收系統、艦載相控陣雷達以及大量其他新技術,但是目前仍未消除新技術帶來的不確定性,至少還需要2-3年的時間才能形成完整作戰能力。“企業號”航母服役50週年紀念!

  • 2 # Ownerryu

    功率的問題!企業號作為全世界第一艘大型核動力航母!它的的核反應堆是核潛艇反應堆的改進型!功率不足!所以要很多堆!但是福特號的核反應堆是最新的航母專用型核反應堆!功率足夠大!所以不需要八座!

  • 3 # 科羅廖夫

    “企業”號核動力航母是美國乃至全球的第一艘核動力航空母艦,綽號大E,1961年11月服役,只建造了一艘,2012年12月退役,服役時間長達51年,是在役最長的航空母艦。“企業”號的滿載排水量約為95000噸。為了達到33節以上的最高航速,該艦裝備有8臺A2W核反應堆。

    碰巧的是,最新“福特”級核航母的三號艦也被命名為“企業號”。福特級核動力航母是目前全球最先進的核動力航母,滿載排水量約為11.2萬噸,最高航速超過32節,為此它裝備了兩座新型的A1B核反應堆。

    這兩艘超級航母的排水量相差不到2萬噸,最高航速基本相同,但為何它們的核反應堆數量相差了6座之多呢?其實,這個問題的答案並不複雜,無非就是“福特”號裝備的A1B核反應堆綜合性能有巨大提升,特別是功率明顯更高了唄。

    “企業”號航母使用的A2W核反應堆作為第一代航母核反應堆,它並非是專門設計的,而是在潛艇用核反應堆基礎上發展而來的,企業號的核反應幾乎是華盛頓級戰略核潛艇現成的反應堆,改改上艦。這樣就不用開發新的大功率反應堆,可以省下一大筆錢,這種潛艇用核反應堆在航母上產生的第一個問題就是功率相對不足。

    因為單臺功率不夠,最簡單的解決辦法自然是增加數量,為此“企業”號核動力航母堆上了8臺A2W核反應堆。8臺A2W核反應堆+4臺蒸汽輪機的動力組合能夠輸出21萬千瓦功率,也就是28.6萬馬力。

    這樣做並非沒有代價,因為需要容納下多達8臺A2W核反應堆,“企業”號的艦長達到了史無前例的345米,比如今的“福特”號還要長10多米。這些A2W核反應堆佔用了大量艦內空間,動力艙室的佈局異常複雜,導致“企業”號艦體中段幾乎被輪機裝置佔滿,使得企業號的艙室侷促狹小。而且因為核反應堆數量太多,日常維護工作非常繁重,這就要求配備更多專業人員,由此又需要增加艦員數量,這樣就陷入了水多了加面、面多了加水的惡性迴圈。最終使得“企業”號航母的造價大幅度攀升。

    原本美海軍計劃建造6艘“企業”號同級航母,但後來因為看到它的“吞金程度”,加上經費削減,最終停止了同型艦的建造計劃。有了“企業”號的前車之鑑後,美國海軍後來在建造“尼米茲”級、“福特”級核動力航母時,都是為它們設計專門的核反應堆。“尼米茲”級裝備的是2座威斯汀豪斯的A4W核反應堆,單臺熱功率為550MW,輸出功率達到130000馬力。尼米茲的2臺核動力系統換算成軸功率就是26.4萬馬力,可以讓尼米茲級航母的最大航速達到30節以上。正是有了大功率的核反應堆,才能給讓“尼米茲”級航母能給以合適的價格連續建造10艘,才能讓“尼米茲”級航母得到最大的艙室空間利用,實現了艦載機數量和效率的提升。

    而到了“福特”級這一代航母時,雖然航母噸位沒有明顯增加,但美國還是為它研發新一代、綜合性能更先進的新型A1B核反應堆。福特級在進行核動力系統招標時,美國政府的貝蒂斯核動力實驗室的新型A1B核反應堆和威斯汀豪斯的A5W反應堆同時競標,最後貝蒂斯的新型A1B核反應堆勝出,其總功率達700兆瓦,除了輸出功率比A-4W核反應堆增加近25%,它還是新式一體化壓水堆,結構緊湊。還無需中途加註核燃料,也就是艦堆同壽,使用壽命長達50年,不需要在服役中期,對航母進行開膛破肚式的更換核燃料。

    比起“企業”號的A2W核反應堆,“福特”級的A1B核反應堆簡直是全方位的碾壓。所以“福特”級航母只需要兩座A1B核反應堆即可擁有澎湃動力。不僅如此,A1B核反應堆還能夠給“福特”號航母提供充足的電力供應,供電能力高達20萬千瓦,幾乎是尼米茲級的3倍,特別是在“福特”號航母配備電磁彈射器、先進攔阻系統等高耗電裝備的情況下,這種大幅度增強的電力供應能力非常及時。

    由此可見,採用核潛艇反應堆發展核航母的路子走不通,美國的企業號和法國的戴高樂級都是深刻教訓。要發展核動力航空母艦,就必須全新研製大功率的核反應堆,而不能為了省錢,把核潛艇的小型反應堆改一改對付著用。你糊弄核航母,核航母就必然會在未來戰爭中糊弄你。

  • 4 # 精彩影片片段餘小波

    因為“企業”號的反應堆單堆功率太小,只能數量湊。

    核動力航空母艦要求輸出功率不能改變的情況下只有兩種辦法來實現這個設計值:

    單臺核反應堆輸出功率要大。

    2.用數量來湊。“福特”級就屬於前者,而“企業”號就屬於後者。但是美華人發現用反應堆數量來湊輸出功率這個辦法確實不合適,所以在下一代的“尼米茲”級和動力航空母艦上使用的就是專門設計的大功率反應堆,這樣反應堆數量就從8臺下降到2臺,只有前者的四分之一。“企業”號核動力航空母艦是上世紀50年代展開研製的,他所採用的A2W型核反應堆是S5W型潛艇用反應堆的變種,而S5W應用在美國第一代彈道導彈核潛艇“華盛頓”級上面。S5W/A2W單臺熱功率150MW,但是“華盛頓”級只有6800噸,只需要1臺即可達到水下26節航速。而“企業”號滿載排水量9.4萬噸,單臺A2W只能提供3.5萬馬力的軸功率,這樣要達到“企業”號設計需求值就必須用8臺A2W堆來湊。

    8臺A2W堆驅動4臺減速齒輪蒸汽輪機可以達到28萬馬力的輸出動力,最高航速達到35節(試航時可能達到過37節)。下圖為A2W型核反應堆其實從“企業”號的例子可以看到,核動力航空母艦其實是可以用核潛艇反應堆的。很多朋友喜歡用法國“戴高樂”號當反面,得出“航空母艦不能用核潛艇反應堆”的結論,但是“戴高樂”原本計劃的是搭載3座K15反應堆,輸出動力12萬馬力,最後因為財政問題削減到2座和8萬馬力。也就是說“戴高樂”不是因為用了潛艇堆才只有25節航速,而是實際動力根本沒有達到設計的要求值,只能說單堆功率不夠數量也不夠。下圖為法國K15反應堆,他的軸功率能達到4萬馬力,比“企業”使用的A2W還要大一些但是說“能用”不代表“適合用”,“企業”號使用8臺反應堆帶來的問題就是佔用空間大和維護相當麻煩。首先,“企業”號的8臺反應堆嚴重佔用艦艇空間,“企業”號的艦長達到345米,到現在仍然是世界上最長的航空母艦。其次,這麼多堆維護複雜程度和費用太驚人了,8臺核反應堆每臺都有一套獨立的控制和冷卻系統,維護代價是“尼米茲”的4倍還要多。原本“企業”有6艘的建造計劃,因為上面這些“不合適”的原因最後被削減到CVN-65這1艘。

    為了避免這些事情再次發生,之後設計的“尼米茲”級就專門設計大功率艦用核反應堆,原本計劃搭載4臺反應堆共28萬馬力,後來進一步削減到2臺A4W堆共26萬軸馬力(單臺熱功率550MW)。這樣“尼米茲”在核反應堆數量一下減到“企業”號的四分之一。而現在的“福特”號和“尼米茲”一樣都是2臺核反應堆,只是更換為更新一代的A1B堆(熱功率達到近700MW),是“企業”A2W的4.6倍。這樣新一代的A1B除了能夠推動11.2萬噸的“福特”超過30節航速之外還能保障全艦巨大的電力需求。

  • 5 # 道2019

    技術的進步和國會老爺們為了省錢。

    事實上尼米茲級和福特級比企業級跑得慢。

    海軍肯定是喜歡快的。

    但是國會為了省錢,為了花相同的錢多造軍艦。

    妥協的產物。

  • 6 # 咖啡電風扇123

    企業號是世界第一艘核動力航母

    當時在建造的時候有很多技術算是實驗性質,尤其是反應堆技術上,當時為了增加可靠性,採用了多個小型堆的方案,事實證明,這種方案對可靠性沒有太多益處,反而增加了維護成本,所以後續型號就不這樣設計了

  • 7 # 彧蔚

    企業號航母作為世界上第一艘核動力航母,其開創了艦艇核動力的開端和時代發展,甚至引領了“全核艦隊”的誕生。企業號航母在動力系統上使用了多達8臺A2w核反應堆來推動10萬噸的航母達到35節的最大航速。而美國最新的福特號核動力航母只使用了2臺A1B核反應堆,就可以推動同樣滿載排水量超過10萬噸的福特號航母以30節以上的航速高速航行,那為什麼福特號只用了2臺核反應堆就可以做到企業號需要8臺才行達到的航速呢?首先說說人類歷史上第一艘水面軍艦——企業號核動力航母,該航母作為美國繼核動力潛艇後建造的第一艘核動力水面軍艦,由於屬於核動力水面軍艦的試驗專案,所以很多關於核動力水面軍艦對於動力系統的要求都是處於摸索階段的,在這種技術和觀念不成熟的條件下,為了保險和縮短研發時間,企業號航母使用了美國西屋電氣為人類第一艘核動力潛艇---鸚鵡螺號研製的核反應堆的改進型號A2W核反應堆,但是因為潛艇在空間、航速要求、靜音性等方面於航母使用的核反應堆要求不一樣的情況下,由鸚鵡螺號潛艇使用的S2W核反應堆改進而來的A2W核反應堆單堆最大輸出功率只有25兆瓦,但是按照一艘滿載排水量達到10萬噸的航母在超過30節航速下最低需要200兆瓦計算的話,所以企業號共安裝了多達8臺A2W核反應堆來滿足航速要求。雖然8臺核反應堆可以推動企業號航母以最大35節的航速高速航行,但是其缺點也不少。首先是過多的核反應堆造成動力艙段體積和空間大幅度增加,企業號航母的全艦長度也一直躍升到341米,這對於艦體結構和機動性來說是有很大的影響的,其次過多的核反應堆也增加了動力系統的複雜性,因為採用的是單堆功率不夠數量來湊的方式,所以企業號航母從低速到高速航行的加速時間還不如同期的常規動力護航軍艦。所以在企業號之後的尼米茲級航母設計時,為了降低核反應堆體積和複雜性問題,尼米茲級航母最開始打算採用4臺西屋電氣研製的A3W核反應堆,但是後來因為當時國防部長認為採用數量更少的核反應堆可以減少航母中期大修更換核燃料時間和成本,對於航母在整個服役期內的戰備能力是有顯著提升效果的,所以尼米茲級航母最後採用了2臺單臺功率98兆瓦的A4W核反應堆,兩臺A4W核反應堆合計可輸出26萬馬力,雖然相比小鷹號常規動力航母和企業號核動力航母的28萬馬力小了很多,導致其最大航速從企業號的35節降至30節,但是隻有2臺核反應堆的尼米茲級航母動力艙段的體積、重量、成本、複雜性等都降低了很多,對於航母來說就有了更多的空間裝載更多的艦載機、武器彈藥和燃油了。而且這一代的核反應堆已經屬於改進後的第二代艦用核反應堆了,除了單堆輸出功率更大外,其新增一次核燃料的續航時間也從企業號的不到10年提升到20--25年之久。目前美國福特號航母上使用的A1B核反應堆還是屬於雙堆配置,這樣可以保證在單臺核反應堆出現故障時仍然能夠保證航母所需的動力輸出。而且從福特號航母開始,美國已經開始了新一代戰鬥力更強的航母研製工作,所以福特號航母無論是從艦載機的效能還是航母本身的效能來說都採用了大量的新技術來提升航母本身的作戰實力,比如綜合電力推進系統、電磁彈射器/電磁攔阻器/雙波段雷達以及未來可能上艦的電磁炮、鐳射炮等這些對動力系統要求更高的耗電大戶,所以就要求其搭載的核反應堆要比尼米茲級航母輸出功率更大,但是在降低動力系統複雜性、維護週期和提高動力系統可靠性的情況下,福特號航母是不能採用更多數量的核反應堆來滿足新一代航母所需的動力要求的,只能透過提高單堆輸出功率的方式來滿足要求。所以其採用的效能更先進的A1B核反應堆的單堆輸出功率從高達120兆瓦,相比尼米茲級航母使用的A4W輸出功率提高了20%,這樣多餘出來的動力既可以在滿足航母航行所需要的動力供應外,還能為艦上的電磁彈射器和電磁攔阻器同時供應能源需求,畢竟不同於有些全電推進的軍艦的動力供應交替方式,航母在進行艦載機彈射起飛的過過程中,為了增加艦載機的起飛重量航母是需要逆風高速航行的,所以在兩臺核反應堆為航母以超過30節航速航行時供應能源外,還要為高速航行的航母上的4臺電磁彈射器連續不斷地的供應電能。所以從這這些要求就可以看出航母使用的核反應堆和潛艇使用的核反應堆要求完全不一樣,航母的要求包括更高的單堆輸出功率、數量更少、結構更簡單的動力系統、壽命更長、重量和體積更小的核反應堆等,而福特號航母搭載的核動力系統則代表了人類目前在艦用核動力系統上的最高成就。

  • 8 # 聯合防務

    謝邀。“企業”號是第一代核動力航母,那時艦用核反應堆技術還處於初級階段,所用的威斯汀豪斯公司(也稱西屋公司)A2W壓水反應堆技術水平還很低,單堆功率低,所以只能採用多堆串聯的方式來增加總功率。“企業”號航母的8座A2W反應堆總輸出功率為210兆瓦,也就是21萬千瓦,換算成軸功率大約是28.6萬馬力。這個總功率是很強勁的,可以讓排水量9.3萬噸的“企業”號的最大航速達到33節以上,最高跑出過35節。但是8座A2W反應堆在設計上不僅十分浪費空間,導致“企業”號艦體中段幾乎被輪機裝置佔滿,也使得“企業”號至今仍是世界上長度最大的航母,而且造價高昂,在使用、維護方面也異常繁瑣複雜,“誰用誰苦”。因此,“企業”號只造了一艘,再無後續艦。

    “企業”號之後就是著名的尼米茲級,其動力系統中就只用了2座威斯汀豪斯的A4W壓水堆,並不是福特級才用2座反應堆搞定。A4W單堆熱功率達600兆瓦,輸出功率97兆瓦,雙堆輸出總功率為194兆瓦。說實話,這個熱效率很低,只有16%。原因在於艦用和艇用蒸汽輪機為了適應大負荷變動範圍,並且儘量降低體積和重量,沒有采用再熱迴圈,甚至有時抽汽回熱也不採用,這與陸地核電站的蒸汽輪機為了提高熱效率而採用複雜熱力迴圈的方式完全不同。所以艦用反應堆的熱效率比陸地核電站上相同引數的反應堆低得多――陸地核電站的壓水堆熱效率能夠超過33%,而艦用和艇用反應堆的熱效率很少超過20%。

    即便艦用反應堆熱效率不高,但2座A4W反應堆的總輸出功率已經十分可觀了,換算成軸功率就是26.4萬馬力,可以讓尼米茲級航母的最大航速達到30節以上。由此也可以看出,美國在艦用反應堆方面的水平之高,600兆瓦熱功率的反應堆,放眼全球,至今仍然是美國一家。福特級的2座反應堆是A1B,由位於賓夕法尼亞州、屬於美國政府的貝蒂斯核動力實驗室研製而成(B代表貝蒂斯,A1B就是貝蒂斯第一代艦用反應堆)。 之所以換了另一家公司的反應堆,是因為威斯汀豪斯的A5W反應堆在1999年的競標中失敗。A1B反應堆是新設計的一體化壓水堆,結構緊湊,輸出功率較尼米茲級增加25%以上,同時配備13500伏輸配電系統,供電能力高達20萬千瓦,幾乎是尼米茲級的3倍,能為電磁彈射系統(EMALS)提供充足的電力。除了功率大,A1B反應堆的堆芯使用壽命長達50年,讓福特級航母在整個服役期內無需再回到船塢更換堆芯,相應也就增加了壽命週期內的海上執行任務時間。(S)

  • 9 # 在十字路口等等你

    以前有人會問,為什麼中國不拿核潛艇的反應堆直接上航母,並且查證了相關資料論述上航母的可行性。其實直接拿核動力潛艇的反應堆上航母其實是沒問題的。因為美國和法國就這麼搞過。世界上第一艘核動力航母、也是美國第一艘核動力航母企業號,法國第一艘核動力航母戴高樂號都是直接拿核潛艇的反應堆作為這兩艘航母的動力,可結果呢?法國就製造出了一艘就不敢造,美國也就整出企業號一艘,之後又轉回小鷹級常規動力航母。為什麼?

    因為核潛艇的反應堆為了適應潛艇的工作環境所以其體積小,輸出功率也小,推動1萬多噸的潛艇在水下跑30節都沒問題,可是要推動4萬多噸甚至7萬多噸的大型航母就有問題了。由於技術資金以及艦艇佈局的原因,法國戴高樂號航母4上了臺反應堆,這就導致它的輸出功率不夠,使得4萬多噸的航母,最高航速跑出了25節。而美國為解決功率不夠問題,直接給企業號上了8臺核反應堆,其代價就是技術複雜、消耗的資金太大、過度佔用艦體空間,以至於財大氣粗的美華人也只造了一艘。

    隨後美華人在研發尼米茲級時就老老實實研發航母用的大型核反應堆,單臺最大輸出功率達到了13萬馬力,而核潛艇用的單臺最高輸出馬力也不過6.1萬馬力而已所以在尼米茲級上也是用了兩臺核反應堆,但是這兩臺反應堆卻能讓10萬噸級的和尼米茲一航母跑到30節的速度。而在四十年前美國就搞定了2個反應堆的推動十萬噸級航母的技術,而在四十多年後美國福特級上的核反應堆不是沿用此前尼米茲級用西屋公司的A-5W,而是用貝蒂斯核子動力實驗室研發的A-1B,相較於A-5W,它的功率增加了20%以上。

  • 10 # 蘭亭翰墨華夏韻

    米國在建造第一艘核動力航母的時候,沒有研製核動力航母的專用核反應堆,而是採用了現成的核潛艇用的核反應堆,由於核潛艇使用的反應堆功率太少,只能使用多個反應堆串接才能推動航母,企業號一共使用了八個反應堆,實際使用的效果非常差,實踐證明核動力航母還是需要研製專門的大功率核反應堆才能滿足要求,由於新型的核反應堆功率夠大,只需要兩個就能滿足航母的推進要求,所以福特級就只需要兩個就夠了。

  • 11 # 航空之家

    企業號航空母艦(CVN-65)是美國第一代核動力航空母艦,其採用第一代A2W航母用反應堆,這是專門針對航母設計、也是真正實用的艦用反應堆。該反應堆在美國海軍S5W核潛艇反應堆基礎上研製而成,但是輸出功率只有3.5萬馬力。企業號航母為了滿足效能需求,不得不搭載8座核反應堆,這也導致艦身中部空間幾乎被完全佔用,而整艦長度也達到了史無前例的342米。

    此後,工程師為了減小反應堆數量,專門提升了單座反應堆輸出功率,美國繼而開始研發A3W反應堆,它的輸出功率最高達7萬馬力,4臺核反應堆就能達到原來8臺的效果。但是美國海軍也提升了標準,要求只能搭載2臺核反應堆。於是企業號航母只生產一艘,美國便進入尼米茲級航母時代,其搭載第三代A4W反應堆,單臺輸出功率更是高達14萬馬力!搭載全新核反應堆的尼米茲級航母整個效能也是脫胎換骨,具備4座升降機、4臺蒸汽式彈射器和4條阻攔索,而且航速可保持在30節以上!

    美國最新的航母是福特級核動力航母,這也是美國第三代核動力航母。反應堆也更新為A1B,這也是比奇特爾公司的扛鼎之作,它為美國提供了八成以上的陸基核電站。資料顯示,A1B總輸出功率高達700兆瓦,比A4W高出25%。A2B反應堆可以輸出125兆瓦電力。

    A1B比之前所有的反應堆更加先進,而且體積更小。正是客機的力量讓福特號擁有更更強勁的動力,和更小巧的動力裝置。

  • 12 # 軍武資料庫

    如果說個數,那麼沒有太大參考意義,反應堆首先得看功率的!

    企業號是第一艘核動力航母,但是上面的反應堆其實並不成熟。我們來看一下:

    企業號(CNV-65)航母上所用的反應堆為A2W壓水式反應堆,8個反應堆一共才可以輸出35000軸馬力的動力。

    這主要是由於當年A2W反應堆還是一個極其簡單的壓水式輕水反應堆

    反應堆就是一個以控制棒來調節輸出功率的核鍋爐而已,其輸出蒸汽的溫度也只有285度。因此功率並不算大。

    相反,現在的新型號反應堆,例如福特級航母上所用的A1B發動機則完全是兩個不同結構的設計,大家經常看到A1B的外部圖片:

    也就是上圖,但是A1B的結構圖估計是很多人沒有看到過的。正好對比一下A2W的設計:

    直觀上我們可以看出,A1B要比A2W複雜了很多,這是一個複合堆。整體體積要比直徑4.5米的A2W大上了很多。堆芯的控制機構也並不是簡單的一組控制棒進行控制。

    如果從紙面資料上來說,A1B反應堆的功率是A2W的六倍多。因此兩個福特級航母上所用的反應堆輸出功率相當於12個企業級航母上A2W反應堆的功率總和。

    因此,這個堆也不僅僅保證了福特級航母的推動動力還保證了電磁彈射器的電源供應。

    而且也基本上是一個未來的發展方向。咱們的航母如果搞核動力的話不能搞出A1B這樣的反應堆上艦,那麼W君則會很失望的。

  • 13 # 鐵匠工坊

    說白了,企業號的反應堆單臺功率太弱,而艦用發動機恰恰是更追求單臺功率的。

    戴高樂號就是用小號的K15壓水堆,結果功率不足

    企業號的反應堆用到的是西屋電氣生產的A2W壓水反應堆,其中A代表航母用、W代表西屋電氣、2代表西屋電氣生產的第二代核反應堆,這種核反應堆因為設計和生產年份較早,所以說功率和後期的航母用反應堆沒法比,單臺反應堆功率大概在35000軸馬力左右,八臺湊一起才能產生280000軸馬力的動力,只能說他造的早,所以很多理念都比較原始。

    這8臺A2W核反應堆本身是很佔地方的,也就造成了整個企業號的體積“奇長無比”,達到了342米,甚至比後世的尼米茲級還要長10米,所以說用多用發動機來堆動力這玩意在海軍軍艦上本身並不行得通,所以企業級航母美國只造了一艘,然後就去發展西屋電氣的A3W和A4W壓水堆,最後A4W壓水堆用在了尼米茲級航母上,單臺功率到了130000軸馬力,體積縮小了,數量減少了,維護更方便,而且總功率還加了10000軸馬力。

    而福特級航母用到的是比奇特爾公司生產的A1B反應堆,是海軍雙大核心反應堆理念的一個進一步發展。A1B壓水堆屬於最新設計的一體化壓水堆,結構上比A4W壓水堆更緊湊,熱效率也更高一些,輸出功率能比A4W反應堆增加25%左右,而且還有專門的發電系統給電磁彈射器充電。所以說用兩臺反應堆就能完成的事情,幹嘛非要用8臺反應堆呢?

  • 14 # 紙上的宣仔

    企業和福特的反應堆數量不同,反映了美華人在核航母設計上從幼稚走向成熟的一個過程。

    企業號航母用8個核反應堆,是吃了貪小便宜的虧。作為美國第一型核動力航母,之前沒啥經驗,就想著能用華盛頓級的戰略核潛艇現成的反應堆,改改上艦。這樣就不用開發新的大功率反應堆,可以省下一大筆錢,這就是A2W核反應堆(A=aircraft carrier 2=2 generation W=Westinghouse)。不過核潛艇反應堆的設計指標,首先要考慮的就是體積,體積不能太大,這個限制了就迴圈水單位時間帶走的熱功率。A2W的熱功率僅有150MW,軸功率僅26MW僅相當於一個LM2500燃氣輪機的功率,這也了太小。於是功率不夠數量來湊,企業號上了8個A2W反應堆,驅動4臺蒸汽輪機,軸功率達到208MW,可以讓這艘9萬4000噸大傢伙以33節高速行駛。可是企業服役之後,美華人從國會到水兵,哭都哭不出好調了。

    反應堆-軸功率輸出的原理框圖

    企業號航母正在航行

    A2W反應堆

    為啥?因為8個反應堆就是8倍的麻煩。其實核反應堆的維護保養成本,和功率是關係不大的,也就是說,不會因為這8個反應堆熱功率較小,麻煩就會少。這一點同樣使用核潛艇反應堆的戴高樂級上也是體現的淋漓盡致,法華人估計戴高樂到退役,動力總維護保養成本與一艘尼米茲級相當。全生命週期下來,企業整整更換了3次核燃料,維護保養成本遠遠超出了研發一種大型艦用反應堆的成本,能不哭麼?所以企業級僅僅造了一艘,成了獨苗一個。想一下如果這型航母要是一口氣造10艘,每年保養費得多感人。。。

    企業號航母

    排水量僅4.2萬噸的戴高樂航母,全壽命維護保養費用和一艘大型核動力航母差不了多少

    所以吃夠了小堆虧,美華人痛定思痛,開始研發專為航母使用的大型核反應堆。尼米茲級使用的第四代艦用核反應堆A4W,熱功率可以達到550MW,最大軸功率可達105兆瓦!這樣2臺即可滿足航母的動力要求,並可持續使用50年不換堆芯。

    尼米茲級的框圖,動力艙(圈10)空間巨大

    到了福特級,使用的是2臺更加先進的A1B反應堆,熱功率達700MW,推進功率與尼米茲級持平的情況下,發電功率為尼米茲的2.5倍,可以支援電磁彈射和除推進系統以外的全艦綜合電力實現。將來搞定了10萬噸級的電力推進後,福特級完全可以像朱姆沃爾特那樣採用電力推進,屆時航速會更高。

    福特級內建了一個小型核電站,為綜合電力推進打下了基礎。這都是得益於A1B單個反應堆的高功率

  • 15 # 雛菊西瓜Peterpan

    因為“企業”號的反應堆單堆功率太小,只能數量湊。核動力航空母艦要求輸出功率不能改變的情況下只有兩種辦法來實現這個設計值:1.單臺核反應堆輸出功率要大。2.用數量來湊。“福特”級就屬於前者,而“企業”號就屬於後者。但是美華人發現用反應堆數量來湊輸出功率這個辦法確實不合適,所以在下一代的“尼米茲”級和動力航空母艦上使用的就是專門設計的大功率反應堆,這樣反應堆數量就從8臺下降到2臺,只有前者的四分之一。“企業”號核動力航空母艦是上世紀50年代展開研製的,他所採用的A2W型核反應堆是S5W型潛艇用反應堆的變種,而S5W應用在美國第一代彈道導彈核潛艇“華盛頓”級上面。S5W/A2W單臺熱功率150MW,但是“華盛頓”級只有6800噸,只需要1臺即可達到水下26節航速。而“企業”號滿載排水量9.4萬噸,單臺A2W只能提供3.5萬馬力的軸功率,這樣要達到“企業”號設計需求值就必須用8臺A2W堆來湊。8臺A2W堆驅動4臺減速齒輪蒸汽輪機可以達到28萬馬力的輸出動力,最高航速達到35節(試航時可能達到過37節)。下圖為A2W型核反應堆

    其實從“企業”號的例子可以看到,核動力航空母艦其實是可以用核潛艇反應堆的。很多朋友喜歡用法國“戴高樂”號當反面,得出“航空母艦不能用核潛艇反應堆”的結論,但是“戴高樂”原本計劃的是搭載3座K15反應堆,輸出動力12萬馬力,最後因為財政問題削減到2座和8萬馬力。也就是說“戴高樂”不是因為用了潛艇堆才只有25節航速,而是實際動力根本沒有達到設計的要求值,只能說單堆功率不夠數量也不夠。下圖為法國K15反應堆,他的軸功率能達到4萬馬力,比“企業”使用的A2W還要大一些

    但是說“能用”不代表“適合用”,“企業”號使用8臺反應堆帶來的問題就是佔用空間大和維護相當麻煩。首先,“企業”號的8臺反應堆嚴重佔用艦艇空間,“企業”號的艦長達到345米,到現在仍然是世界上最長的航空母艦。其次,這麼多堆維護複雜程度和費用太驚人了,8臺核反應堆每臺都有一套獨立的控制和冷卻系統,維護代價是“尼米茲”的4倍還要多。

    原本“企業”有6艘的建造計劃,因為上面這些“不合適”的原因最後被削減到CVN-65這1艘。為了避免這些事情再次發生,之後設計的“尼米茲”級就專門設計大功率艦用核反應堆,原本計劃搭載4臺反應堆共28萬馬力,後來進一步削減到2臺A4W堆共26萬軸馬力(單臺熱功率550MW)。這樣“尼米茲”在核反應堆數量一下減到“企業”號的四分之一。

    而現在的“福特”號和“尼米茲”一樣都是2臺核反應堆,只是更換為更新一代的A1B堆(熱功率達到近700MW),是“企業”A2W的4.6倍。這樣新一代的A1B除了能夠推動11.2萬噸的“福特”超過30節航速之外還能保障全艦巨大的電力需求。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 4月16號澆小麥晚嗎?