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1 # 裝備空間
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2 # 使用者62325837614
核動力航母是燒錢的軍事裝備,它不僅僅是一艘航母的問題,為了保證安全,水上、水下、天上要全方位為它保駕護航,還要有一系列後勤保障措施。
僅僅這一切還不夠,因為航母最終目的是進行遠海空中、海上威懾,艦載機、預警機是必不可少的。所有這一切,一般的國家還真難以負擔。
當然,如果僅僅是錢的問題,對中國這樣一個大國,也不是大事。俗話說:“錢能解決的問題,就不是問
題”,更難的問題是有錢也解決不了的問題,這才叫問題。
首先一個大問題,核動力航空艦,當然是要有一個合適的核反應堆做航母動力,有人說中國不是有自主生產的AP1000反應堆嗎?據說技術水平也達到世界先進之列。但是別忘了,那是陸用型,放船上也放不下啊!
有人說,中國核潛艇是船用反應堆,用了幾十年了,這個總可以了吧?在這裡,老司機只能告訴你:不行,太小了!不是體積太小了,是功率太小了!
關於功率大小對船舶航速的影響,作為在船廠幹了二十多年技術工作的老司機可以做一個科普:同樣大小的船體,如果需要航速提高一倍,功率需提高到原來的8倍。
舉例子說,一艘船功率是一千馬力,可以跑10節,如果想讓這艘船跑到20節,那主機功率必須達到八千馬力。你沒有看錯,是從一千馬力提高到八千馬力。這是因為船舶需要的功率,和它的航速成三次方關係。
現在來說說世界上反應堆技術。美國是無可置疑的老大,法國就是老二,怪不得中國早期核電站都是引進法國技術呢!
至今為止,這兩個國家也是現在世界上僅有的兩個有核動力航空母艦的國家。
現在來看看中、美、法這三個最有可能成為核動力航空母艦三巨頭的航母用核反應堆的現狀:
法國戴高樂航母,用2臺К15型核反應堆,功率只有8萬馬力,所以他4萬噸的船體,航速只有25節。
美國尼米茨級航空母艦,排水量9萬多噸,用了2臺A4M反應堆,功率達到驚人的28萬馬力,航速達到30節以上。
據說中國首艘核動力航空母艦,排水量在6萬噸左右,如果要達到30節航速,估計總功率需要15萬馬力左右,而以現在中國核潛艇用的動力推算,假設用兩臺和法國戴高樂航母體積類似的反應堆,功率只有6萬馬力左右,可以說差的太多,根本就不可能。
有人可能會說,跑的慢一點就慢一點唄,總比沒有好,這話差矣。
首先,飛機起飛要有一定的速度,這個速度越大,飛機得到的升力越大。
這速度是指飛機和空氣的相對速度,一般下面幾個因素決定:起飛甲板長度是一定的,飛機的加速度大,可以得到較高的速度,這是由飛機發動機推力和飛機重量決定的;
彈射器的輔助,可以讓飛機加速更快,但這取決於彈射器的效能,即使我們相信馬偉明院士已經設計出了效能優越的電磁彈射器,但是也不是彈射器力量越大越好,力量太大,飛機的結構強度又需要更高的要求,可能飛機沒起來,早已散了架;
逆風起飛,也會提高飛機和空氣的相對速度;
還有一個因素也很重要,起飛時,航空母艦需要加速前進,會使飛機疊加上航母的速度。有利於飛機起飛。
所以說,就中國現在已知資訊來說,核動力航空母艦如果在反應堆問題上沒有突破,核動力航母夢要實現,還有待時日。
以上僅僅是根據公開資料判斷,也許中國的核反應堆技術在暗地裡已經有新的突破,這不是我們老百姓可以知道的,但願如此,那樣的話,中國人的核動力航母之夢,離實現就不遠了。
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3 # 海事先鋒
核動力航母的門檻在大型蒸汽輪機上。說起來,法國就是這一技術不過關,導致了戴高樂號航母存在不少問題,應該說法國也不算是突破了門檻,法國還是個門外漢,因此PA2航母又重回常規動力,法國想要在未來放棄核動力這個噩夢。
其實從這個角度來看,世界上真正掌握了水面艦艇核動力技術的只有美國和俄羅斯兩國,俄羅斯的前身蘇聯曾經建造過2萬多噸的基洛夫級巡洋艦、3萬噸的核動力偵察船、7萬噸的核動力航母。法國只是將潛艇上使用的核反應堆大量堆砌起來,由於沒有大功率蒸汽輪機,因此戴高樂的航行功率和速度遠遠達不到要求,還經常因為馬小車大導致傳動系統故障。
需要說明的是,核動力絕不僅僅是核反應堆,和電力驅動技術一樣,核反應堆和發電機都只是產生能源來源的“原動機”,而不是提供推動力的“發動機”,核潛艇也只是把核動力產生的能量轉化為電能推動潛艇的電動機,帶動驅動軸系來前進,而核動力則是用蒸汽輪機把核能產生的熱轉化為推動蒸汽輪機運轉的能量,也就是用核反應堆取代了鍋爐。
圖為遼寧艦和中國軍迷設想的未來核動力航母。
因此,光有核反應堆技術還不行,還必須有能夠承受,並且轉化核能,同時功率大到能推動航母前進的蒸汽輪機。蘇聯當初為了攻克這一技術,先在核動力破冰船上測試了蘇聯自己的核反應堆--蒸汽輪機--大型水面艦艇驅動軸系這一套技術,然後建造核動力巡洋艦獲得了軍事實踐經驗,然後才開始建造1143.7型烏里揚諾夫斯克號核動力航母的。
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4 # 河東三叔
核動力航母首要條件是動力,當今世界各國有能力生產艦用核動力的國家一隻手能數的過來(能製造核潛艇的國家包括:美、俄、英、法、中、印),擁有現役核動力航母的國家也僅僅包括美國和法國兩家。而且法國戴高樂號航母使用的是核潛艇動力裝置,造成動力不足,是小馬拉大車的典型,也是其他國家研製核動力航母的前車之鑑。
和常規動力相比,核動力航母研製週期長,技術門檻高,同時研製建造成本以及維護成本更高。作為全球首個將核武實用化,以及擁有大量航母建造使用經驗的美國,自上世紀50年代開始打造核動力航母。1958年開建、1960年服役的“企業”號核動力航空母艦(舷號CVN-65)也是全球第一艘核動力航母。
而緊隨其他的是法國,法國勉強用兩臺凱旋級核潛艇上的К15型核反應堆作為動力,打造了一款4萬噸級核動力航母。兩者相比優劣立現,企業號動力為8座A2W壓水反應堆(滿載94000噸),最大航速35節,而戴高樂號採用2臺К15型核反應堆(滿載42500噸),航速只有25節。
蘇聯時代的烏里揚諾夫斯克號核動力航母,計劃採用4座KN-3壓水堆,滿載排水是7.9萬噸,最大航速超過30節。這估計是當時全球範圍內最接近美製核動力航母的存在,不過蘇聯解體這個大傢伙同時落地,時至今日沒有其他國家可以實現該型航母建造工作。
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5 # 戰武奇兵
重要的事說三遍,錢!經費!MONEY!說白了就是國力!核動力航母相比較常規動力航母的建造和維護保障都更為複雜和昂貴,即便對於當今世界來說,也沒有幾個國家能玩的起。相比較起技術門檻,經濟門檻更高。就拿英國來說,他完全有能力製造核動力航母,但新下水的伊麗莎白女王級還是採用了常規動力。對於英國海軍來說,目前擁有一支核潛艇部隊就足夠,高成本的核動力航母根本沒必要,而且在它身上獲得的利益不見得能有太多,完全不適合現在英國國情。也因此可以得到一個硬性的真理,核動力航母並不是誰玩都合適,要根據自身的情況和需要。
接著從技術層面來看,對於五常甚至包括日本、印度等國家來說,實際上他們都已具備製造核動力航母的條件和能力,必要的技術不會困擾他們太久,尤其是擁有核潛艇的國家,也因此最頭疼的門檻還是金錢。那麼目前擁有核動力航母的只有法國和美國兩個國家,同時也只有這兩個國家的航母擁有艦載固定翼預警機,他們的綜合作戰實力是不容小覷的。美國擁有如此強大的航母作戰群是因為它給了美國一個延伸的遠端存在,他們需要把力量投射到偏遠的地方,以方便在遠方地區的軍事存在,維護在全球各地區的利益。
不少國家都有核動力潛艇,它們需要更遠的航程和自持力。但正如上文所說,這是非常昂貴的。不過對於需要在水下停留數月、空間和食物有限、超遠端航行的潛艇來說,這至關重要,以此來達到必要的核平衡。在上世紀70年代到90年代,美國和蘇聯都曾研發國核動力導彈巡洋艦,其設計目的就是用於與核動力航母作戰。它們的一切成本都非常高昂,以至於它們大部分退役,並建造了常規動力的導彈巡洋艦來取代它們。
以美國的弗吉尼亞核動力巡洋艦為例,這些船的一次燃料補給、大修和升級改裝的費用都非常驚人,加起來的費用大約是一艘新船的一半。此外,它們需要相對較多的船員,造成海軍人員的資源緊張和浪費。接下來由各項成本均較為低廉的提康德羅加巡洋艦和阿里·伯克級驅逐艦所取代,而且後者擁有能力更為強大的“宙斯盾”系統,所以便很快決定了這些核動力巡洋艦的退役。
接下來看看法國戴高樂號核動力航空母艦,它更能體現出他們擁有完善先進的國防工業體系,而且航母上的大部分關鍵武器和系統都是由自己研發。在這方面法國做的要比英國強多了,堅持一貫的自主研發,但也是由於成本太大,所以也有諸多問題,法國僅裝備這一艘航母就很好的說明了一切。雖然說每個國家都希望擁有核動力海軍艦艇,包括航母、核潛艇,但很少有人能買得起,研發的起,供應的起。
核動力航母的優點就不必贅言了,除了續航性,有吸引力的另原因之一是大量的多餘能量可以用來為蒸汽彈射器產生蒸汽。而傳統動力航母必須攜帶額外的蒸汽製造系統,與他們的推進和動力系統分開,這顯然不太方便。當然有的輕型航母擁有較好的燃氣輪機也能很好的解決這一切。
最後從實戰方略來看,許多國家擁有建造核動力船的技術和專業知識,然而建造和維護它們的主要限制是成本,而且僅僅擁有一艘核動力航母對一個國家的國防實際上起不了太大作用。一個國家需要經常更換替換戰備船隻以滿足定期維護的要求,所以至少要擁有兩艘核動力航母才可以算的上至少有一艘都在24小時工作,目前能達到這樣程度的僅有美國。
那麼擁有如此多核動力航母的美國面要臨的主要問題之一就是必要的定期維護,這就是昂貴的“停機時間”。就在2015年11月,美國11艘核動力航母中只有5艘有可以被部署到“任何地帶”。4艘在“深度維護”,即增加核燃料和現代化升級(需時2年),1艘在進行部署工作和訓練,最新的福特級仍然在最後的海上測試。
也因此來看對於一些國家來說,擁有核武器或者擁有航母都是毫無意義的,他們既沒有技術也沒有經濟支援。美國自冷戰以後成為了世界上僅剩下的唯一超級大國,它要充分穩定太平洋和大西洋的局勢,以維持其作為世界超級大國的地位和利益。簡而言之美國已經進入了一個迴圈,要是沒有全球軍事存在的利益,恐怕美國也養不起如此之多的核動力航母和其他軍隊。所以說,核動力推進確實相比較常規動力更加便宜,但是高昂的維護費用以及處理舊反應堆的成本仍然讓人望而卻步。
對於我們來講,這是遲早的,麵包會有的,啤酒會有的,我們期待著。
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6 # 劍指蓬萊
首先需要了結核動力航母在技術難度上一定是要高於常規動力航母的。這也可以間接體現在二者間的差距上。
核動力航母最大優點是擁有無限航程,而且是無限高速航程。這導致了很多優勢:
核動力航母無需攜帶自用燃油,可以攜帶更多的航空燃油。(尼米茲級航母攜帶350萬加侖航空燃油,而肯尼迪號攜帶的是180萬加侖航空燃油和240萬加侖船用燃油。
核動力航母可以部署在更安全的後方,無需靠前部署。
同樣航程則比常規動力航母更快到達戰區。
(注:此優勢非常微弱,因為常規動力航母一樣可以飈高速,只不過要多花-點點時間補給燃油,後勤依賴較高而已。
到達時間的對比如下圖,跑12000海里,也就差了幾小時而已
核動力航母單獨行動的時候不需要燃油補給艦,而航空燃油和彈藥補給艦可以稍後出發,更加安全。
降低了全球海軍基地的燃油預置數量,以及日常或戰爭中保護這些燃油儲藏點的難度。即使燃油儲藏點被攻擊毀壞,核動力航母的行動依然不受任何限制。
最重要的應該是更大的電力供應能力。(尤其是未來服役的電磁彈射,電磁軌道炮,鐳射武器,超大面積相控陣雷達等等耗電大戶。
核動力航母艦隊減少了1/3的行進中燃油補給,降低了補給時候被攻擊的風險。
核動力航母的加速效能強得多,能輕鬆應對突
的風力變化,或者:飛機故障需要迫降。
不過報告也指出,常規動力航母從來沒有因為加速能力不足,而導致飛機墜毀。
另外
航空母艦採用核動力推進以後,具有很多明顯的優點:首先,沒有煙囪帶來了許多好處。常規航母_上的進氣道、排氣道和大型煙囪不僅佔去大量空間,而且降低了艦體強度。它們排放的高溫廢氣一方面嚴重腐蝕艦上裝置,一方面也會產生湍流而影響飛機的著艦。而核動力航母一勞永逸地消除了這些問題。
其次,大量空間被節省下來,可大大提高艦艇的有效荷載,可以裝載更多的航空燃油、武器 給品,增加航母的自持力,更適合航母這一戰略性兵力的作戰特點。
第三,常規動力航母的續航能力一般在1 .5萬一2.7萬公里,而核動力航母可50倍於此。且更換一次燃料就可連續航行數十萬海里,核動力使航母具有了近乎無限的機動能力。核燃料更換一-次即可連續航行數十萬海里,這在常規航母是不可想象的。
第四,核動力航母的工作、生活條件大為改善。它沒有煙囪排出的有毒氣體的影響,沒有惱人的噪聲。進氣道和煙囪所節省下的空間使居住艙室更加寬敞,巨大的動力資源可以大量淡化海水,也可以使艙室的空調效果更好。不要小看生活條件的改善,在長期枯燥乏味的海上生活中,良好的生活條件可以大大激發艦員的工作熱情。一-節選自《百年航母》張召忠著。
可見核動力航母的實力和戰鬥力是要遠高於常規動力航母的。這也是目前中國還在積極發展自己的核動力航母的原因。
建造核動力航空母艦,與建造常規動力航空母艦相比最核心的區別就是艦用核反應堆。船用動力堆小型化是科研難題,其要求是核物理上動力充沛、中子毒物效應小、輻射防護設計容易,製造上體積小巧、高度集中、堆與水力迴路一體化。換言之,進一-步提高能量密度。
增加核燃料丰度是最直接的辦法,後果需要重新設計核物理模型。但核燃料丰度增加成功,則帶來熱力學密度上升,又需要重新設計熱工水力模型。以上又帶來材料學、機械設計、電氣部儀表控制等上難度的增加。
這種設計是個綜合性難題。對於除美國外的全世界有核國家,大功率船用反應堆都是工程學難題。前蘇聯也曾經掌握,但不及充分實踐(水下艦艇成熟,水面艦艇僅實踐於破冰船,航母未實際完成建造安裝)蘇聯就解體了。
兩個典型的不成功案例。一個是法國的戴高樂號航母,由於無法完成高濃度燃料堆的設計(原因.非常多) ,導致需要多個低濃度堆工作,佔據了寶貴的船體空間,也使得蒸汽系統變得複雜。另一個是日本陸奧號核動力科考船,同樣因為堆體積問題導致輻射遮蔽空間不足,船體內許多空間不適宜工作和居留,既不宜靠港,也達不成功能需求,最終拆除反應堆恢復為傳統動力。
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7 # 軍武資料庫
一方面說,核動力航母對於中國其實沒什麼門檻。
另一方面說,核動力航母對於中國門檻巨大。
有點尷尬吧?
這件事就和當年造手機一樣。在2003年這個階段,製造功能手機對中國其實已經沒有什麼門檻了,但隨後的幾年智慧手機開始大範圍流行。以至於現在我們還只有華為有真正意義上的智慧手機CPU“麒麟”。
對於航母也是這樣的。我們來看企業級航母:
企業級航母是世界上第一型使用核反應堆為動力系統的航母,在其內部裝有8個Westinghouse的A2W核反應堆。
這種反應堆其實僅僅是能夠勉強上艦的一個堆,由於輸出功率太小,因此企業號也只好裝了8個。
堆有多大,W君這裡有當年運送反應堆的照片:
一列火車僅僅能運送六個堆。因此企業號在使用了A2W後空間浪費太大。並且也沒有獲得想象中那麼大的動力。
而目前福特號就僅僅使用了兩個A1B反應堆就獲得了比企業號大得多的功率。
如果我們自己去研究企業號這個級別的反應堆裝在航母上,以目前我們核工業水平來說並沒有什麼難度。
但是,如果我們現在要按照新的標準對標福特號上面的A1B反應堆,對於我們來說困難還是有的。
但對於航母這種國之重器,其實是寧缺毋濫的。畢竟要持續航行50-80年的時間,所以安下心研究好了反應堆再上也是可以理解的事情了。
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8 # 軍武小咖
在使用了核潛艇的發動機之後,戴高樂級核動力航母的航速還不如普通的常規動力航母,只是空有一個核動力航母的牌子。戴高樂號核動力航母也給其他國家一個教訓,只有研製出專門的航母發動機才能夠真正擁有核動力航母,否則研製出來的航母航速根本達不到作戰的需求。除了技術難度高之外,航母的高昂造價和保養費用,也讓很多國家望而卻步。
美國雖然有十一艘核動力航母,但是美國的大部分航母都在船塢裡面進行保養,非戰爭時期保持戰鬥狀態的只有3艘左右。核動力航母要比常規動力航母更加的金貴,需要經常的返廠維修,維修費用遠不是中小國家所能承受的。而且核動力航母的造價非常高,美國的福特級航母的造價高達128億美元,再加上航母上使用的戰機所花費的費用,一艘福特級航母的造價能夠超過200億美元。而根據一些媒體的報道,福特級航母一直使用到報廢,需要花費的費用大約在2000億美元左右,如此高的花費足夠讓大部分國家都望而卻步。
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主要的門檻是核反應堆和錢,前者就是世界上絕大部分國家都缺乏“功率足夠大、小型化不錯、可靠性高”的航母用核反應堆技術;後者就是除美國外,有一定核動力技術儲備的國家都缺錢(比如俄、英、法等),所以到現在也就是美國擁有“真正的”核動力航母(航母用反應堆)+法國擁有核動力航母(潛艇用反應堆)。
比如美國第一艘核動力航母“企業”號,採用了8臺核潛艇用反應堆,雖然輸出功率和高速效能有效,但是帶來的管理問題、效率問題、造價問題和安全維護問題也讓美軍頭疼,所以只建造了一艘就停止並全面轉向“小鷹”級常規航母。這就說明了當時的美國航母用核動力裝置還不成熟,只能靠用艇堆來湊,直到航母用核反應堆A4W成熟,才開始又批量建造“尼米茲”級核動力航母。
再說法國唯一一艘核動力航母“戴·高樂”號,採用了2臺“凱旋級”核潛艇上的K-15核反應堆,總輸出只有7.6萬軸馬力,導致只有4.2萬噸的“小航母”的最高航速僅區區25節。到法國戴高樂航母研製時,其實制約其發展的主要就是資金問題:1、限於資金有限,法國決定不發展新型航母專用反應堆,沿用凱旋級核潛艇的反應堆;2、K-15潛艇用核反應堆應該說在“潛艇”界是非常優秀的動力系統,但是對航母來說功率還是較低,如果戴高樂號能上4臺K-15的話,那麼總功率就完全不是問題,可是由此帶來的結構改變、成本增加又是法國難以接受的。
總結一句話,對五大國來說,以現有的技術平來說,如果資金充足+戰略上迫切需求的話,應該都是能“憋”出核動力航母的,最不濟就是用核潛艇反應堆往上堆數量嘛,不過對於收縮狀態的英法俄來說,核動力航母並非迫切需求,也只有有實力競逐世界海軍的國家才會有那麼一些需求。
最後來說一些潛艇反應堆和航母反應堆的不同,從技術上原理上來說,現在大多用得都是壓水堆,基本大同小異;但是具體細節不同、研製偏重不同,航母用堆更追求大的功率輸出,以及高低功率切換的穩定性;潛艇用堆則更追求低噪音,比如說“自然迴圈”技術。潛艇堆對小型化的需求比航母更苛刻,而航母堆對於空間的要求相對沒有那麼大。總的來說,軍用核堆還是靠技術積累和資金研發投入的,並不可能一蹴而就,也沒有什麼彎道超車可言,都得一步一步那麼過來的。