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1 # 李曉偉
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2 # 優己
主要是因為核能轉電推會導致動力不足!我們都知道所有機械都存在轉化效率的問題。如果航母採用電推的方式那麼意味著航母上的核能必須先轉化為蒸汽輪機,再從蒸汽輪機轉化為電能,這使得核動力航母上的功率轉化必須多一個環節,一般來說蒸汽輪機轉化為電能的效率值也只有20%左右,這意味著航母的功率必須白白浪費了80%,這會拖累航母的啟動速度以及最大速度。航母為了讓艦載機快速起飛,往往需要迎風發動,並且使得航母的速度達到29節以上,這個是電推航母所無法達到的速度。
其次,多一個能耗環節對航母的後勤維護難度會更大。如果使用電推技術那麼蓄電池將變成其最重要的環節,除了蓄電池電容也是個大問題,這無疑會直接增加航母后勤的壓力,他們將不得不增加對蓄電池與電容的保養。而且蓄電池跟電容也有使用壽命,一旦壽命到了必然需要大修,現在核動力航母的大修期限是25年,而蓄電池的大修年限是5~8年,這將使得航母不得不多增加幾次大修。
第三,以往航母的蒸汽輪機上面,核燃料產生的蒸汽動力可以為蒸汽彈射器提供源動力,而如果變成電能推動以後,這些蒸汽就無法利用起來為彈射器供能(主要都用來推動航母了)。至於以後可能上馬的電磁彈射,耗能將更加巨大,這將直接排除了電推航母產生的可能。
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3 # 麥大麥
作為一個遊戲領域的作者,大麥我強行過來給大家客串一下哈哈。
其實這個道理很簡單:就是核能加熱蒸汽機輪的熱效率要比電動機高!
可能有不少人會認為核電就是核能經過某種高科技裝置就能夠直接轉換為電能,大麥我在初中的時候其實也是這麼認為的。
然而後來學了高中物理以後才知道,原來核電站的發電是首先通過核能裂變產生熱能驅動蒸汽機,在通過蒸汽機的動能驅動磁場轉動來轉化為電能的。
過程就是:
核能→熱能→動能→電能
這樣的方式其實轉化率非常低,期間會浪費掉大量的能量,但經不住核能實在太強大了,即使浪費掉了絕大部分能量也可能夠提供大量的電能哈哈。
就目前的科技水平,還沒辦法實現跳過中間的兩個步驟。
同理,核動力航母想要航行核心動力就是動能,因此只需要熱能能夠驅動蒸汽機輪就夠了,為什麼還要再一次轉化為電能再去驅動電動機呢?這不是白白浪費了大量的能量麼。
不過,航母上的一些電子元件也是需要電能來執行的,所以核動力航母的核能會提供兩個方面的能量,但是大頭還是在蒸汽機輪上。
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4 # 陌上雲白
這個問題,有點沒辦法回答啊。因為核反應堆本身是不產生電能的。要把核能轉化成電能,還需要那麼一點複雜的點流程。
現階段任何形式的核反應堆,都是核裂變反應堆。核聚變的反應堆目前離實際應用還有一段很長的路要走。而裂變反應堆的裂變材料通常是U235,但其丰度只有3%。
所謂核能,就是把反應堆內的U235裂變時產生的熱量,通過某種介質傳匯出來,這種介質通常是水。但核反應在運轉時,其內部的反應並不僅僅是U235發生裂變反應,還會產生的多種元素的新同位素,這些新的同位素很多都有著極強的放射性,和長短不一的半衰期。據統計,核反應堆在運轉時,新產生的各種元素的同位素以及新元素有數千種之多,絕大部分是放射性元素。有的放射性元素的半衰期非常漫長,比如鈽239,有的則非常非常短,僅有幾千分之一秒。
基於此,核反應裡的高能水是不能直接用來做來驅動力,那樣的話,相當於核洩漏。因此,需要給反應堆增加一個迴路,通過迴路迴圈把裡面產生的能量傳匯出來。這樣雖然仍會有少了放射性元素被帶出來,但總體上安全多了。
早期的核反應用的就是這種一回路的反應堆,雖然安全性提高了很多,但仍有少量的放射性元素。美國,日本等國家就是通過回收這種一回路里的廢水,來提取鈽239用做核武器的戰略儲備的。目前,美國儲備了35噸以上的鈽239,而日本通過這些年的積累,鈽239的儲備量也有12噸多了。所謂“日本一年可以造出一千多枚核彈頭”,也就是根據這個鈽239點儲備量算出來的。後來,為了提高核燃料的利用率,科學家們在新一代的核反應堆裡又加了一個迴路。這就是雙迴路反應堆了。這樣一來,大大提高了反應堆的安全係數
核能有了,如何讓它做自己想做的事情,就是各國需要自己解決的問題了。
就核動力航母而言,無論是美國之前的企業號還是後來的尼米茲級核動力航母,都是用核能來驅動蒸汽輪機的。說白了,用核反應堆代替了煤或者其他提供動力的能源。
隨著科技的發展和電氣化的不斷進步,全電推進成了時下最尖端的科技。但這對核反應堆本身而言,並沒有不同,它依然是靠U235的裂變產生能量,只是這個能量最終沒有為蒸汽輪機提供動力,而是去驅動發電機了而已。
這好像是多此一舉?當然不是。全電推進有它的優勢,其中之一就是資源分配更加合理。從而節省能源。
最後,核能只是一種提供能量的方式,跟煤,油等一樣。至於最後是變成了動力還是電力,就要看實際應用情況和一個國家的科技水平了。
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5 # 星球百科故事會
航母是一個不折不扣的用電大戶,武器系統,雷達系統和阻攔系統,以後的電磁彈射系統等都是用電大戶,特別是各系統的功能全部開啟時的用電最高峰值。如果航母採用全電推進動力系統,註定要和其它用電大戶爭奪資源,導致其它裝置的功能在戰時受損或下降,戰時不能發揮出其優勢就違背了設計和使用的初衷。當前各國的核反應堆技術的能力能不能達到全部電力化所需要的程度不得而知,美國福特級的最新航母好像是全電推進動力系統,但戰時用電大戶全開的話能不能達到要求的指標不好說。
我們知道核反應堆工作原理是靠核燃料棒的原子分裂或聚變產生熱能,再把一部分熱能轉換成電能,一部分熱能驅動蒸汽輪機,這樣的話所產生的能量基本達到整個航母的需求而不會相互干擾。蒸汽輪機是當前各國大量應用的成熟技術,全電推進動力技術屬於新技術應用,有待日常驗證。核反應堆技術的功率大小更是制約航母各系統的關鍵所在,也不是一說核動力系統就是萬能的。
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6 # 盯囑有愛
答悟空問:我認為這是受技術路線發展不同階段的作品而己,如果初期的艦用禪射器從蒸汽彈射到後來的採用電磁彈射,不過很明顯,電磁彈射與全電推進系統並高能武器系統沒弄明白就匆匆上馬,一鍋夾生飯,成了我們可以借鑑的樣板,提醒我們做什麼事不要匆匆忙忙,一定要做一個小有規模的試點,看看再逐步完善後推廣開來,穩妥推進小步快跑戰略方針!
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7 # 星輝650
所謂核電,就不是核→電,而是核→熱→燒水→蒸汽→發電。
一步到電的核→電,還一直不過關,至少美國的還不過關。
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8 # 航母甲板降落成功
歐美的最新型號核潛艇已經實現全電推進,而福特號航母仍然採用蒸汽輪機推進,原因只有一個,綜合供電系統和超大功率電動機技術還不夠成熟。
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9 # 隨便說說莫裝逼
全電驅動。。電從何處來?核能發電。。核能怎麼發電?核裂變釋放大量熱。加熱水。。利用產生的水蒸氣推動輪機發電。。。既然能推動輪機發電。。那麼用來推動螺旋槳就更沒問題了。。何必搞全電推動呢?就好像現在說的新能源汽車。。。其實用的電大部分是煤電。靠燒煤發電行駛的汽車咋就比燒油的環保了呢?
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10 # 紅龍軍團長
電力推進系統相比蒸汽輪機,可以省去複雜的傳動齒輪機構等附屬裝置,推進系統佔用艦船空間更小、效率更高。但是,對於大型航母來講,艙室冗餘空間足夠大,節省空間的需求並不迫切。反觀中小型軍艦,電力推進的優點更為突出。
電動機不僅能提供強大的扭矩,功率輸出也可以靈活控制,航母的提速性、靈活性更強。但是由於航母重量與慣性太大,目前電力系統明顯能力不足,有點小牛拉大車的感覺。
如圖所示,不管是電磁彈射系統,還是電力推進系統,要想得到高密度電能輸出,必須解決好大密度電能儲存、大容量功率輸出這兩個核心技術問題,形象一點說,就是力氣夠大、夠持久,否則電力推進的優勢將完全發揮不出來。
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核燃料加熱水驅動蒸汽輪機然後帶動發電,再然後輸電給電動機這種技術是新式的技術,叫做全電力推進技術。至於你說的核電燒水驅動蒸汽輪機這種方式功率大,本來核電一般意義上是指核燃料燒水發電,但是航天技術上有一種核電池的東西也可以叫核電,不過這類核電池的功率無法驅動航母,所以以現在的技術根本不可行。
核燃料發電有兩種方式,一種是燒水產生蒸汽推動蒸汽輪機,另一種是同位素核電池,現在的核動力航母都是用第一種,因為核電池的能量太低了不足以驅動核動力航母這種大傢伙。
你問題中問到的問題毫無疑問當然要加熱蒸汽輪機,現在最先進的動力技術叫做全電力推進技術,這種技術是未來的發展方向代表軍艦為福特級航空母艦、45型驅逐艦、DDG1000驅逐艦,這種技術主要是靠燃料驅動渦輪機發電,然後通過計算機分配給電動機驅動艦隻前進。
這種技術的好處在於採用電動機驅動節省了傳統的傳動機構效率更高噪聲更小,傳統的需要減速箱和很長的傳動軸,機械傳動每經過一次齒輪都有動力損失,而電動機只需要通過類似於電刷的原理就可以隨意實現調速,這種動力系統可以大大降低艦隻自身噪聲,是水面艦只動力系統的一次革命。
當然全電推進實際上要和電力系統一起使用,中國馬偉明院士研製的中壓直流綜合電力系統就可以應用到中國艦艇上,這種綜合電力系統可以調配全電推進系統,未來電磁武器上艦或者鐳射武器上艦都要靠計算機調控分配電能,這種綜合電力系統可以讓所有的電能瞬間集中於武器系統或者彈射系統,配合全電推進系統使用效果會倍增。
全電推進技術只是指核燃料燒水發電,而傳統意義上的核航母是蒸汽輪機直接驅動航母,傳統能量傳輸步驟是核燃料燒水-蒸汽膨脹驅動渦輪-渦輪旋轉動力輸出(有一部分用來發電),全電推進的是核燃料燒水-蒸汽膨脹推動渦輪機發電-綜合電力系統輸出給電動機驅動航母。