中美航母一比吓一跳:中国下一代航母太厉害!

很多媒体在讨论航母的时候,经常把动力系统忽略掉。因为相比航母巨大的外形、威武的舰载机、规模庞大的护航编队,深埋在内部的动力系统确实不太显眼。相对于航空发动机,水面舰艇发动机再怎么“不给力”,毕竟还能在海面上飘着走;而作战飞机发动机一“犯病”,飞行员就准备跳伞吧。然而航母不仅是一个浮动平台,它就像现代战机一样,也需要极为充沛的动力,来满足高航速和舰上设备的需要。此外弹射器对于航母的意义已经众所周知。正如很多专家预测的那样,中国未来的国产航母,也势必面临采用何种弹射器的问题。无论蒸汽弹射器还是电磁弹射器,不但本身是高工艺、高技术的代表,而且和航母的动力息息相关。因此,航母动力是衡量航母性能的一个非常关键的指标和核心技术问题。

首先,充沛的航母动力能够满足航母高航速这一实际的战术需要。

第一,航母舰载机的起降需要航母保持一定的速度。航母舰载机起降,本质上说就是在海上的一个机场起降。从物理学的基本规律来说,飞行器能够起飞,就是必须达到一个必要的起飞速度。美国的核动力航母号称可以0速度弹射,但这是基于美军舰载机航空动力和弹射器的强大。即便如此,美军也要常保持在20节和迎风的状态下起降,以减轻弹射器的压力。

对于滑跃式起飞的航母,航母的速度就更加重要。由于没有弹射器,舰载机起飞的重量就要受到限制,而航母航速如果降低,就进一步恶化舰载机的起飞重量,直接影响其作战半径和武器挂载能力。这就意味着航母的综合作战能力大幅缩水。

第二,航速是航母机动能力的重要体现。航母天生就是要在远海作战,而不是守在家门口。航速的差异,将直接影响航母部署的时间,海战的距离越广,航母机动速度的差异就越明显。每当国际发生危机事件,美国总统总是要问最近的航母在哪?这其实也和航速有关。马岛战争中,英国的特混舰队走了将近30天才从本土抵达了马岛附近海域,其航母的巡航速度仅有18节。如果是核动力航母30节以上的巡航速度,至少能提前8-9天。当时首先抵达马岛海域的英国“征服者”号核潜艇,水下速度为28节,从苏格兰基地出发就只用了21天。即使我们考虑航母护航舰艇跑不了这么快,整个编队保持在25节左右的速度,提前一个星期抵达战场是没有问题的。如果不是阿根廷实力不济,否则耽搁一个星期的时间,足以影响现代战争的胜负了。

第三,航速与航母安全,即反潜作战有关。在敌军潜艇可能埋伏的海域,航母就要做频繁的曲折战术机动,其目的是让埋伏在水下的潜艇难以判断航母的运动方向,让后者难以找到机会发动攻击,同时很难规避航母战斗群的反潜力量。曲折机动战术就需要航母战斗群保持在较高的航速,一般情况下都要保持在16-22节,如果风速很小的情况下,还要提升至29节。航母战斗群高航速航行,一方面缩小了敌潜艇鱼雷攻击阵位扇面,降低了其占位概率,并使对方难以及时利用所侦察到的信息。虽然航母战斗群尾部反潜纵深小,但在其航渡时,最高航速低于26节的潜艇如从尾部占领鱼雷攻击阵位却较困难,因为相对速度小,仅有几节,由此导致辐射噪声强度高和高速占位持续时间长,易被位于尾部的航母护航潜艇或水面舰艇的拖曳式线列阵声呐发现,而且,潜艇从航母战斗群翼侧进入尾部也需数小时。这些都限制了敌潜艇的攻击活动。不可否认,如果敌方能够组织核动力和常规动力潜艇的鱼雷,近、中、远程反舰导弹和机载、舰载中、远程反舰导弹攻击战斗群,将会极大削弱航母战斗群的对潜防御能力。但能够组织起如此力量的国家寥寥无几,航母高速机动的意义依然成立。

因此各个国家在测试航母的时候,都要跑出极限速度,以确定其是否满足设计的最大航速。如果不是这个原因,俄罗斯为印度改装的“维克拉玛蒂亚”号航母,也不会落得一个海试中锅炉爆缸的下场。

除了航母的高速机动需要强劲的动力,蒸汽弹射装置和航母动力也有很大的关联。美国C系列弹射器一些早期型号,如C-7,就是受限于“福莱斯特”号航母的主动力锅炉,弹射速度提不上去。后来使用了专用的蒸汽补燃加压锅炉,才将蒸汽压力提高了一倍,提升了弹射器的弹射能力。即使是C-13弹射器,也有诸多的限制。它一次弹射就要消耗625公斤的蒸汽和1吨左右的缓冲淡水。蒸汽在弹射后散失到外界,如果航母以每分钟1架的速度进行紧急弹射起飞,那么连续弹射8架飞机之后航母的主动力蒸汽就会损失20%,整个动力就会损失32%,航速就要下降8节。可见如果是单纯的蒸汽动力航母,已经无法承受重型弹射器的消耗,即使研制了弹射器,也会由于动力蒸汽输出的限制,而限制弹射重量和效率,进而限制舰载机的作战性能。因此美国研制核动力航母,除了应对全球巡航以外,也和弹射器的蒸汽巨大需求有很大关系。

在蒸汽弹射器发展到极限,更先进的电磁弹射器就应运而生。中国能否应用电磁弹射装置,不但取决于弹射器本身的研制,还受限于舰艇本身的电力输出水平。传统的航母推进系统和电力系统是两个相对独立的系统。动力的大部分能量用于推进舰艇前进,小部分带动舰载的发电设备来为舰载电子设备提供电能。但航母发展到今天,电子设备对供电需求不断增大,例如“辽宁”舰舰岛上的四个相控阵雷达;而同时电磁弹射器、激光炮、电磁炮等未来可能装备航母的高能量武器,也提高了对电能的需求。相比上一代航母,这些新型武器和设备将加大改变航母的能量供需结构。

因此,新一代的航母不但要有这更为充足的动力源,还要应用更新的综合电力系统来实现航母动力系统的革命性变化,也就是“全电动力航母”。

航母这样的庞然大物应用舰艇综合电力系统,首先带来的是舰艇内部推进设备的巨大变化。每一个到过辽宁舰底部的人都会被航母巨大的蒸汽轮机、齿轮传动装置和轴系所震惊。美军的尼米兹级航母也是同样如此。由于航母动力要通过减速齿轮和长轴来推动螺旋桨,因此无论是核反应堆还是燃气轮机、蒸汽锅炉以及传动装置,都会集中安装在舰艇的最底部,而且要装配在一条直线上,占据了航母大量的空间和重量。而使用舰艇综合电力系统,则意味着航母动力可以抛弃减速齿轮箱,缩短轴系,转而用电动机直接带动螺旋桨前进。航母的核心动力则不用必须安装在底层甲板,可以更灵活地选择安装位置,一根电缆就可以运转电机推动航母前进,从而避免水下鱼雷攻击对舰艇动力的致命打击。舰艇综合电力系统改变了航母的结构布局,意味着航母有更多空间装载武器弹药或改进舰员的生活空间。有些设想中更为激进的吊舱式电力推进装置,连轴系全都不要,而是把电动机和螺旋桨直接整合在一起,安装在航母的尾部来推动船体前进。

综合电力系统除了改善了航母的内部结构布局,还提升了舰艇燃料能量的利用率。传统舰艇的电力,不过是整体推进能量“匀出”固定一部分来进行发电,即便舰艇不是全速运行,也不会增加电能。而综合电力系统则是将航母动力机械能源,全部转化为电力,然后根据实际需要灵活分配。如果不需要航母全速运行,就可以把大部分电力用于舰载的大耗电量系统,例如我们上面提到的电磁弹射器甚至电磁炮,从而能节省燃料,油耗降低,即使对于核动力航母,也可以延缓核反应堆的使用寿命。


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楼主标题党。到底是美国吓一跳,还是楼主吓一跳?我国发展航母要脚踏实地,我们不能妄自菲薄,但也不要太浮躁,毕竟和美帝差距太大。

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