核潜艇需要核反应堆吗(为什么不用核动力)

老周

摘要:003“福建”号下水,排水量八万吨,电磁弹射,这些指标都让国人振奋不已。不过这样的技术规格难道不应该是采用核动力?而且我们有核潜艇啊,为什么不把核潜艇上的反应堆移植到航母上?而官方的报道中,却没提常规动力,难道还有什么玄机?

核潜艇需要核反应堆吗(为什么不用核动力)(1)

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003“福建”号下水,排水量八万吨,电磁弹射,这些指标都让国人振奋不已。不过这样的技术规格难道不应该是采用核动力?而且我们有核潜艇啊,为什么不把核潜艇上的反应堆移植到航母上?而官方的报道中,却没提常规动力,难道还有什么玄机?

衡量航母的作战能力,主要是三个方面的指标,排水量,舰载机起降方式,还有就是动力系统。

近日刚刚下水,完全自主研制建造的第三艘航母003“福建”号,满载排水量达到了八万吨,可以跻身大型航母之列,除了美国的航母,这个排水量在世界其它国家航母中,是最大的。在排水量这方面,003“福建”号已经是跨入世界前茅。

航母的本质就是漂浮在海上的活动机场,航母的战斗力完全是依赖舰载机来发挥的,对于航母莱说,舰载机就是尖牙利爪,如果没有舰载机,航母就像老虎没了牙齿和利爪,什么战力也无从谈起。所以,舰载机的起降方式对航母来说,是至关重要的指标。

003“福建”号采用的是电磁弹射起飞,和001“辽宁”号、002“山东”号的滑跃起飞相比,绝对是一个巨大的飞跃。弹射起飞对滑跃起飞,几乎就是具有代差优势,从某种意义上来说,滑跃起飞是在无法进行弹射起飞的局限下采取的一种权宜之计。而弹射起飞又分为蒸汽弹射和电磁弹射,这是基于两种完全不同的技术原理,打个不太确切的比喻,就是燃油发动机汽车和全电发动机汽车,不能说哪种更先进,都是有利有弊,只是电磁弹射的优势更多一些。所以,从技术上说,如果要选择弹射起飞,并不一定需要再走从蒸汽弹射到电磁弹射的老路,只要能够掌握电磁弹射的相关技术,完全可以直接电磁弹射。所以003“福建”号采用电磁弹射,还是很明智的。

核潜艇需要核反应堆吗(为什么不用核动力)(2)

最后来重点说说动力系统,这也是这次003“福建”号讨论最热烈的话题。

因为八万吨的排水量,再加上电磁弹射,都对动力系统的功率提出了很高要求,显然核动力才是最适合最匹配的。而且核动力比常规动力优势巨大【关于航母核动力与常规动力的差异,可以参考本号昨天文章《003PK“福特”号,同样是电磁弹射大型航母,还有多大差距?》】。所以就有不少人问,为什么003“福建”号不采用核动力?因为技术上还做不到。实话总是很扎耳锥心,但这确实就是事实,很残酷也很无情。

我们不是有核潜艇吗?为什么不能把核潜艇上的核动力系统移植或者放大后用到“福建”号上?

核潜艇上的核动力系统和航母的核动力系统,虽然同样都是核动力,但性质上却天差地别。首先是潜艇和航母排水量差太多了,一般核潜艇的吨位也就在一万吨上下,而大型航母的排水量至少八万吨(“福建”号就是八万吨),这个差距就非常大了。其次,潜艇强调控制噪音,对于作为动力系统的核反应堆也首先考虑安静音,甚至不惜牺牲其它方面的性能。而航母对动力系统更注重的是功率,要求具备长时间高速和大航程,同时体积上要尽可能小,因为航母上空间是非常宝贵的。所以,潜艇和航母对于动力系统的要求完全不一样,甚至是矛盾的。所以将核潜艇上的核动力系统直接用到航母上,是有很大问题的。这就好比把体重20斤的小猴子的心脏能移植到200斤体重的大汉身上,就算能存活,很多剧烈动作显然也是不能做的。尽管这么比喻不太确切,但道理是相通的。而且在历史上,也确实有过将核潜艇的核动力系统用到航母上的事例。

世界上第一艘核动力航母,美国的“企业”号,由于当时美国也没有航母使用的核反应堆,就将鲣鱼级攻击核潜艇上使用的S5W核反应堆稍加改进,开发出了A2W反应堆。这里提到的核反应堆型号,S5W表示西屋公司(Westinghouse)研制的第五代潜艇(Submarine)使用 的核反应堆,S代表潜艇用,5代表第五代,W代表西屋公司,这是美国核潜艇上使用的比较成熟的核反应堆;而A2W表示西屋公司研制的第二代航母(Aircraft carrier)使用的核反应堆,A代表航母,2代表第二代,W代表西屋公司。

核潜艇需要核反应堆吗(为什么不用核动力)(3)

由于A2W是从核潜艇的核反应堆发展而来,所以存在功率不足的先天缺陷,为了满足航母十万吨排水量的动力需求,不得不安装了8座A2W核反应堆,这才使得整个动力系统的总输出功率达到26万马力,保证了“企业”号能够达到30节的最高航速。虽然总功率依靠反应堆数量堆积勉强达到了,但是系统越复杂,故障率就越高,因此“企业”号的动力系统总是问题不断,特别是中期大修更换核燃料,更是遇到了很大困难。从1961年到2012年,“企业”号虽然服役期长达五十一年,也不算短了,但真正的前沿部署或者参与实战并不多,大部分时间都在维护保养和修理中。

正是鉴于“企业”号的惨痛教训,美国海军在此后的尼米兹级航母上就不再用核潜艇的反应堆,而是专门为航母开发了A4W核反应堆,也就是西屋公司第四代航母使用的核反应堆。A4W的技术自然比A2W成熟,单座功率就达到了13万马力,是A2W的四倍,所以整个动力系统只需要安装两座A4W反应堆,就达到了26万马力的总功率,而且故障率大幅下降,核燃料的更换时间也延长到了20年。

在美国最新的福特级航母上,使用的是更先进的A1B核反应堆,这里的B表示贝蒂斯船用推进公司(Bechtel Marine Propulsion Corporation),也就是贝蒂斯公司的第一代航母用核反应堆。A1B核反应堆单座可以产生104兆瓦的输出功率和96兆瓦的供电功率,总输出功率达200兆瓦(27.2万马力),全系统两座A1B核反应堆合计输出功率达到了400兆瓦(54.4万马力),是尼米兹级的两倍还多,尤其是在供电能力方面,可以提供20万千瓦的电力输出,几乎是尼米兹级的三倍,不仅能够满足电磁弹射所需要的巨大电能,而且可以使得福特号上所有机房都能使用冷气空调,提高了操作人员的舒适性,同时也降低了机房设备的维修保养需求。

核潜艇需要核反应堆吗(为什么不用核动力)(4)

除了美国,法国也尝试过把核潜艇上的核反应堆用到航母上,结果同样相当悲催。

法国海军第一艘也是唯一一艘核动力航母“戴高乐”号,直接采用了两座凯旋级战略核潜艇的K-15型一体化核反应堆,单座输出功率只有4.1万马力,整个系统两座反应堆加一起总共输出功率才不过8.2万马力,所以要驱动满载排水量4.2万吨的“戴高乐”号,明显力不从心,最高航速只有27节。不仅如此,整个核动力系统故障不断。更严重的问题是由于动力不足,“戴高乐”号蒸汽弹射器的气缸压力比正常状况要小了50%,降低了至少15%的弹射能量,从而导致弹射效率大大降低。此外,还因为核反应堆的体积较大,挤占了航母上宝贵的空间,使得法国人不得不截短了弹射器的气缸,以此来减小占用空间。

所以,“戴高乐”号由于简单粗暴采用了核潜艇的核反应堆,结果问题多多,让法国海军头痛不已。

由此可见,把核潜艇上的核反应堆用到航母上,想法很丰满,但现实却很骨感,基本上是不可行的。而从核潜艇的反应堆到航母的反应堆,也不是简单地放大,在技术上完全是不同的代差与级差,是有着巨大的差距需要跨越,美国“企业”号的A2W到“尼米兹”号专门航母用的A4W反应堆就花了整整十年。

核潜艇需要核反应堆吗(为什么不用核动力)(5)

不过这次003“福建”号的情况却还是有些云里雾里的神秘,首先是在官方公布的介绍中,没有“常规动力”的字样,这应该不是粗心大意的疏忽,而可能真的有所隐情;其次“福建”号的岛式上层建筑非常小,固然有减少雷达反射面以增强隐身性能的考虑,但这么小的舰岛显然很难容纳大功率的蒸汽锅炉。基于这两点,所以就有人大胆推测,003“福建”号有可能除了常规的动力系统外,还有一座核反应堆,也就是采用了核常混合动力。当然如果真有核反应堆,在整个动力系统中也是次要的,辅助性的,主要的动力输出还是靠常规动力,核反应堆的作用一个是进行航母核动力的试验与探索,另外也可以产生更大的电能,提供给需要庞大电能消耗的电磁弹射器。

当然,这只是纯粹的推测,纯属推测,姑妄而言,读者朋友也就当作闲谈乱扯姑妄听之。

按照这样的发展趋势,接下去的004号,采用核动力的可能性将会非常大,中国的核动力航母,应该已经为时不远了。

(本文图片来自网络)

老周,本名周明,曾用网名光亭,长期从事军事战史研究,曾多次在凤凰卫视、上海电视台担任军事栏目嘉宾。出版过二十多本军事书籍,可在微店“知兵堂书店”、某宝网店“知兵堂书店”上咨询购买。现在喜马拉雅上有个人专栏“老周军事”,制作军事类音频节目。在各大视频平台都开设“老周新观察”视频号,解读军事热点,敬请支持。

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