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2013年08月15日08:24|來源:海外網|字號:
摘要:相比航母巨大的外形、威武的艦載機、規模龐大的護航編隊,深埋在內部的動力系統確實不太顯眼。航母動力是衡量航母性能的一個非常關鍵的指標和核心技術問題。 |
因此各個國家在測試航母的時候,都要跑出極限速度,以確定其是否滿足設計的最大航速。如果不是這個原因,俄羅斯為印度改裝的“維克拉瑪蒂亞”號航母,也不會落得一個海試中鍋爐爆缸的下場。
除了航母的高速機動需要強勁的動力,蒸汽彈射裝置和航母動力也有很大的關聯。美國C系列彈射器一些早期型號,如C-7,就是受限於“福萊斯特”號航母的主動力鍋爐,彈射速度提不上去。后來使用了專用的蒸汽補燃加壓鍋爐,才將蒸汽壓力提高了一倍,提升了彈射器的彈射能力。即使是C-13彈射器,也有諸多的限制。它一次彈射就要消耗625公斤的蒸汽和1噸左右的緩沖淡水。蒸汽在彈射后散失到外界,如果航母以每分鐘1架的速度進行緊急彈射起飛,那麼連續彈射8架飛機之后航母的主動力蒸汽就會損失20%,整個動力就會損失32%,航速就要下降8節。可見如果是單純的蒸汽動力航母,已經無法承受重型彈射器的消耗,即使研制了彈射器,也會由於動力蒸汽輸出的限制,而限制彈射重量和效率,進而限制艦載機的作戰性能。因此美國研制核動力航母,除了應對全球巡航以外,也和彈射器的蒸汽巨大需求有很大關系。
在蒸汽彈射器發展到極限,更先進的電磁彈射器就應運而生。中國能否應用電磁彈射裝置,不但取決於彈射器本身的研制,還受限於艦艇本身的電力輸出水平。傳統的航母推進系統和電力系統是兩個相對獨立的系統。動力的大部分能量用於推進艦艇前進,小部分帶動艦載的發電設備來為艦載電子設備提供電能。但航母發展到今天,電子設備對供電需求不斷增大,例如“遼寧”艦艦島上的四個相控陣雷達;而同時電磁彈射器、激光炮、電磁炮等未來可能裝備航母的高能量武器,也提高了對電能的需求。相比上一代航母,這些新型武器和設備將加大改變航母的能量供需結構。
因此,新一代的航母不但要有這更為充足的動力源,還要應用更新的綜合電力系統來實現航母動力系統的革命性變化,也就是“全電動力航母”。
航母這樣的龐然大物應用艦艇綜合電力系統,首先帶來的是艦艇內部推進設備的巨大變化。每一個到過遼寧艦底部的人都會被航母巨大的蒸汽輪機、齒輪傳動裝置和軸系所震驚。美軍的尼米茲級航母也是同樣如此。由於航母動力要通過減速齒輪和長軸來推動螺旋槳,因此無論是核反應堆還是燃氣輪機、蒸汽鍋爐以及傳動裝置,都會集中安裝在艦艇的最底部,而且要裝配在一條直線上,佔據了航母大量的空間和重量。而使用艦艇綜合電力系統,則意味著航母動力可以拋棄減速齒輪箱,縮短軸系,轉而用電動機直接帶動螺旋槳前進。航母的核心動力則不用必須安裝在底層甲板,可以更靈活地選擇安裝位置,一根電纜就可以運轉電機推動航母前進,從而避免水下魚雷攻擊對艦艇動力的致命打擊。艦艇綜合電力系統改變了航母的結構布局,意味著航母有更多空間裝載武器彈藥或改進艦員的生活空間。有些設想中更為激進的吊艙式電力推進裝置,連軸系全都不要,而是把電動機和螺旋槳直接整合在一起,安裝在航母的尾部來推動船體前進。
綜合電力系統除了改善了航母的內部結構布局,還提升了艦艇燃料能量的利用率。傳統艦艇的電力,不過是整體推進能量“勻出”固定一部分來進行發電,即便艦艇不是全速運行,也不會增加電能。而綜合電力系統則是將航母動力機械能源,全部轉化為電力,然后根據實際需要靈活分配。如果不需要航母全速運行,就可以把大部分電力用於艦載的大耗電量系統,例如我們上面提到的電磁彈射器甚至電磁炮,從而能節省燃料,油耗降低,即使對於核動力航母,也可以延緩核反應堆的使用壽命。
現在我們不難看出,航母動力系統的優劣,將對航母的作戰性能起到至關重要的作用。我們在關心中國航母艦載機發展的同時,絕對不能忽視航母動力這一“心臟”的重要性。面對英國“伊麗莎白”級航母、美國“福特”航母這些新一代航母,中國航母動力要實現雙重發展任務,首先就是能夠提供高功率、高效率、高安全性的航母核心動力輸出裝置,包括蒸汽輪機、燃氣輪機、艦載核反應堆;同時還要實現“綜合電力系統”這一艦載能量智能化、信息化管理系統的應用。(鄭文浩)
(責編:吳楊、牛寧)
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