时间:2023-02-12 17:17:45来源:搜狐
今天带来为什么航母用蒸汽机不用内燃机「航母的燃气轮机和蒸汽轮机」,关于为什么航母用蒸汽机不用内燃机「航母的燃气轮机和蒸汽轮机」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
航母是当今海上最先进的“巨无霸”,它象征一个国家具有顶尖的军事水平和统筹能力,我国目前拥有“辽宁舰”和“山东舰”两艘航母,哪怕不算正在建造的003型,也可以说在世界上处于绝对的领先水准。
然而,猜猜这样的航母启动是使用什么方式?答案居然是用航母内部的大锅炉“烧开水”。
烧开水需要的时间比较久,万一遇到需要紧急出阵的情况怎么办?为什么我们的航母仍然在使用原始的蒸汽动力,而不能用电或燃气来推进?未来有可能实现核动力吗?
“烧开水”的航母是落后的吗?目前,只有美国、法国在使用核航母,特立独行的英国在使用燃气轮机航母,其他国家高等级的航母几乎都是常规动力航母。这三种也是目前航母所有能使用的动力类型。
我国目前也毫不例外是使用常规动力,这乍一看是用锅炉烧水,启动最少也要好几个小时,十分落后,但现实并非如此。
它最大的优势在于技术成熟,以及更稳定。这种动力方式只需要一个主锅炉、一个汽轮机装置和一个汽轮辅机就能运行起来,门槛很低,对燃料也没有很高的要求,能节省很多成本,是现在最容易实现的航母动力装置。
另外,航母的战斗力来源于飞机的弹射,传统蒸汽动力就可以既提供航行动力,又提供弹射所要用的蒸汽,一箭双雕。
当然,启动时间的漫长说明了它的繁琐:首先点燃锅炉内的重油,利用它燃点高的特点加热高压下的水,使其达到至少400℃的高温,从而推动蒸汽轮机,由于重油无法直接燃烧,甚至需要引入汽油,步骤很繁琐。
好在启动航母的时候还可以做召集舰员、补充物资、准备舰载机、和部队汇合等等工作,两者同时进行,可以节约很多时间。
就我们国家来说,不是我们不想用核动力、不想用燃气动力,而是常规蒸汽动力才最符合国情。
为什么这么说?理由有二,一是我们的技术还不够;二是常规动力航母未必比核航母差。
首先,要研制一艘核航母最重要的就是专用的核反应堆,虽然我国早在上世纪70年代就研制出了核潜艇,可核潜艇的反应堆规模比起核航母的那可就小巫见大巫了,就算把多个核反应堆组合起来也未必能满足航母的需求。
其次,用了核反应堆的航母,也未必就比咱们的常规蒸汽动力来得强,以法国的戴高乐号为例,上面装载了两座K-15核反应堆,然而它的功率仅仅只有8.3万马力,吨马力也仅仅只有1.98,远远弱于辽宁号的2.99,航速也比不上辽宁号的27节,仅仅只能达到26节。
戴高乐号
这是因为戴高乐号所使用的就是核潜艇上的反应堆改造,在没有技术的时候强行让核航母“上马”,自然也就达不到预想的效果,因此中国还是选择一步一个脚印,稳妥地慢慢来。
而至于燃气动力装置,更是一个还有太多未知的领域,目前只有英国能做到在大型航母“伊丽莎白女王”级上使用。
而且也有很多的缺点,比如母舱内没有蒸汽轮机,所以在蒸汽弹射战斗机的时候还要额外装设一个锅炉,不仅多此一举,还额外占据航母空间,极其不方便。
燃气轮机
核航母比常规航母优越在哪儿?这里再来展开讲讲核航母,很多人对于核航母有个误区,认为它是直接利用核能来驱动航母的,但事实上,由于人类目前的科技水平有限,做不到将核能直接转化为机械能,因此只能先将核能转化为热能,再转化为机械能。简单来说就是先用核能烧开水,之后的过程都和常规动力一样了。
拿耕地来作比喻,如果常规蒸汽动力是铁锄头,那么核动力就是金锄头,其实并没有发生耕地方式的质变。
好在核能的能量足够充沛,就算增加了一级损耗,它的效率也比常规蒸汽动力要高上不少,可以将启动时间缩减到4小时左右。美国的尼米兹级航母就是采用核动力,内部装有两座核反应堆,合计功率能够达到20000马力,最大航速能达到30节。
当然,它最吸引人的噱头就是所谓50年不用加燃料、无限动力……虽然这些说法都是不准确的,尼米兹级的动力装置反应堆寿命仅仅只有13年,但相比常规航母已经便捷了很多。
尼米兹级航母
核航母目前最大的缺陷只有一个:风险大。一旦航母中的核反应堆出现故障,导致泄露,就会出现严重且持续很久的核辐射问题,为此,核航母停机的频率也更高,哪怕只是微不足道的小问题,也必须要立刻停机处理。
核动力航母反应堆核心部分结构图
但是,随着人类的对核能的经验越来越多,所采取的安全措施也会变得越来越有效,核动力作为现行效率最高的方式,也一定会是航母未来发展的方向。
为何不用电?说完了常规蒸汽、燃气和核能,还有一个未被航母采用的备选项就是电机。
读到这里是不是会有些奇怪,电作为世界上使用范围最广、又清洁又安全的二次能源,为什么反而不用在这种大型舰船中呢?
问题的关键点就藏在这个二次能源的“二次”当中,众所周知,自然界中存在的电只有打雷的形式,这样的电无法被人类利用,没有能源价值。所以要发电只能将其从其他的能源形式中转换过来,故电能才被称作二次能源。
舰船用的电动机有个名字,叫综合全电力推进系统,简单来说就是利用燃气轮机和蒸汽轮机来发电,之后再分配给全船各个部位。
再回顾一下蒸汽航母和燃气航母,能量转换的过程是热能→机械能,而电动机的过程是热能→电能→机械能。答案已经很明了了:电动机反而会多出一级能源损耗,属于是画蛇添足的行为。
如果人类未来能开发出新的能源使用方法,比如跨过损耗最大的“热能”,将核能到电能的转换变得更简单、成本更低,那时候电动航母才有可能实现。
到这里,也可以看出我们国家的航母需要“烧开水”,其实并不是落后的表现,而是当下的最好选择。
当然,我们不会止步于此,目前,世界上所有有航母的国家还是冲着核动力去努力的,它仍是现代航母的最优选择,毕竟启动时间的差距,有时候往往能够意味着战争的胜负。
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