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是不是蒸汽弹射和电磁弹射最好用核能呢?

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问题描述:是不是蒸汽弹射和电磁弹射最好用核能呢?不管法国和美国都用的核能作为航母动力。虽然也有巴西之类用弹射起飞的。但是新建的航母很少用常规动力弹射起飞了。

领域专家:航母弹射器是航母舰载机的力量倍增器,而就现阶段来说,正处在蒸汽弹射和电磁弹射的的过渡期,而有朋友问及是不是航母弹射最好用核动力配置的航母,小溪的回答是“是的”。

航母弹射器是航母舰载机的力量倍增器,而就现阶段来说,正处在蒸汽弹射和电磁弹射的的过渡期,而有朋友问及是不是航母弹射最好用核动力配置的航母,小溪的回答是“是的”。

小溪指出:蒸汽弹射器是航空母舰上的飞机起飞装置,一般通过蒸汽轮机的锅炉装置产生蒸汽,推动飞机短距起飞。蒸气弹射器是一个非常复杂的系统工程,包括:起飞系统、蒸汽系统、归位系统、液压系统、预力系统、润滑系统、控制系统等组成。按照美国C-13弹射器的指标,在蒸汽压力70kg/cm2,冲程76米,弹射能力35吨/140节的条件下,每次弹射需要1.5~2立方米的淡水制造的蒸汽。锅炉工作时要消耗大量蒸汽,,如果以最小间隔进行弹射,需要消耗航母锅炉20%的蒸汽,核动力和一般蒸汽轮机动力相比,核反应堆二回路同样是蒸汽轮机驱动,通过一回路产生的热能传递给二回路蒸汽轮机供应船上的动力,所以在观察核动力舰船时候,不仅应该看一回路的功率,还要看二回路蒸汽轮机的功率,可以说二回路蒸汽轮机的功率对航母来说更为重要,目前来看,蒸汽弹射器的难点主要有开缝气缸和速率阀等,开缝气缸和活塞的配合,保证弹射时候蒸汽的不容易泄露,原理很简单,就是活塞式运动,可要做到严丝合缝不漏气需要的条件很复杂,这也是其他国家航母不敢轻易问津蒸汽弹射器的原因之一。美国的C13蒸汽弹射器一次可以弹射32吨重量的喷气式战斗机,其设计初衷就是针对F14雄猫战斗机满挂载荷的起飞重量为标准的。而活塞滑梭的迅速归位,也是蒸汽弹射器的另一个难点,就速率阀而言,其可以调节弹射不同重量飞机及喷气机和涡轮螺旋桨飞机需要的不同活塞滑梭所给的力量,应该说速率阀是蒸汽弹射器的另一个难点。就蒸汽弹射器的动力而言,核动力是最好的,其次是常规动力,一般分为蒸汽轮机和燃蒸联合,即燃气轮机烧锅炉来提供蒸汽。

而就电磁弹射器来说,情况略有不同:电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置,已由美国最新下水的(2013年10月11日下水)福特号航母首先装备。与传统的蒸汽式弹射器相比,电磁弹射具有容积小、对舰上辅助系统要求低、效率高、重量轻、运行和维护费用低廉的好处。是未来航空母舰的核心技术之一。而电磁弹射器所需要的动力主要来自大功率电机,而电机的功率是靠核反应堆的蒸汽轮机发电来提供,当然也可以采用常规的蒸汽轮机或者燃气轮机,应该说电磁弹射器需要的主动力范畴更加宽泛,没有象蒸汽弹射器那样,全部动力都要靠锅炉的蒸汽提供。

而就小溪来看,核动力的无限动力和因核动力带来的较小舰岛,都是核动力航母值得称道的地方,应该说蒸汽弹射和电磁弹射的最佳选择无疑是核动力!

领域专家:不一定。

电磁弹射耗能多。即使是核动力航空母舰,依旧需要建立电力存储转换器来支撑电弹所需的电流强度。

常规动力航空母舰的电力系统改造后完全可以支撑电弹所需的能量。

按四个电磁弹射器来算。

每个电磁弹射器的强迫存储能装置需要以四兆瓦充电四十五秒左右,也就是说四个电磁弹射器一齐动作需要占用十六兆瓦的电能。

我国的辽宁舰的主机功率高达20W马力,也就是147瓦兆,空出16瓦兆的电能绰绰有余。

难的是能存储140兆焦能量的强迫存储器,要在45秒内存储140兆焦且数秒内释放出去,并且能重复使用,这才是难点。

而存储的所需电量对于辽宁舰的发动机来说完全足够。

认为电磁弹射的必须是核动力航空母舰的,不仅陷入了电磁弹射耗能多的误区,还陷入了核动力航空母舰比常规动力航空母舰能提供更多能量的误区。

而电磁弹射的最大缺点是如果航空母舰受到电磁脉冲弹的打击,就会丧失电磁弹射的能力,造成航空母舰的战斗机无法起飞作战。

领域专家:按道理是这样的,虽然蒸汽弹射和电磁弹射的原理有很大不同,但实际上两者弹射战机的能量都是由航母的主发动机经过各种能量转换装置产生的。无论是蒸汽弹射器还是电磁弹射器,弹射战机时都需要航母主发动机提供大量的能量,所以航母发动机性能也直接影响着弹射器的工作效率,间接的影响着整个航母的作战能力。

核动力航母问世前,世界上的常规动力航母的发动机一般都是蒸汽轮机,例如美国小鹰级、法国克莱蒙梭级航母。蒸汽动力相对于核动力而言,有很多先天性硬伤,首先是结构臃肿,很占空间,以美国小鹰级航母为例,该级航母安装了8台锅炉和4台汽轮机,此外还安装有十多台柴油或汽轮发电机组。

美国小鹰号常规动力航母

其次是蒸汽轮机耗油量巨大,小鹰级航母出航除了要携带5800吨航空燃油外,还要携带2000吨供自身蒸汽轮机用的重油,此外还要携带数百吨供发电辅机的柴油,先不说油料不通用把后勤累个半死,出航还必须得带上一艘数万吨的补给舰为其提供燃油,以及在世界各地建立燃料补给网。

而核动力系统相当紧凑,以美国尼米兹级航母为例,主动力系统由2座西屋A4W核反应堆和4座蒸汽涡轮发动机构成。除此之外,尼米兹级航母的核反应堆可以十几年不换燃料,不用像常规动力航母那样携带大量自用燃料,节省出大量空间和载重吨位,使舰上航空燃油和弹药装载量大大提升,光与航空相关的容积就比小鹰级增加了将近80%,另外舰员的居住和工作条件也因此得到了改善。

法国戴高乐号核动力航母

但是并不是所有的核动力航母都像尼米兹级这样对常规航母形成巨大的优势,比如人类历史上第一艘核动力航母企业号,以及法国的戴高乐号核动力航母,这两艘舰的核反应堆都存在动力较弱的问题,企业号用了8座A2W核反应堆才满足需求。而法国人走捷径,在戴高乐号上直接用了两台核潜艇用的K-15反应堆,但这种反应堆单座功率仅4万马力,使得该航母最大航速仅27节,而且无法持续为舰载机弹射起飞提供足够的蒸汽,战力受到很大限制。

领域专家:那肯定啊,大兄弟。对一艘航母来说,舰载机弹射器的选择至关重要。在当今9个拥有航母的国家中,有6个使用滑跃起飞技术,其余3个:美国、法国和巴西航母采用蒸汽弹射技术。现在,一向引领军事科技潮流的美国,又把“电磁弹射”抛到了世人面前。

我们知道,目前重型飞机要想从航空母舰上起飞,必须有蒸汽弹射器。在飞机起飞前,飞机由位持器钢圈把尾部扣在一个坚固点上,飞机前轮附近的牵引杆垂落到一个“滑梭”内,滑梭以挂钩钩住飞机。滑梭是蒸汽弹射器唯一露在飞行甲板上的零件。飞机前面的甲板下,有两个平行圆筒,筒中的活塞与所有滑梭相连。蒸汽由母舰上的锅炉输出压后输入滑梭。

这里我们看到这种弹射动作需要大量蒸汽,实际上,常规动力航母上的锅炉或核动力航母上的反应堆蒸汽发生器都能产生产生高压蒸汽,并把这种高压蒸汽储存在储汽罐内。但核动力航母上核反应堆可以给蒸汽弹射器里提供取之不尽,用之不竭的蒸汽,这是常规动力航母怎么也不能比的优点。

而电磁弹射就更别说了,电磁弹射器主要包括储能系统、电力电子系统、直线电机、控制系统,另外还要有冷却系统、预加动力装置、减速缓冲与刹车装置等.这些分系统、装置组合在一起,形成一个高性能的弹射系统,这里面电能是电磁弹射器技术的核心关键,核动力航母的发电效果就不用说了吧,刚刚的。

领域专家:你好,我是迷彩派军事,我来回答这个问题。

如果技术条件可以满足的话,那么,蒸汽弹射和电磁弹射确实最好用核能。

但是研制航母核反应堆需要突破多项技术难题。中国早已可以制造核动力潜艇,虽然核动力潜艇和核动力航母的反应堆都能选用成熟度很高的压水堆,两者从原理上讲是一样的,技术上讲也有相通之处。但不能简单地认为能制造核动力潜艇,就能轻易将常规动力航母改为核动力航母。这其中涉及很多关键问题。

图:福特级核动力电弹弹射航母

一是船用大功率反应堆技术,目前能很好地掌握这项技术的只有美国,俄罗斯和法国都还有一定差距。二是核燃料技术,航母核反应堆要求长时间不用更换核燃料,目前美国基本可以达到约 30 年不用更换。三是核反应堆控制技术,航母航速不同,而且还要提供电力和蒸汽,必须要控制能量合理输出。四是辅助动力系统要求高,要让核能高效地转化为机械能。五是安全防护技术,必须提高其抗打击能力。

理论上讲,无论是常规动力还是核动力航母,都能够使用电磁弹射。因为,无论是电磁弹射还是蒸汽弹射,只要有足够的能量提供就可以正常运行。但是,目前的技术状态下,常规动力航母能提供的电力是有限的,一般不足以再支撑电磁弹射。如果非要在常规动力航母上使用电磁弹射,势必要额外增加耗油量,以产生需要的电力。在常规动力航母携带燃油量有限的前提下,将会减少所携带的舰载机燃油,难以保持航母战斗力。同时,要将蒸汽系统改成电力系统,也会带来控制、配置、协调等很多难题,增加综合管理的复杂度。因此,常规动力航母一般来说不宜采用电磁弹射,尤其是对航母技术还不很强、经验不足的国家而言。

 
关键词: 核能 电磁 蒸汽 是不是

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