【2017年整理】航母动力科普.docVIP

其实只要是舰艇，哪个没有动力呢？而航母的动力，其实与一般舰艇一样，必须具备动力，才能施展它的打击灵活性。而作为航母，它的动力与一般舰艇相比，还有一定的特殊性。我们知道战机起飞和降落时，航母要迎风高速行驶，也就是逆风行驶，不管是滑跃起飞的还是弹射起飞的航母都是如此。为什么要如此做呢？因为这么做在战机起飞时可以增加初速度，而降落时又可以降低相对速度，从而可以达到更有效的起飞战机及更安全的降落战机的目的。还是以数据说话吧。 ? ????我们假设一下，当航母迎风30节行驶的时候，航母的速度为30节，风速为10节，那么甲板风即为40节，也就是说，即便是战机在甲板上一动不动，也具有了40节的初速度，不要不相信，这是事实。那么通过公式换算一下，1节等于1.852公里/小时，那么40节也就是74.08公里/小时，或者说是20.57米/秒的速度。也就是说，战机一动不动实际上也具有了20.57米/秒的速度。我们再假设战机达到起飞速度需要100米/秒（这个不一定，需要根据不同战机及不同挂载和载油量才能定）。那么只需要在甲板上把静止的战机加速到80米/秒的速度就行了，因为再加上甲板风的话，两者加起飞不就等于100米/秒了吗？假设弹射器的加速度为4个G，那么2秒钟就可以达到80米/秒的速度了。那么做功的冲程为：1/2G*T*T=0.5*40*2*2=80米,而实际上美国尼米兹级的蒸汽弹射器冲程长度也只有80多米，因为驱动活塞长度及末端的水刹器长度需要扣除的，它们不能算在作功冲程距离内的。而如果航母是静止的，或者说航母甲板风为0的话，利用弹射器直接加速到100米/秒的话呢？同样以4个G来算，那么需要2.5秒的时间，那么做功的冲程为：1/2G*T*T=0.5*40*2.5*2.5=125米,如果加上驱动活塞长度及末端的水刹器长度的话,蒸汽弹射器的总长度估计不低于145米以上了。显然这个长度太长了，与之配套的航母长度要增加，排水量要增大，蒸汽弹射器功率会更大。否则只有提高加速度，而如果加速度过高，飞行员也受不了，战机也会受到一定损伤的。可见，在这些利弊中，必须要找到一个均可接受的平衡点，而这些就是今天的尼米兹级航母。对于降落也一样，有兴趣的朋友也可以计算一下。 ? ????可见拥有较高的航速对于航母来说，是多么的重要，而作为一艘超大的军舰，如此大的排水量还要求如此高的航速，会对动力系统有着多么严峻考验啊。值得一提的是，与航母配套的军舰如宙斯盾，也必须要有与航母同样的速度，否则，一旦起降战机，就被抛得远远的，如何保护航母安全呢？与军舰一样，航母的动力也是多样化，主要可以分为核动和和非核动力，或者说是常规动力，而常规动力又可以分为蒸汽轮机、燃气轮机等，下面就这些问题一一介绍。 ? ????一、?核动力 ? ????核动力是所有航母的向往，因为核动力代表无限续航能力，象尼米兹为例，可以十几年不换燃料（而实际上美国更换燃烧棒的时间几乎都超过了二十年），对后勤保障要求可以低一些。而且核动力没有烟囱，不会熏黑雷达及设备。上部舰岛显得更简洁。内部只需航空燃料库，大大节省空间。采取核动力的好处可见一斑，因此需要全球作战的航母采取核动力是首选。 ? ????但是核动力也有缺点，首先是它的造价高，一艘相同排水量的航母，核动力的比常规的要高三分之一，而且采取的无一例外都是压水堆，体积大，重量重，功率密度低，象美国佬的航母，只能采取单体而非双体或三体的，因为只有单体的空间能满足要求。事实上，整个水下以下的部分，几乎都被反应堆、蒸汽发生器、蒸汽轮机及冷凝器及推进装置占完了。陆上的核电站占在面积庞大，而舰上空间有限，因此在航母上为了辐射而采取了夹铅钢板等材料以代替陆地上的庞大体积混凝土。但是即便如此，仍是所有动力中最占体积的。而且还有致命的辐射，美国尼米兹级上的航母人员一年换三回，也就是说每个人一年只能呆四个月（当然也有特殊的），为的就是怕核辐射对人体会产生健康的影响。而常规动力的，如果你愿意，呆上一年也没问题。还有就是核动力在更换燃料棒时，不仅要花大钱，还要开膛破肚，还得一年半载的才能完成，你想想，这能不影响航母作战能力吗？ ? ????核动力的原理很简单，其实与陆地上的核电站差不多，下面是核电站原理图： ? ????都是利用反应堆来加热，只不过，航母上的汽轮机直接推动螺旋桨（当然也有汽轮发电机，但是功率要小多了），而且直接利用海水做为冷却剂。总体在原理上都是差不多的，但是事实上在外观上相差很大。在陆地上，不管你的核电站做的有多大，基本上都可容忍，但是军舰上就不行了，你的体积和重量必须要有限制，否则整条航母什么都不做了，就拉一个电站就得做得庞然大物了。因此在核电站上用超级大型的混凝土在航母上只得用夹铅钢板来代替了。为什么用压水堆呢？首先，高温气冷效率确实很高，但是整个体积过于庞大，显