颠覆性的认知-常规动力与核动力航母的在航率比较 动力系统的有效性、可靠性和可维护性是航母在航率、完好率达标的基本保障。而涉及于此,除了设计、制造和维护使用水平的因素之外,核动力与非核动力的不同构型差别显著。有意思的是,这种差别却又很可能与大众的普遍认知是相抵触的。一般认为,对于8万吨以上的航母而言,在全世界范围内只有非核的蒸汽动力和核动力构型两种选择,而核动力构型的综合优势十分明显。以舰岛为例。由于不用考虑烟囱的布置,核动力航母的舰岛体积紧凑、位置灵活,有利于最大限度优化飞行甲板布局。要知道,即便是8万吨及以上级别的航母平台也是寸土寸金,每省一点空间,就能给舰载机留出更多的发挥空间。 说到底,航母是舰载机的母舰,能够容纳更多的舰载机是航母一直以来的追求。同时还要看到,核动力航母舰岛体积紧凑,尾流场较弱,对着舰飞机的干扰较小。高温废气的消失进一步减少了回收通道上的大气扰动。再有,核动力航母的上层建筑与舰载机不再遭受燃烧产物的腐蚀,地勤人员拥有更为清洁健康的工作环境。航母一舰载机武器系统全寿命开销的最主要部分来自舰载机的维护保障费用。满编舰载机联队的采购价大致与舰队航母平台相当,全寿命期运作成本大致为购入价的3倍。航母平台服役周期内其舰载机至少要完成1次更新换代。假设核动力化带来的洁净环境使得舰载机运作费用平均下降5%,航母服役周期内节省的舰载机维护保障开支即可达到航母平台原始采购价格的30%. 另外,动力响应更为迅速,这是核动力构型大吨位航母的又一个突出优点。所有类型热机的燃效均随负荷降低而变差。中速航渡过程中常规动力航母往往关闭部分原动机以节省燃料。8万吨级的常规动力大吨位航母往往装有8~12个燃油锅炉,假定某大吨位航母装有8个燃油锅炉,每对锅炉驱动1台主推进轮机,巡航状态下1/2的锅炉处于闭缸状态,指挥员可随时调用的有效功率从8台锅炉全部点燃时的240兆瓦锐减至120兆瓦,在满足基本的推进与电气功率需求后所剩无几。蒸汽轮机热惯性巨大,冷启动速度缓慢。燃油型蒸汽轮机航母的指挥官必须在省油但动力响应迟钝的闭缸经济挡与8缸全开动力响应迅速但油耗较高的运动挡之间二选一。由于剩余功率不足,1/2锅炉闭缸的常规动力航母从10节加速至20节耗时达到150秒,加速至30节需要等待闭缸锅炉冷启动完成。相比之下,核动力航空母舰的“原子能锅炉”时刻处于热机状态,动力随叫随到,从10节加速至20节只需90秒,从10节加速至30节仅用180秒。 不过,若要就此将航母核动力构型视为对非核动力构型的“全方位碾压”却是不客观的。事实上,在很多方面,同一吨位级别的核动力构型的航母并没有比非核动力(主要是指非核的蒸汽动力)构型显示出特别的优势。比如,虽然一般认为核动力航母拥有所谓续航力“优势”,但在不止一份美国海军内部和美国政府问责局的研究报告中,都曾明确指明,“假设持续航速28节,常规动力航母周期性减速到14节补给燃料,连续航行18天1. 2万海里之后,常规动力航母仅比核动力航母慢了0. 2天”。再比如,一般认为,在同一吨位水平下,核动力航母要比非核动力航母航油航弹容量更大,但实际情况却并非如此。由于核反应堆及其防护体系的重量大致与常规动力航母的舰用燃油储备重量相当,满载排水量相同时,核动力航母较之于常规动力航母在航油航弹容量方面并无优势。这不是想当然的信口开河。事实上,在美国海军的相关报告中,早就有过这方面的量化研究。在20世纪50年代末美国建造“企业”级核动力航母(CVAN65)时,曾论证过同规模的常规航母所能携带的航空燃油和舰载机弹药规模,结论是与“企业”号核动力航母有着同样长宽高、同样满载排水量的常规动力Scheme 60A方案,比“企业”级在航空燃油的载油系数上拥有13%的优势。值得注意的是,在同一份文件中,虽然排水量同样与“企业”级核动力航母(CVAN65)相当的Scheme 60B与Scheme 60C方案航油航弹容量的确较少,但原因是这两个方案采用了36万马力的超强动力系统,航母自重增大且巡航耗油率较高,航油和航弹储备相应遭到压缩。 另外,美国海军在1963年还完成了概略方案的CVAL与CVAXL论证。CVAL是主尺寸与CVAN65“企业”级相同的常规动力航母,轻载64052吨,满载88150吨,航油6433吨,航弹3150吨。CVAXL则是当时美国基础设施所能允许建造的最大吨位的航母,水线长1080英尺/329. 2米,轻载66500吨,满载97360吨,航油11221吨,航弹3150吨。值得注意的是,上述的吨都是长吨,即1吨相当于1016千克。这意味着CVAL满载排水量9万多吨(公吨),相当于早期型的“尼米兹”级,CVAXL的排水量则超过了10万吨(公吨),超过了后期型“尼米兹”级,与当前的“福特”级相当。然而,如果比对一下“尼米兹”级和“福特”级的航油航弹容量,我们依然能发现CVAL与CVAXL是占优的(至少从“尼米兹”级和“福特”级公开披露的数据上看是如此)。但需要指出的是,航油航弹容量并不是常规动力航母相对核动力航母最大的优势所在,在航率才是。
颠覆性的认知-常规动力与核动力航母的在航率比较动力系统的有效性、可靠性和可维护
灵犀锁所深楼
2026-01-05 00:51:17
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