中国造核航母难在哪里?

2周前 (02-14 02:35)阅读1回复0
雕刻瞎
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今天咱们聊核动力航母,起首能够明白告诉各人的是:003就是常规动力,反复那个根本事实,就是为了告诉网上那些死硬核党,不要再拿那些模糊的卫星照片往揣测了。

那关于003为什么摘用常规动力的原因,我在之前的内容中已经详尽阐明过了:因为潜舰用堆在主机汽锅蒸汽压力上只要舰用堆的三分之一以至四分之一,招致功率不敷,强行上马的成果就是戴高乐号。航母舰用核反响堆就是要专门研造,在形式堆或大型核动力船舶没造出来之前,核航母是不会出来的。

但是核动力航母迟早都要有的呀,根据此前中船重工集团官网上发布开展战术纲要,明白提出:要加快实现核动力航母的攻关打破,为海军2025年走向远洋的战术性转型进步配备量量。

那么核航母的难点在呢?我国的核反响堆手艺目前到底什么程度?此前网上传播已久的小巧一号核反响堆实的能够用在航母上呢?更有甚者还有传说中的金属液冷堆。带着那些问题,我请教了核工程方面的专业人士,搀扶帮助各人从手艺角度理解核航母的建造难度,以此成立起对那个问题的客看熟悉。

起首,关于核航母的做战定位、技战术优势,看我节目标看寡,相信都能说个一二三来,我那里就不烦琐了说了哈,定见弹幕交换。最关键的仍是核反响堆的研造,因为核航母简单来说就造一艘大舰,然后安拆核动力安装。而通过此前3艘航母的设想、建造、利用,

我们在造舰方面已经不存在不成超越的手艺问题,电磁弹射早经霸占,8万吨、10万吨的航母都能造。以至003航母高度集成化的舰岛、双波段雷达、大视角宽阔的航空舰桥;三部电磁弹射器,加两部可同时运做4架歼15的重型起落机的船面设想,已经到达了常规动力航母的更高程度,总设想师更是只要42岁。

那关于003航母的详细内容,各人先别急哈,下水的时候,必定给你们预备了欣喜,保准称心。

仍是来说反响堆吧,简单来说那就是个用核燃料烧水的汽锅,差别的堆型就是汽锅里烧的工具(冷却剂)纷歧样。

核航母就是通过调剂掌握棒插进的深度,来掌握反响堆的热功率输出,再用那些热量烧开水,而且为那些热水加压,使之在高温下不致沸腾,然后再将过热水导进蒸汽发作器,隔离式再烧另一壶开水。用第二轮回产生的蒸汽再驱动蒸汽轮机。如斯一来,冷却堆芯的水和产生水蒸汽的水,是不接触的,只要热量交换,制止辐射外泄,那就是目前核航母最常用的压水反响堆。

而比拟压水堆,还有一种金属冷却堆,就是把冷却水换成钠合金或者铅铋合金,核心原理都是花式烧开水。

那两种堆型各有好坏:压水堆手艺成熟,成本较低,相对随便庇护掌握。但因为用水做冷却剂,需要对一路轮回内的冷却水加压,加高压,浩荡的压力容器招致反响堆体积较大。而金属堆间接用液态金属做冷却剂,相对不容易沸腾,压力设想比力低,体积紧凑的同时热效率更高,所以合适放在核潜艇上,但缺点是:构造复杂庇护困难,可靠性也比力差。所以列国建造的490余艘核潜艇,配备了约700座反响堆,此中98.4%都是压水堆,至今也只要苏联的阿尔法级用了金属液冷堆,还屡次呈现过毛病。而核动力水面舰艇,无一破例全数摘用压水堆。目前,中国的压水堆手艺已经十分成熟了,拥有完全自主常识产权的华龙一号三代压水堆早已并网发电,还给巴铁建了一座,商用小型堆,玲龙一号也是压水堆。所以,将来中国核航母的“心脏”也极大可能是用压水堆,网上那些所谓“间接上金属堆”的说法根本是谣言。

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确定了堆型,下一个问题:网上盛传已久的小巧一号,实的是为传说中已经开工的核航母预备的吗?那里能够给出明白谜底:必定不是。目前水面舰艇的核动力全数摘用高浓缩铀做燃料,既能够包管较长的换料周期,又能把反响堆设想的比力紧凑。当然也有少数核潜艇用铀235和钚239的混合燃料,因为钚239的中子比率更高,能够进步功率密度,那要阐明那个问题涉及到复杂的核物理,那里就不展开了哈。而核电站之所以用铀235做燃料,一方面临功率密度要求相对不高,并且钚239是剧毒,操做更求助紧急。

但是小巧一号功率太小啦,发电功率只要12.8万千瓦。那那里起首需要区分两个概念:反响堆的总功率和发电功率。核反响堆通过输出热能,以蒸汽做为热介量,通过蒸汽轮机转化为总的输出动力功率,也就是机械能。那个功率既能够推进航母飞行,也能用来发电。发电功率当然还取决于汽轮机和电机的功率。即便将来实现了可控核聚变,也是那个能量转化形式,所以人类几千年的科技朝上进步就是若何花式烧开水。

而尼米兹级航母利用两台A4W核反响堆,单台功率50万千瓦,发电功率6万千瓦。良多营销号把反响堆的总功率和发电功率弄搞混了,认为玲龙一号的功率是尼米兹级航母的两倍呢!现实上它的总功率是38.5万千瓦,发电功率12.8万千瓦,纸面数据确实是尼米兹的两倍。但尼米兹的堆,除了要用来发电,更多是用来飞行,它的轴功率足足有19万千瓦呢!

而小巧一号是公用的贸易发电堆,全数输出功率都只用来发电,没有充裕的功率鞭策航母飞行。既然如斯:我们多串几台用综合电力系统不就行了嘛!小伙子很机智啊,理论上确实能够处理,企业号不就足足用了8座反响堆嘛。但是玲龙一号用的铀235品貌不到5%,要晓得就连戴高乐号的K-15反响堆品貌也有7%到20%,假设强行上舰:差不多两年就要换料大修,综合效能比常规动力航母还低。

不外呢,也并非说华龙一号和小巧一号上的手艺积存,对我们研造舰用核反响堆没有意义。玲龙一号摘用模块化设想,其蒸汽发作器全数位于压力容器内部,使得整个二路轮回都被整合在一路轮回上方,因为取缔了传统的主回路管道,极大地缩小了反响堆的体积。我们未来的舰用反响堆体积就有可能做的更小。

其实,形成网上良多人认为“小巧一号”能够上舰误区的底子原因,仍是因为大部门人,对核电站与核反响堆工程构想的不领会。试想一下:尼米兹级两座50万千瓦的反响堆,功率已经和一座中型发电站相当。但二者的体积却相差50多倍,舰用反响堆要在尽可能小的体积下,到达更高的平安原则,同时尽可能压缩操做庇护人员,不成能像核电站那样一两千人侍候一座堆。好比陆地核电站能够用大型混凝土包壳来屏障辐射,但核航母必定不可了,

只能用厚铅罩封锁。人手更少,但辐射屏障工做也不克不及有丝毫的草率,不然就是海上切尔诺贝利啦。

好比日本建造的陆奥号核动力商船,就是因为辐射屏障的问题,前前后后折腾了25年,花了12亿美圆,也没能彻底处理问题,一次贸易飞行都没完成,就被拆掉了反响堆改拆成了海洋察看船。看来确实留下召核暗影了,日本严峻的核平安变乱还有良多,除了福岛,还有一个东海村核临界变乱,太恐惧了,各人有兴致能够自行深进领会一下。所以在航母上设想核动力安装,很大水平上是螺蛳壳里做道场,即便一个很小的细节都是牵一发而动全身。

美国在舰艇核动力范畴,拥有雄厚到令人看而生畏的手艺储蓄:最新的福特级航母用两座单台功率62.5万千瓦的A1B反响堆,就能实现28万轴马力的推进功率,足足是辽宁舰的1.4倍;90%—93%的浓缩铀品貌更是让航母能够做到50年末身不换料。并且更惊人的是美国海军迄今为行核反响堆0变乱率的平安笔录,反看苏联。

所以仍是我之前说的:要造核航母,先搞定形式堆。所谓形式堆,就是先在陆地上建造一个尝试用的航母反响堆,在测试性能的同时,也发现并处理所以潜在问题。好比在建造第一艘核动力航母企业号之前,美国就先在爱达荷州的阿科戈壁建造了A1W的陆上原型堆,改进后的A2W反响堆才拆上了航母。之后那套原型机还不断被用于培训航母反响堆的操做人员,美国海军每一个核航母舰长都要来此承受培训,而且所有核动力舰船上,与反响堆有关的岗位,都要承受“核海军之父”里科弗的亲身面试。

好比初次用上了压水堆的鹦鹉螺号核潜艇,开启了舰用压水堆的时代。之后还方案开发海狼级潜艇公用的金属钠冷堆,但利用反应的效果不太抱负,末行开发,海狼级又换回了压水堆。那方面咱们必需摸着鹰酱过河。

美国前后一共修建9座形式堆,现在的核航母大厦,也是靠着不竭积存,一点点试错摸索出来的。开挂一般的科研程度和钞才能,奠基了美国在船用核动力范畴的霸主地位,有钱实的能够随心所欲。

在搞定了形式堆后,咱们很可能要先造一艘,利用航母同型号或类似型号的反响堆验证舰。一方面通过实操积存尝试数据,婚配反响堆和轮灵活力输出;另一方面提早为核航母培育提拔舰员,反响堆操做员是和舰载机飞翔员同样贵重的关键手艺岗位。

好比昔时苏联开展核动力水面舰艇之前,专门建造了列宁号核动力破冰船,退役了三十多年,破冰里程103万公里,1989年才退役。

那那里可能有人要辩驳我:美国造核航母之前不也没造核动力验证船吗?美国确实没造民用核验证船,因为人家间接造了军用——长滩和班布里奇。其实美国、德国、日本也都搞过核动力商船,但能盈利的就只要苏联和俄罗斯,事实不是每个国度都有北极航道。总之,只要看见了形式堆或验证舰的动静,才气阐明我们的核航母不远了。

大白了反响堆问题,那接下来中国核航母要造多大的吨位呢?能造多大船回根到底是由动力程度决定的。那是一个丰俭由人的问题,我们大可没必要一起头就把全面赶超福特级做为目标,但就算以即将下水的003航母为例。我根据吨位和轴马力,统计过世界上列国航母的吨马力。戴高乐号倒数第二,第一是女王级。

从数据来看:要鞭策8万吨级航母到达30节的舰队航速,至少需要26万轴马力的推进功率,由此反推一下:核反响堆则至少需要供给110万千瓦的输出功率。并且更好摘用双堆四轴的动力系统,那也是摸着鹰酱过河的胜利体味。

双堆四轴系统是美国核动力航母,普及摘用的动力设置装备摆设体例:用一座大功率反响堆带两台汽轮机,通过传动轴鞭策航母前进。益处是效率高、随便维修。反响堆数量少,可不但是省钱,更关键的是日常庇护的简化。背面教材就是企业号,用八座反响堆带四个螺旋桨,由此也形成了341米的史上最长军舰笔录。做为核航母的初次试水:其实企业号其实不受美国海军官兵欢送,除了日常庇护核反响堆的苦逼轮机兵,力达飞砖的C-13-1弹射器更是让飞翔员吐槽颇多:蒸汽弹射器根本不具备调剂弹射曲线的才能,为包管顺利上天,只能用力过猛,飞翔员难受,也影响舰载机寿命。

那也是为什么中美新航母都要搞电磁弹射的原因之一。搞定了反响堆和舰体设想,再加上有建造003的体味,将来中国核动力航母守旧吨位估量也应该是9万吨起步:配四部电磁弹射器。当然综合电力系统必定也是标配,并且是对标福特级的核动力加综合电力。那那个

你能够把航母想象成一台超大的新能源汽车:核反响堆鞭策蒸汽轮机,驱动发电机发电,电力全数输送到航母中心电网,负责全舰用电。因为差别设备:如雷达、电磁弹射器、导弹的工做电压区别很大,就需要一套智能配电安装,为差别设备输送契合其需求的电力。同时整艘船的功率都在动态改变,还需要一套稳压系统,包管低功率时电压不会过高,高功率时不会过低。而把那些子系统都整合到一路,同一治理,同一调度,实现主动化智能化,就是马伟明传授搞的舰船综合电力系统,听上往是不是很黑科技,其实如许的黑科技早就进进我们的日常生活啦,好比蔚来最新推出的。。。。开个打趣,就是虚晃一枪哈,本期不含防不堪防。

那接下来关于核航母的舰载机和护航舰艇设置装备摆设,很大水平上能够参考003:中间一艘9万吨级核航母,平曲船面,4部电弹。然后护航舰艇是:2艘055大驱,并且配了精湛音速反舰导弹,4艘052D加4艘054A、2艘进攻型核潜艇外加若干补给舰。

舰载机是:2个歼35、2个歼15,每个中队12—14架飞机。再加一个预警机中队,配4—5架空警600。其余还有若干搜救、反潜的曲20,总的载机量应该接近80架。

那以上就是关于将来中国核航母,我小我的一些料想。其实军迷们之所以会对核动力航母抱有如斯大的热情,是因为那是大国实力的曲看表现,有了核航母,咱就成列强啦,那多有体面啊。但是,我们也得大白,罗马不是一天建成的,核航母也不是三五年就能搞定的,体面是要的,但里子更重要,威严来自实正扎实的科技和工业实力,而不是急于搞出一个外表光鲜的工具来称心虚荣心,咱们可不克不及像某些“大国”那样,为了强撑脸面,硬着头皮上,捏着鼻子用,不只没有现实的战斗力,还沦为全世界的笑柄。所以,咱们仍是要多一点耐烦。

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