核潛艇反應堆為什麼不能放大功率安裝到航母上?

執筆憶流年3

這個問題其實是把核反應堆技術想簡單,以為只要簡單放大一下就可以提高功率等參數,這個在實際上並不是那麼簡單的。艦用與潛用的核反應堆在原理及結構方面並沒有本質的區別,但是它們分別針對不同的安裝對象,實際在細節上都不小的區別。

最早的軍用核動力系統就是潛用核反應堆,美國最早的艦用核反應堆就是從核潛艇反應堆搬到軍艦上,但是兩者要求畢竟不同,每艘航母為保證獲得足夠的功率,不得不安裝多個反應堆,實際後來就形成自已的技術發展路線,目前的福特級僅需安裝2個反應堆,它們可不由潛用反應堆放大而成。

反應堆不是簡單放大就行,涉及的東西不少,不如直接重新研發。當然了,也有國家試圖直接換個平臺,這就是法國的戴高樂號,直接將凱旋級K-15核反應堆搬上軍艦,試略降低研發費用,以及減少採購成本,說白了法國想省錢,既不想開發新的反應堆,又不想對現有的反應堆進行全面的升級,實際上重新研發沒什麼區別。可惜效果非常糟,理論是可以跑27節,實際因設計變更,排水量增加等原因,只能跑到25節,蒸汽彈射的效率也一樣低,究其原因;核反應堆的功率達到理想的狀態。

如此實證讓人們真正的意識到,潛用核反應堆直接上艦並非一個什麼上策,存在不少問題。不是簡單的換個平臺那麼簡單的事情,實際技術上的問題不少。


講武堂

技術上來看是可以的,核動力航母和核潛艇使用的都是壓水堆,結構原理基本是相同的,差別僅僅體現在尺寸和功率上,美國在研製第一代核潛艇的時候,就建造了一座標準型通用堆SW5,可以同時安裝在潛艇和航母上,法國“戴高樂”號航母的反應堆就直接沿用的“紅寶石”潛艇的K-15反應堆。

但是在實際操作上,效果並不好,因為核潛艇和航母相差太大,核潛艇排水量不過1萬多噸,這就要求了核潛艇反應堆的尺寸要儘可能小,才能佈置在潛艇緊張的空間內。反應堆尺寸小的必然後果就是輸出功率小,13400馬力對於核潛艇是足夠了,但對於排水量巨大的航母卻遠遠不夠,美國第一艘核動力航母“企業”號的標準排水量就達到7.5噸,所以美國不得不在SW5反應堆基礎上重新研製了專門的航母用反應堆,由於技術不完善,美國“企業”號上不得不安裝8臺反應堆才最終滿足需求。

此後,潛艇反應堆和航母反應堆技術同時在發展,法國研製“戴高樂”航母,它採用的潛艇用K-15反應堆的單臺功率雖然已經達到4萬馬力,但兩臺反應堆對排水量6萬噸的“戴高樂”航母仍然顯得拙荊見肘,導致“戴高樂”航母航速和艦載機彈射起飛效率都受到嚴重影響。

如今,美國“海狼”級核潛艇反應堆單臺功率達到6萬馬力,但“尼米茲”航母反應堆的單臺功率高達14萬馬力,10萬噸級的“尼米茲”僅裝備兩臺就滿足了,可見前者的功率還是遠遠低於後者。

可見,想要把核潛艇的“小堆”改成航母的“大堆”談何容易,差不多要將功率提高一倍,這可不是簡單放大尺寸就行了,面臨很多的技術問題,有這個功夫,還不如從頭研製一款航母專用反應堆更加省事。


兵工科技

不要因為戴高樂號的核動力移植失敗就想當然地認為核潛艇反應堆為什麼不能放大功率安裝到航母上,這是不正確的,因為美國尼米茲級航母的和動力設備也是從核潛艇上升級改造而來的,那麼為什麼尼米茲級越做越好每一艘都可以跑到30節以上的高航速,而戴高樂號僅僅能跑出25節呢?此外戴高樂號航母的蒸汽彈射的效率也是很低的,一天內出動的艦載機架次不會超過50架,而尼米茲級可以達到200架次,導致這種差距的就是“核動力裝置的功率問題”。

戴高樂號移植的核反應堆輸出功率只有76200匹,這個功率有多小呢?舉例說明,排水量9000噸的哈里伯克級驅逐艦輸出功率10萬匹,而標準排水量2.4萬的克萊蒙梭級航母也有12600匹,要知道戴高樂號的排水量可是45000噸的水平,在總的輸出功率下降近一半、噸位上升近一倍的情況下還能跑出最高27節的航速(克萊蒙梭級航速32節僅僅下降了5節),足以說明法國核動力設計製造水平相當強。只不過這種可用於排水量7000多噸“凱旋級”的核動力,用在航母上還是太小了。

法國和美國相比它在製作核動力時代問題就出在沒錢上,在戴高樂號開始設計施工的上世紀80年代末和90年代初是歐洲經濟很不穩定的時期,蘇聯解體對歐洲的經濟衝擊還是很大的(資料顯示歐洲各國尤其是英國並不希望蘇聯解體,有興趣的請關注本號),這種情況下法國即無力重新開發專用於航母的核反應堆,也沒錢對凱旋級專用的K-15壓水式核方應對進行系統的升級,這個型號的核動力反應堆是法國軍事核動力的早期作品,動力傳動設備相當複雜、子型號眾多,因此將兩臺K-15簡單的串聯在一起會出現更多的功率損耗,裝到航母上也受到空間佈局的影響,整個工期拖延7年直到戴高樂號下水三年後的1999年才勉強成軍。

戴高樂號很多設計都和“克萊蒙梭級”類似,其目的和一直凱旋級K-15核反應堆一樣,都是為了降低研發費用、減小採購成本,二號艦“黎塞留”號甚至直接取消了,也由此可見法國當時的軍費拮据有多嚴重。因此可以肯定的說戴高樂號的失敗並不是因為核潛艇反應堆不能放大功率安裝到航母上,而是因為發過當時的財力、人力有限不能做好這項工作,多快好省的結果就是竹籃打水。我國在設計航母核動力裝置是肯定會回頭參考已有的核潛艇技術,考慮到中國國核潛艇已經服役多年核動力裝置已經落後,中國不會將其放大後安裝在航母上,而是會研發新一代核反應堆。


利刃軍事

不是專業軍迷,不懂那麼多數據,詳細資料也記不清了,趁著坐車胡咧咧幾句

首先要確定的是並不是“核潛艇反應堆不能放大功率安裝到航母上”。最著名的案例就是戴高樂號核動力航母,當然是反面案例。不過美國的企業級也是類似的方案,成功了。

其實做過這個嘗試的國家不少,包括我國。我國也經歷過把不可控變得可控,把小的變大,把大的變小。無論最後的方案是推倒重來的,還是直接用的實驗方案,反正經歷過,最起碼獲得了經驗。

潛艇反應堆放到航母上最大的障礙(曾經),作為一偽軍迷、非專業人員能想到的就是功率和效率。

總功率確實可以疊加,但是要考慮到航母的結構,也就是一定排水量能放下的反應堆就那麼多,但是這些反應堆並不一定能維持航母的滿載運行。

還有一種可能就是動力源的動力沒問題,但是動力總成有問題。結果就是轉化率太低,造成了動力不足。

這兩種問題戴高樂號應該是兼而有之,企業級初步解決了這兩個問題,但是應該並不完美。尼米茲級運用的就是“最終成果”,結果就是有點貴,而且貌似各個局部的最優解放在一起並不是“最優解”。

解決這個問題的其中一個方案就是“綜合電力系統”(不是因為我國有了我才自吹自擂,美國也用)。動力總成的設計限制會減少,緩解上面提到的兩個問題。


拘沙

拖拉機廠可以生產坦克,潛艇的動力裝置放在航母上也沒什麼不行。借題發揮,我覺得中國的航母之路完全可以走有由小到大,由弱變強的路線。從船屋到直升機航母,再到小型航母,慢慢積累經驗,逐步完善科技鏈條,擺脫技術壁壘。


盜得精

潛艇核反應堆和軍艦核反應堆設計理念就不一樣。軍艦的功率和個頭大小合適就行,潛艇的除了功率主要考慮的是堆體的大小和安靜。這就像你把一個乒乓球做成足球那麼大它也不能當足球踢,它就不是一個東西。法國人為了省錢就幹過這事,可戴高樂號航母什麼德性大家看看新聞就知道啦😊。


James6713

理論上潛艇的反應堆是可以用在航母上的,但由於功率小需要多臺並列使用,傳動鏈接和聯動功率效率並不高,並列的越多越複雜,因此航母一般不會直接用潛艇的反應堆,但現在已有一種新的方式能有效使多臺反應堆功率得到最大效率的使用,那就是全電推動,如果航母能實現全電推進,就不用考慮機械聯動和管系所產生的各種發展問題,反應堆只負責發電,電動機負責推進,只用電纜鏈接就可以了,中國第三艘航母肯定會在這方面做些嘗試,不過全電推進並不容易,電動機的扭矩和功率要求非常高。特別是電動機的可靠性不容許有任何差錯,所以核反應堆上艦是個系統工程,不是一加一等於二那麼簡單。


司馬釗

航母可以用潛艇反應堆的,只是航母動力需求大,直接使用潛艇反應堆要配置很多座。說放大功率就沒那麼簡單,得重新設計新的反應堆。例如美國第一艘核動力航母企業號配置了8座反應堆。而法國戴高樂號航母只配置了2臺座潛艇用K-15反應堆,造成動力不足,最高航速只有25節。


俺就是熊

中國在發展核航母的初期階段,完全沒有必要去刻意追求單堆功率!美國第一代核航母“企業”號上的反應堆基本上就是直接移植核潛艇上的反應堆而來!為了達到核航母的總功率要求,美國首次建造的核動力航母“企號”號的排水量就高達十萬噸,巨大船身足以容納八座核反應堆!此種作法,大大降低了核動力航母的建造難度,是核動力航母發展史上成功案例(法國的戴高樂號核動力航母則是一個失敗的案例,失敗的主要原因就是排水量過小!)


chuangzao2017


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