航母為何都採用蒸汽輪機動力很少使用柴油發動機作為主動力?

葬楓橋


柴油機適合輕型艦艇,現在很多艦艇都是柴燃混合的。在低速巡航時用燃氣輪機,高速時使用柴油機,取長補短,在滿足船舶航速的情況下使燃料充分利用。至於航母之類的大型軍艦,主要就是看上了蒸汽輪機比柴油機功率更大、比燃氣輪機技術更成熟可靠。另外,某些航母因為要使用蒸汽彈射器,還非得要鍋爐燒蒸汽不可,所以就直接用蒸汽輪機了。順便一提,核動力其實也是蒸汽輪機,只不過把燒油的鍋爐換成了反應堆,本質仍然是加熱淡水得到高溫高壓蒸汽推動渦輪對外做功。所以蒸汽輪機是一個高大上的發動機,並不是帶有蒸汽就是代表落後。





正步軍旅


汽油機柴油機都不適用於航母。

汽油機高轉低扭,航母個頭太大,起步都不行。而能夠適應用航母的功率的柴油機,現在尚未研發生產出來,軍艦上裝備柴油機的多是輕型船,或是對航速要求不高的軍艦,如小型護衛艦等。

航母對航速是有一定要求的,航速低了,對於艦載機起飛很不利,不管是滑躍式起飛,還是彈射式起飛。因此其動力要求成為關鍵。

對航母目前仍採用蒸汽輪機,水加熱產生蒸汽帶動汽輪機轉動,再帶動螺旋槳轉動。蒸汽使用燃油鍋爐,也可以是核反應堆提供。

因此,最早的航母就是採用蒸汽鍋爐動力,隨著核技術成熟,航母的動力慢慢發展為核動力。





一土視角


航母可不全是蒸汽輪機啊。既有用蒸汽輪機,也有用燃氣輪機的,還有用核動力的。當然,核動力也是一種蒸汽輪機,只是將鍋爐換成了核反應堆而已。就是沒有單獨用柴油機作動力的。

1、用燃氣輪機的航母:

英國6萬噸級的“伊麗莎白女王”級航空母艦,主動力就是2臺羅爾斯·羅伊斯MT-30燃氣輪機,單機功率36MW級(48000馬力),再

配合2大2小柴油機作輔助動力,總輸出功率14.5萬馬力。其中10.8萬馬力用於電動機驅動螺旋槳,實現全電推進。

意大利的“加里波第”號航母、西班牙的“阿斯圖里亞斯親王”號輕型航母也都是燃氣輪機動力。

“阿斯圖里亞斯親王”號採用兩臺LM-2500燃氣輪機,是一種著名的燃氣輪機型號。↓

2、蒸汽輪機,也是航母常見的動力。美國的“弗萊斯徹”級、“小鷹”級,俄羅斯的“庫茲涅佐夫”號航母都是蒸汽輪機。

▲小鷹”號航母

3、再就是核動力啦,這個就一大堆啦。

航母用什麼動力,是一個優化的選擇,各種動力均有其鮮明的優點和缺點。

1、蒸汽輪機

具有單機功率大(75MW或者更高)、技術成熟、壽命長、振動噪聲小、可靠性高、對燃料要求低(各種燃油、木材、煤、甚至可燃垃圾,只要改改鍋爐就行)的優點。

但也有動力裝置複雜(需要裝鍋爐)、體積大、響應時間長(要預熱好久)、熱效率低(一般不超過25%,低速航行時只有10%左右)、經濟性差、續航短等缺點。

所以蒸汽輪機一般適合航母這種需要巨大功率的水面艦艇。同時也為蒸汽彈射、甲板除冰、全艦供熱提供了充足的水蒸氣。

2、柴油機

有效率高(熱效率30-40%),啟動速度快、傳動效率高(低速柴油機低到100轉/分左右,能直接驅動螺旋槳,無須減速機構),經濟耐用等優點。

但也有:單機功率低(8MW以下),轉速受限功率越大,氣缸直徑就越大,轉速也越慢)振動噪聲大等缺點。

另外,柴油機系統比重量上升太快,大功率柴油機的體積實在太過龐大。世界上最大的柴油機——芬蘭瓦錫蘭公司的RT-flex96C型船用柴油機,功率10.9萬馬力,長27.3米,高13.5米(4層樓了),裝機總重2446噸(趕上一艘小型軍艦了)!

而“伊麗莎白女王”航空母艦上的48000馬力的MT-30燃氣輪機,單機重量才6.2噸,帶隔音罩+底盤才27噸!這差的不是一點半點啊。

體積大不說,轉速還低,只有102轉/分,這種低速柴油機只適合在大型民用船隻上使用。它們對體積不敏感,也不要求跑多快,經濟省油才是王道。

但用在軍艦上就不合適了,軍艦需要高速柴油機,體積小、動力足、跑的快才是王道。

但中高速柴油機組單機功率都難以做到很大(5萬馬力以上的柴油機只能是低速機組),只能用在中小型軍艦上。4000噸以上的中大型軍艦,都不單獨使用柴油機作動力,而是用蒸燃聯合,柴燃聯合,燃燃聯合等混合動力,柴油機只做輔助動力。

所以航母這種大型軍艦,要麼使用蒸汽輪機(含核動力),要麼用燃氣輪機,柴油機只能作輔助發電動力,不能作主動力使用。


和風漫談


蒸汽輪機是現代航母常用的一種動力形式,主要由鍋爐(或蒸汽發生裝置)和透平蒸汽機組成,屬於外燃機。因為是一種早在20世紀初期就已經運用於艦船的動力模式,所以技術非常成熟,而且現代鍋爐、透平蒸汽機的輸出功率大、使用壽命長、運行十分可靠。實際上核動力,也依然是一種蒸汽輪機動力形式,只不過是用反應堆取代了鍋爐。

與蒸汽輪機相比,柴油機之類的內燃機的缺點非常明顯。因為現代航母的主流艦載機彈射形式,仍然是蒸汽彈射,彈射裝置需要消耗大量的高溫高壓蒸汽,這對蒸汽輪機系統來說供應起來非常簡單,而柴油機等內燃機系統自身無法產生高溫高壓蒸汽,必須要另外增加蒸汽發生系統。

其次就是內燃機工作時的氣消耗量非常大,進、排氣都需要佈置專門的通道,會直接影響到軍艦的甲板面設計。而眾所周知,航母的露天甲板就是飛行甲板,本來就是寸土寸金之地,很難再去劃出大片區域佈置內燃機的進排氣道系統。

綜上,所以蒸汽輪機系統依然是目前航母動力方面的主流形式。


海研會


柴油機的本質是內燃機,只是燃料採用了柴油而已。內燃機是在氣缸內燃燒燃料,通過氣體膨脹直接帶動機械向外做功的發動機。柴油的好處是熱值高,同等體積下能夠輸出比汽油更多的能量。同時因為性質穩定的原因,可以把壓縮比設計得較高從而提供更好的扭矩。所以柴油機經常被重型卡車,坦克以及輕型船舶等不太看重加速性能,但對功率和扭矩有要求的載具使用。

蒸汽輪機是原理與內燃機不同的動力裝置,它的能量來源是鍋爐,也就是靠燒開水產生的蒸汽來推動汽輪機,從而向外輸出動力。它採用什麼燃料取決於鍋爐的設計,而一般大型水面艦採用的普遍都是重油。大型艦艇因為排水量過大,需要的燃料自然也是極多,而重油恰恰是石油提煉過程中剩餘最多的可燃雜質。這種東西黏稠且極不易揮發,燃燒緩慢但偏偏熱值還高得不行,內燃機完全沒法燒,就只好拿來燒鍋爐。汽輪機因為機械結構簡單,可靠性高,很適合用在需要持續工作超長時間的環境下。同時因為輸出功率穩定,所以也用在發電廠這種對穩定性要求高的地方。

相比內燃機來說,蒸汽輪機的抗損性能更強,這對軍艦來說至關重要。因為鍋爐與汽輪機相對獨立,所以即便在戰鬥中損失了一部分鍋爐,只會讓高壓蒸汽管道的壓力有所降低,並不會讓戰艦整體失去動力。相對的鍋爐可以分散佈置在各個水密艙內,通過關閉水密門便可以隔離受損區域,防止損傷擴大化,這對提升戰艦的抗沉性能很有幫助。

順帶一提,核動力航母的本質也是燒開水,只是燃料從重油換成了核反應堆而已。不過蒸汽輪機也有不好的一點,那就是啟動慢,變速困難,所以很多船舶上還會單獨配備輔機負責船上的供電等生活需要,這些輔機往往採用柴油動力。這也就是為什麼大型戰艦入港經常要用拖船的原因,如果靠自身動力自航的話,啟動慢不說,沒準一個剎不住就撞上什麼地方了。

淺薄見識,不值各位行家一笑。


熊孩子222722837


首先要了解蒸汽機和柴油機的結構原理。蒸汽機實際上是鍋爐燃燒燃料加熱水(其他媒介物)通過導向機構把蒸汽能轉換成機械能,驅動螺旋槳工作。整體上適合大型或者超大型動力系統。相對可靠。對燃料的品質相對要求低。熱效率不如柴油機。設備可以通過管道分散佈置。

柴油機目前技術僅在二衝程柴油發動機具有大功率有所突破。維護保養相對苛刻,可操作性不如蒸汽機。熱效率高。操作空間相對集中。

兩者蒸汽機具有低速超大功率,皮實,可操性強。柴油機相對於蒸汽機功率輸出尚有巨大差別。對燃料的品質也不如蒸汽機。


海盜69514237


現在還燒油做動力嗎?我國的核電已經很發達了。以後採用太陽能發電都有可能。到那時可以邀請印度製造的柴油動力航母來中國互相交流,我輩就可以參觀柴油動力航母。


空七叼色


俄羅斯、中國不能生產燃氣輪機,軍艦都是蒸汽輪機,西方國家軍艦都是燃氣輪機,西方國家更先進罷了。


龍族旅客


現役航母動力分核動力、燃氣輪機、蒸汽輪機,沒有柴油機,是因為航母的動力的要求,柴油機了不符合,既不經濟,動力也不夠


陽光155350177


風力發動機出來沒。發動機後面帶倆風扇。吹著跑唄。太陽能發電。全艦電力有指望了吧。


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