核動力航母的續航有多恐怖?

河苦


核動力航母最大優點是極高的能量轉換效率,1克鈾產生的能量相當於2噸重油燃燒的能量,因此核動力航母擁有非常恐怖的續航能力。美國最新的福特級核動力航母搭載兩具A1B型反應堆,它在整個生命週期內都無需添加核燃料,續航里程沒有限制,也就是隻要人員、物質補給充分,福特級航母就能在退役前持續運行下去!多麼恐怖的動力表現。

核動力航母相比傳統動力航母而言,最大的優勢便是續航能力。以目前美國海軍主力的尼米茲級核動力航母而言,它能夠在20~25年的服役期都無需添加核燃料,如果單純從航母自帶物質而言,它的自持力能達到90天!核動力航母相對於傳統動力航母而言,它也減少了很多煙囪和排氣管道的佈置,能為航母節省出很多包括的空間出來。此外核動力航母充裕的能源能製造出大量電力和淡水,可以充分改善艦員的戰鬥和生活條件。

福特級動力來源於兩座A1B型核反應堆、四座蒸汽渦輪發動機,其充足的電力供給也讓電磁彈射系統得以應用。A1B型反應堆相比“尼米茲”級的反應堆減少了一半的閥門、管道、主泵等部件。相比之下遼寧號航母搭載了8臺蒸汽鍋爐,其續航能力只有45天。

核動力航母唯一的缺點可能就是高昂的核動力造價和維護成本,美軍第一代核動力航母“”企業號安裝八座核反應堆就要耗費6400萬美元,而且運行三年之後還需要換一次爐心,這又要花去2000萬美元。而在1976年時尼米茲的成本就已經高至18.81億美元了,福特級核動力航母更是飆升至129.98億美元!


航空之家


核動力航母和常規動力航母其實本質上都是蒸汽輪機驅動,而蒸汽輪機說句不好聽的就是高級版燒開水,只不過一個是用油爐燒開水,另一個則是用原子爐燒。常規動力航母的油一般是熱值較高,安全性高,廉價的石油副產品重油,而所謂核動力原子鍋爐則是利用核反應堆進行鈾235燃料棒的裂變反應釋放熱能,加熱鍋爐。


(航母蒸汽輪機動力原理)

既然都是燒熱水,我們只需要比較二者之間所能釋放的能量多少就能直觀的得出結論。一千克鈾235所能釋放的能量值約為8.2×10 ^13,相當於2700噸煤炭燃燒所釋放的能量,而一千克煤約釋放29MJ能量,而一千克重油約釋放31MJ能量,所以一千克鈾235燃燒後釋放的能量約等於2000噸重油!也就是說一艘常規動力航母即使裝載1萬噸燃油,其實也不過相當於核動力航母的5千克鈾235而已!兩者差距,可以說是天壤之別!

以我們最熟悉的遼寧艦為例,它的動力為4臺國產化的TB-12蒸汽輪機和8臺增壓鍋爐,採用四軸四槳推進,總功率約20萬馬力。遼寧艦的燃油艙最多能夠搭載約8000噸重油,在以32節的最高速度航行時,能夠一次性航行約3850海里(7130公里),而以18節的經濟航速航行時,它的續航力能夠達到7000海里(1.3萬公里)。這樣的續航力已經足夠遼寧艦在西太平洋的廣大海域盡情馳騁,但是如果要進行全球部署作戰,即使搭配上最新的901型補給艦進行伴隨燃油補給,仍舊是有些力不從心!


(遼寧艦)

而反觀動力充沛的核動力航母則完全沒有燃油短缺的顧慮!世界上第一艘核動力航母為美國在1961年服役的“企業號”航母,它的標準排水量約7.5萬噸,採用8座A2W壓水反應堆,4臺威斯汀豪斯蒸汽輪機,驅動四個重量達到29噸的大型螺旋槳推進,總動力達到了28萬馬力!也正是因為這樣充沛的動力,企業號航母的最高航速達到35節,是世界所有航母之最!
(航母用壓水反應堆)

一般來說,航速越高,單位時間能耗就越高,航母的續航性就大打折扣,因此大部分常規動力航母在非作戰情況下都是採用比較慢的經濟航速航行,目的就是省油!而對於核動力航母而言,它的能量幾乎相當於無限,所以無所謂什麼巡航速度和最高速度,只要開心,可勁造就完了!1969年,企業號航母,長灘號和班布里奇號核動力巡洋艦、海狼號核潛艇進行了為期65天的環球航行,整個航程超過3.5萬海里,全程不僅沒有進行任何燃油補給,而且幾乎都是在以20節以上的高速進行奔襲!(企業號核動力航母環球航行)

而企業號的動力其實遠遠不止於此,一般來說,民用核電站的核燃料鈾235的丰度都在3%左右,因此即使是核電站,一次也要裝填幾噸的燃料棒,而航母內部空間狹小,裝填拆解核燃料的難度大,成本高,因此都是直接使用丰度在30%以上的高丰度濃縮鈾。企業號的核反應堆核燃料丰度在40%左右,每座反應堆初次裝填約300公斤核燃料,也就是一共有120公斤左右的鈾235有效燃燒成分,企業號一共有八座核反應堆,總共擁有960公斤鈾235,約等於192萬噸重油!也正是因為這麼充足的能量供應,企業號在20節的高速下,續航里程依舊可以達到驚人的40萬海里!即使在美軍航母各種高強度的全球任務部署下,企業號的第一鍋核燃料也用了將近15年之久!
(庫爾斯克號核動力潛艇的燃料棒)

由於企業號八座反應堆太過於佔據艦體空間,以後的尼米茲級和最新的福特級都減少為兩座反應堆的佈局。雖然反應堆減少,但是續航能力並沒有降低,福特級已經開始採用丰度在90%以上的武器級鈾,裝填的燃料減少了,但是鈾235的量卻變相增加了,續航力也大幅提升。據說福特級使用的A1B壓水反應堆已經可以做到全壽命不用更換燃料,續航力提高到百萬海里的級別!常規動力與核動力的巨大差距一目瞭然,因此我們能做的就是加快核動力航母的建造服役,因為我們的征途是星辰大海!
(福特級航母)


軍武吐槽君



航母作為現代海上的霸主,在核反應堆研製出來以前,航母都是採用燃油的常規航母。自從研製出了核潛艇後,美國海軍也意識到核動力航母的優越性,開始研製核動力航母。


1961年,美國研製成世界上第一艘核動力航母"企業"號。目前世界上擁有核動力航母的國家就只有兩個,一個人是法國,擁有一艘核動力航母。然後就是美國,總共有11艘核動力航母。

核動力航母相比於常規航母擁有諸多的優越性:

一、核動力航母續航能力遠超過常規航母

我們以遼寧號常規航母為例,遼寧號每次最多能攜帶8000噸燃油,續航能力在7000海里。而核動力航母就不一樣了,以最先研製的美國"企業"級為例,更換一次燃料可以可以連續航行10年,"尼米茲"級更換一次燃料可以航行13年,航程可以達到100萬海里,最新型的"福特"級,更是強悍。


二、核動力航母擁有更強機動性

核動力航母可以高速駛往世界各地,在高速行駛上,核動力和常規動力不相上下,但核動力航母可以連續高速航行。"尼米茲"級航母可以在30節的航速連續航行28萬海里。在面對地區衝突中,核動力航母可以迅速奔赴戰場。

三、核動力航母可以節省大量空間和重量

核動力航母由於採用核動力,不用再攜帶大量的燃料,騰出的空間可以搭載更多的艦載機,裝載更多航空燃油,更好滿足艦載機的作戰需要,同時也可以改善艦員的居住和工作條件。


四、核動力航母可以減少對基地和後勤的依賴

核動力航母補充一次燃料可以航行數十年,不需要頻繁補給,而常規航母需要頻繁的補給燃料,補給過程非常繁瑣,且成本很高。同時核動力航母不需要海外基地的支援,不需要在世界各地建立燃料補給的網絡,使用成本大大降低。


好奇而已716


不管是常規動力航母,還是核動力航母,其動力裝置實際上都是燒鍋爐,增壓鍋爐產生蒸汽,蒸汽的能量推動軸承,軸承帶動螺旋槳運轉,航母才會划水前行。

只不過區別在於,常規動力航母,是用重油作燃料;當然,點燃鍋爐時,一般需要動用柴油,待鍋爐點燃了,才使用價格更廉價的重油,將龐大鍋爐內的水燒開。

而核動力航母,則利用核裂變反應產生巨大熱能,傳遞熱量的介質是淡水,水受熱之後變成了水蒸氣,通過管路被輸送到蒸汽輪機,蒸汽輪機就可以把水蒸氣的熱能轉變成機械動力,然後推動螺旋槳,賦予巨大的航母前行或後退。

尼米茲級核航母,是30萬千瓦級的反應堆,使用的4噸核燃料就,擁有兩座壓水堆,4臺蒸汽輪機作為備用動力,這種使用核能的蒸汽輪機比普通的蒸汽輪機強勁許多,它的燃料不僅需要更少,而且它的耐力更強。

由於般核動力航母30年內不用更換核燃料,加之核動力航母在動力設計上不需要佔用太大空間,也省去了常規航母的煙道,節省了大量的甲板空間;因此,可以停放更多艦載機,所以核動力航母有很大優勢,不僅排水量大,而且艦載機攜帶量多,一般作戰性能都在常規航母之上。

作為海軍快速機動力量,以核航母為核心的戰鬥群可以在遠離本土,不依賴陸上機場遂行大規模的海空決戰;保護海上運輸航道的使用與安全 ,特別是給兩棲登陸作戰部隊提供海空掩護和支撐;協同陸基戰機共同形成與維持特定區域的空中優勢,奪取陸上戰爭的勝利;且平常常到熱點地區巡弋,在海上展示力量,達到震懾對手,阻止戰爭的目的

至於核動力航母的航程,可以說只要不更換核燃料,航母的航程可以用無限來形容,即核動力航母的航程是無限的,通過海上狹窄的通道時,只要航母能過去的話,那麼航母就能夠到全球任何任何地區,是其他常規動力需要不斷補充燃料的艦船所不具備的,一般說法以尼米茲級核動力航母,一次性加註滿核燃料以後,可以跑上40-50萬海里以上,實際上就是無限航程了。

遼寧號常規動力航母,可一次性加滿燃油8000噸,其中,90% 為艦用重油,10%是點火用的柴油,在18節常態航速時,能跑7000海里;因此,每次離港出遠門的話,需要大型綜合補給艦隨行,隨時準備為遼寧號補充燃油。

與核動力航母相比,常規動力航母的航程簡直可以忽略不計,是大國海軍想方設法要發展核動力航母最主要的原因之一,即跑得快跑得遠,航程幾乎無限量,想跑到哪裡就能跑到哪裡,核動力航母,就是強國海軍的戰略投送工具和對外展示武力的絕佳平臺。


國平軍史


核動力航母相對於常規動力航母最大的優勢就是續航力,世界上第一艘核動力航母是美國的“企業號”,於1961年11月25日服役,裝備8座A2W(W為Westinghouse西屋公司)壓水堆,總功率為28萬馬力(209MW),最大航速可達35節!相對於常規動力航母最多10000海里左右的續航力,“企業號”核動力航母第一爐料的續航力為20.7萬海里,相差20倍,此後的服役期間內,“企業號”還進行了3次換料,至2012年12與退役,共航行超過100萬海里!“小鷹號”大型常規動力航母的續航力約為1.2萬海里(20節經濟航速)

全球第一艘核動力航母“企業號”,首爐料的續航力超過20萬海里!

美國第二代核動力航母是“尼米茲級”,首艦“尼米茲號”於1968年6月開工建造,並於1975年5月3日服役,到2009年1月10日“布什號”服役,41年時間建造了10艘“尼米茲級”大型核動力航母。相對於“企業號”,“尼米茲級”航母更新了反應堆,採用2臺A4W壓水堆,總推進功率約為26萬馬力,略低於“企業號”,航速也降至約31節。雖然動力有所降低,但A4W反應堆的單堆功率更高、換料週期更長,平均換料週期約15年左右。按照20%的滿功率因子計算(這個因子可能比實際略低),“尼米茲級”一次裝料可以滿足3年全速航行的需求,簡單計算一下續航力就是31*24*365*15*0.2=814680海里,比“企業號”高出2倍以上!


滿載艦載機的“尼米茲號”核動力航母“尼米茲級”的最後一艘,10號艦“布什號”

美國最新的“福特級”核動力航母裝備整體性能相對於“尼米茲級”更進一步,不僅體現在其裝備了電磁彈射和回收系統、雙波段有源相控陣雷達等,核動力方面也革新換代!“福特號”核動力航母裝備2臺A1B新型反應堆,單堆推進功率達14萬馬力(104MW),雙堆共28萬馬力,與“企業號”航母一致,但由於噸位大112000噸,最大航速約為32節;除此以外,2臺A1B反應堆還可以為全艦提供最多達200MWe的電力,是美國也是全球性能最強勁的艦用核動力裝置。A1B反應堆設計壽命為50年,宣傳上說理論上為全壽期內不需要換料,但是個人認為其25年的中期大修應該是需要進行換料操作的。同樣按照20%的負荷因子,簡單計算“福特號”的續航力為32*24*365X*25*0.2=1401600海里,續航力為“尼米茲級”的1.7倍、“企業號”的7倍!美國最新的“福特號”核動力航母


“福特號”航母上的A1B反應堆

除了美國的核動力航母以外,還有1艘法國的“戴高樂號”核動力航母。“戴高樂號”滿載排水量約4.2萬噸,裝備2臺K-15改進型反應堆,總推進功率約76000馬力(約56MW),最大航速約27節。“戴高樂號”採用的是與其“凱旋級”戰略核潛艇相同的反應堆,單堆熱功率只有約150MWt,整體上與美國“企業號”裝備的A2W接近。雖然沒有關於K-15反應堆的換料週期的相關數據,個人估計應該在15年左右,再考慮“戴高樂號”低的可憐的可利用率,那麼其續航力估計最多也就在40萬海里左右。

法國“戴高樂號”核動力航母“戴高樂號”核動力航母上的K-15反應堆結構示意圖

從上述介紹可以看出,即便是半個多世紀前的“企業號”核動力航母,其一次裝換料的續航力也在20萬海里以上,相對於目前全球最先進的常規動力航母都高出20倍以上!如果再考慮核動力航母的高速部署能力,其續航力方面的優勢將更加明顯。關於核動力航母和常規動力航母的性價比,美國海軍做過詳細的對比論證,結果顯示核動力航母整個使用壽期內的花費要比同級別常規動力航母高出50%左右,但是正是考慮到核動力航母在快速部署和持續作戰能力方面的優勢,美國確定了只發展核動力航母的技術路線!見賢思齊,“摸著鷹醬過河”至少在路線上不會有什麼大問題。並肩航行的3艘“尼米茲級”核動力航母,核動力航母的優勢就是快速部署和持續作戰能力!

發展大型核動力航母,才符合大國海軍的建設需求


威吶解析


核動力航母的續航能力與核反應堆直接相關。

目前世界上只有美國和法國有在役的核動力航母。世界上第一艘核動力航母企業號系列目前已退役,美國目前有十艘尼米茲級核動力航母和一艘福特級核動力航母在役,法國有一艘戴高樂號核動力航母。

圖釋:企業級航母

企業級航母採用西屋公司研發的8座A2W型壓水堆,單臺功率35000馬力,首次換料週期三年半,我國三門核電採用的AP1000型商用壓水堆也由此公司設計製造。

尼米茲級航母使用兩座A-4W型號反應堆,A4W是A2W的升級版,仍由西屋公司供貨,單座功率130000馬力,總功率260000馬力,連續服役約25年就要經歷一次換料大修,換料大修時間長達36個月。

圖釋:A3W反應堆控制室,和上一代研究用反應堆控制室類似,比商用堆控制室要小很多

2017年服役的福特級航母,美國政府沒有采用西屋公司的A5W反應堆,採用了由貝提斯原子能實驗室研發的兩座A1B核反應堆,推進功率280000馬力,換料週期長達50年。

戴高樂號直接將核潛艇使用的反應堆搬上了航母,雖然安裝了兩座,但仍然有小牛拉大車的感覺,總輸出僅76200軸馬力,是全世界跑的最慢的航母,換料週期七年半,檢修時間將近佔了在役時間的一半。

那麼決定堆芯的壽期的因素是什麼?

決定堆芯壽期的因素有很多,主要因素就是燃料富集度和燃料裝載量。

核燃料富集度

燃料棒中有效的裂變成分是U235,但是天然鈾礦石中U235的富集度僅僅有0.7%,剩下的全都是U238,富集度就是指核燃料棒中U235與總的鈾核子的數量之比,燃料富集度越高,有效成分越多,壽期就越長。

圖示:燃料組件
目前國內核電站使用的核燃料富集度都不超過5%,一個壽期循環大概12個月到18個月。福特級和尼米茲級航母使用的核燃料濃縮度都達到了90%以上,有效延長了換料週期。

圖示:反應堆堆芯

燃料裝載著

核燃料裝載量越大,壽期當然也會越長,航母雖然空間比核潛艇大了許多,但畢竟空間有限,航母反應堆堆芯每座燃料裝載量一般不超過4噸,不到一個衛生間大小,相比於200多噸的大型商運壓水堆堆芯已經小了不少。

此外,反應堆運行方式,控制毒物的分佈都會影響堆芯壽期。

今天的科普就到這裡了,更多科普歡迎關注本號!


核先生科普


核動力航母的續航有多恐怖,其他艦艇制約的主要是油料的問題。

航母速度上去了,耗油速度有多快,油箱裡有幾個漩渦,呵呵?聽!瀑布的聲音


核動力艦艇制約其續航的主要問題就是他搭載的那些人能撐多久的這個問題

不做任何維護,航母自己也能跑個一年半載的不是個問題,但是上面的人可扛不住,啃上一週兩週的罐頭充其量是忍忍就過去了,但是啃上一年半年的?

信不信,結果就是尼米茲的一聲炮響,革命的水兵衝進了白宮?

如果考慮到食物飲水,以及艦載機消耗的燃油,消耗性零件等方面的補給需求的話,核動力航母與常規動力航母相比優點並不突出。

確實,使用核動力取消了常規動力航母所需要的大量的燃油儲存艙與燃油管線。但是是不是忽略了一個問題,那就是戰艦的隔倉,往往使用燃油作為體驗,從一來作為緩衝物,二來也是作為油倉,畢竟重油點著的難度還是挺大的。但是艦載機所使用的航空燃油?

你還記得大鳳號是怎麼死的嗎?當然了就算如此,沒有了所需要的燃油管線的核動力航母,相比於常規動力航母,他能搭載的艦載機燃料儲備量多的不是一點半點。不過,並不算質變

歸根究底,核動力帶來的是極速調動的能力,一個是跑上幾千海里就不行了,莫德燃油了,另一個是三十節航速一路狂奔,哪個到戰區的速度更快?


嘯鷹評


作為人類目前研製出來最有效的能源動力之一,在核反應堆的“帶領”下核動力航母的續航相比常規動力航母頗具優勢,續航能力簡直是一個天上一個地下!

美國1961年服役的第一代核動力航母“企業號”採用8座單臺功率35000馬力的A2W核反應堆(8臺總功率28萬馬力),以驅動4臺7500馬力的蒸汽輪機和32臺熱交換器,可以使9.4萬噸“企業號”航母飆到33-35節,一次更換核燃料可以續航40萬海里,相當於繞地球13圈。

而“企業號”航母在51年漫長的服役生涯中一共更換了4次核燃料,期間經歷了越南戰爭、海灣戰爭、阿富汗戰爭等多起戰爭,行駛總里程超過了100萬海里。100萬海里是什麼概念呢?

以咱們的“遼寧艦”為例,一次攜帶8000噸的重油,最大續航也只有3850海里(30節航速)-7000海里(18節航速),如果以5000海里的平均續航能力來算,“企業號”航母更換一次核燃料能跑40萬海里,就相當於節省了64萬噸重油!

當然了,“企業號”航母的核反應堆還只是美國50多年前的技術了,在經歷了“尼米茲級”航母的A4W型號反應堆之後,“福特級”航母所用的A1B型核反應堆更加強勁,只需兩臺就可以為航母提供28萬馬力的總功率,使得11萬噸的“福特級”航母飆到32節以上!

另外,“福特級”航母的兩臺A1B型核反應堆還有20萬千瓦的電功率,產生的電力是“尼米茲級”航母的3倍,可以滿足一艘“福特級”航母上包括電磁彈射器、電磁攔阻裝置、艦員生活用電以及其他各種電子設備的全部電力需求。

那“福特級”航母A1B核反應堆的續航能力有多恐怖呢?據說可以做到50年不用換核燃料,25年一換的A4W核反應可以使“尼米茲”航母續航100萬海里,那在2臺性能更加先進的A1B核反應堆帶領下,“福特級”航母跑150萬海里應該沒問題,更是能節省240萬噸以上的重油!

總之,核動力航母的續航是常規動力航母所無法比擬的,所以像這種超大型武器裝備還是用核動力更為經濟、強勁一些,等待我們的核動力航母出現吧!


天下布武


首先明確“續航”的意思,航空母艦的續航是指在加滿燃料,補充完彈藥,艦載機油料,生活用品所能航行的距離。由於核動力航空母艦採用的是核反應堆產生的水蒸氣,從而推動汽輪機做功,進而產生動力。好多人認為,核動力航空母艦的續航能力強就是因為不必像常規動力航母那樣進行加油。事實上,核動力航母的續航能力強弱。還與排水量,核反應堆的堆芯的更換時間息息相關。


排水量越大,核反應堆堆芯的更換時間越長,核動力航母的續航時間就越長!

隨著航空母艦排水量的增加,所搭載的生活用品,艦載機所用的燃油,武器彈藥也就會越多。航空母艦的自持力也就會越久,在較長的時間內不需要補給,從而增加續航能力。美國“尼米茲”級核動力航空母艦可以攜帶0.9萬噸—1萬噸艦載機所需的航空燃油,以及3000多噸各式各樣的彈藥,此外,還可以滿載足夠全航母人員使用近90天的食物。但是淡水問題不用擔心,都是隨艦淡化的海水。從“尼米茲”級核動力航空母艦的數據來看,在非戰爭狀態下,其續航時間高達90天。如果按全速前進,一天一夜不停地話,那續航里程就是90X55.56X24=120009.6公里。



但這只是“尼米茲”級核動力航空母艦的自持力,在隨航母戰鬥群出航的艦船裡面,至少還有一艘補給艦。美海軍現役34艘補給艦,包括4艘“薩克拉門託”級,2艘“供應”級,14艘“劉易斯和克拉克”級,14艘“亨利凱澤”級。當這些補給艦加入航母戰鬥群時,其續航能力又會大幅度提升。


相比而言,法國的唯一一艘“戴高樂”號核動力航空母艦僅能攜帶350噸左右的食物,以及500噸左右的武器彈藥。其續航能力僅為45天,換算為公里也就是45X1.852X27X24=54004公里。和“尼米茲”級的續航90天和12萬公里相比,可是相差甚遠的。畢竟“戴高樂”號航母的滿載排水量為4.2萬噸,“尼米茲”級航母的滿載排水量為10萬噸。




而常規動力航母的續航就比較短了!

一般來說,無論是常規動力航母還是軍艦都有一個經濟航速。在這個航速時,續航里程是最長的。

以我國“遼寧”號航空母艦來說,其可以攜帶8000噸重油。如果“遼寧”號航母以18節的經濟航速行駛時,其續航里程為16000公里。而美國“小鷹”級航母的續航能力數據是:當航速為30節時是7408公里。當航速是20節時,續航里程為2.2萬公里。

要知道,“遼寧”號航母的滿載排水量為6.5萬噸,“小鷹”號航母的滿載排水量為8.1萬噸。“戴高樂”號航母的滿載排水量為4.2萬噸,“尼米茲”級航母的滿載排水量為10萬噸。由此可知,即便是核動力航母的噸位小於常規動力航母,那續航能力也比常規動力航母強的多。



畢竟核動力航空母艦不需要加油,只要核反應堆源源不斷的工作,就可以為航母提供動力來源。所以說,這也是軍事強國想要發展核動力航空母艦的重要原因。事實上,我國對核動力航空母艦是志在必得的。因為隨著我國海外利益的擴大,需要一支強大的海軍去維護,但是海外基地又少的很。單純依靠常規動力航母的續航能力是遠遠不夠的,目前核反應堆的功率達不到航空母艦的要求。總不能學法國“戴高樂”號航母使用核潛艇的反應堆吧!(圖片來自網絡)


江山何沉


世界上有核動力航空母艦的國家只有美國和法國,把全世界歷史上的都算上美國自己又佔到全球的四分之三,可以說美國完全可以代表全球核動力航空母艦的最高水準。而核動力航空母艦最顯著的特點就是幾乎無限的續航,下圖為1963年5月美國“企業”號核動力航空母艦、“長灘”號核動力導彈巡洋艦和“班布里奇”號核動力驅逐領艦(後改為導彈巡洋艦)組成的“全核艦隊”,該艦隊在無需油料補給的情況下64天進行了3萬海里的環球航行

核動力艦艇的原理就是利用核反應堆產生的熱量將水變成高溫高壓水蒸氣,進而推動蒸汽輪機帶動主軸和螺旋槳工作,這點其實和傳統的鍋爐+蒸汽輪機動力是一樣的,只是產熱工具變成了更高端的核反應堆。而核反應堆的原理又是重核原子裂變釋放能量,這樣自發性的鏈式反應就源源不斷的產生巨大的能量。1千克鈾235完全裂變產生的熱量相當於2700噸標準煤,所以實際上核反應堆的產熱效率是遠遠高於傳統的燃煤和燃油,最終表現在續航上就出現了絕對優勢。

下圖是世界上所有出現過的核動力航空母艦的核動力系統數據,從這上面我們也能看出核動力航空母艦續航的巨大優勢。常規動力航空母艦的單次加油續航通常用海里表示,而核動力航空母艦則用年表示,通常來講核動力航空母艦的續航里程一般不會低於50萬海里。美國CVN-65“企業”號核動力航空母艦在51年服役生涯中更換過4次核燃料,其中1969年10月的第二次更換核燃料就足夠“企業”號跑50萬海里。而之後“尼米茲”級核動力航空母艦使用的A4W型核反應堆則可以保證至少80萬海里的續航,“福特”級的A1B則為140萬海里。法國“戴高樂”號因為使用的潛艇的K15反應堆,這種堆在“凱旋”級彈道導彈核潛艇上可以達到20年燃料更換間隔,但是用在航空母艦上就顯得比較弱,7年就要更換,最大續航不超過40萬海里。

對比使用蒸汽輪機的常規動力航空母艦,美國的“小鷹”級常規動力航空母艦雖然也是28萬馬力的輸出動力,但是單次續航能力只有12000海里/20節,如果航速持續在30節那麼續航則要縮短到4000海里,只有核動力航空母艦的1%的續航能力。而法國“克萊蒙梭”級常規動力航空母艦,7000海里/15節,也是遠遠弱於“戴高樂”號核動力航空母艦。

無需燃油這個優點對於航空母艦來說意義重大,因為可以大大縮減航空母艦行進補給的時間,畢竟加註五、六千噸艦用燃油需要花費數個甚至10小時以上,大大延緩編隊行進速度。而且核動力航空母艦因為不需要艦用燃油,所以可以將多餘的空間用來裝載更多的航空燃油和彈藥,提高艦載機出動次數。所以對於大國來說在經濟實力足夠的情況下還是偏向於發展核動力航空母艦。蘇聯在解體前也開工建造了核動力的11437“烏里揚諾夫斯克”號核動力航空母艦,只是最終沒有等到完工的那一天。

但是核動力航空母艦雖然自身續航可以達到50萬海里以上,但是艦上的人可受不了,考慮到艦上的食物、淡水資源以及艦員的心理和生理承受能力,航空母艦海上連續部署時間通常不會超過3個月,海外部署時間不超過32個月,有條件就要靠港修整補給。


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