圖釋：臨界計算涉及的參數材料和形狀。

航母對於空間和噪聲沒有潛艇要求高，但是也不能將潛艇用反應堆等比例放大後直接利用，如果將反應堆體積增大，就相當於設計了一個新的反應堆，核燃料的裝料量以及富集度就需要重新計算，還需要重新試驗，需要漫長的週期。

可以通過多安裝反應堆來彌補單個反應堆動力上的不足嗎

這個方法應該很多人想到了，一個反應堆設計出來後其最大功率已經確定了，功率不足，數量來湊，但實際上多安裝反應堆不是容易實現的。

首先，多安裝反應堆必然會帶來成本上的增加，還會增加後期維護費用，核動力航母三次維護的費用可以新建一艘航母。

圖示為核電反應堆和蒸汽發生器，航母用堆和這個類似，只不過體積更小，結構更為緊湊

其次，加入一座反應堆配置3具鍋爐（蒸汽發生器），如果採用四座反應堆就有12具鍋爐，如何平衡各個蒸汽發生器內蒸氣的產生量又是一大難題，增加了工程上控制系統的難度，並不一定能克服此項技術難關，因此實現起來有難度。

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核先生科普

核動力航母，是我們大家一直期待和關心的核心裝備。目前世界上只有美國、法國有核動力航母，而擁有核潛艇的卻有中、俄、美、法、英、印等多個國家。

潛艇核反應堆能放大移植到航母上使用嗎？答案是可以，但效果非常差。美、法兩國都做過嘗試，說起來都是眼淚。

核潛艇、核航母反應堆從原理上來說是相同的，都是成熟的壓水反應堆。高壓輕水從反應堆一回路中帶出熱量，在蒸汽發生器中變成高溫高壓蒸汽，推動汽輪機做功。

上世紀50年代，美國第一艘核動力航空母艦“企業”號，使用由核潛艇S5W反應堆基礎上發展來的A2W反應堆。因單堆功率太小（35000軸馬力），所以裝了8臺才將功率堆到28萬馬力。

當然，1臺大功率發動機和8臺小功率發動機並聯效果肯定不一樣。每一個反應堆都需要冷卻輸出管路，各堆間還存在配合聯動問題。8個反應堆佔了大量空間，浪費大量噸位，將企業號航母撐的又大又長，效果還一般。

▲“企業”號航母

所以美國只造了一艘就放棄了，轉而加大單堆功率。到第3代A4W反應堆，功率達到13萬馬力。在“尼米茲”上裝了2臺，26萬馬力讓10萬多噸的航母飆到32節。

法國也這樣幹過。“戴高樂”號航母裝備與“凱旋”級戰略核潛艇相同的k-15反應堆，單臺功率41500軸馬力。本應多裝幾臺，但造價太貴錢不夠只裝了2臺，導致航母先天心臟病，最大航速才25節，艦載機起飛都吃力。功率、航速甚至趕不上前一代“克萊蒙梭”級常規動力航母（12.6萬軸馬力，32節）。

▲“戴高樂”號航母

潛艇反應堆不能簡單移植到航母上原因眾多：

1、單堆功率小。潛艇受耐壓殼限制內部空間小，反應堆尺寸小功率也小。

“洛杉磯”S6G反應堆3.5萬馬力；“海狼”級S6W反應堆5.2萬馬力；“俄亥俄”級S8G反應堆功率最大，也不過6馬力。放到尼米茲航母上要4~8臺，數量越多結構越複雜，故障率越高，維護越複雜。誰家的航母也不想天天大修吧。

▲法國“凱旋”級核潛艇K-15反應堆艙段

2、反應堆發展方向不一樣。

潛艇強調隱蔽性、靜音性，反應堆首推自然循環。核潛艇有三大噪聲源：一回路主泵、減速齒輪箱、螺旋槳。

自然循環技術，讓核潛艇低速巡航時，不開主冷卻泵也能通過循環將熱量帶出來，噪聲大大降低。為提高循環效率，美英潛艇採用緊湊分散佈局，法國潛艇則採用一體化佈置。一體化反應堆取消管路，蒸汽發生器納入壓力容器內，體積小，循環效率更高。

▲一體化反應堆

但航母不考慮靜音，也不在乎一體化設計，人家需要能長時間運轉，大功率輸出反應堆，為艦載機提供支持。和潛艇反應堆的發展方向完全不同。

3、潛艇水下巡航多，工況變化小，反應堆低功率時間多。航母在水面航行，環境複雜，經常要全功率運行。

核潛艇反應堆輸出飽和蒸汽，蒸汽參數低，K-15堆蒸汽壓力2.5Mpa。而航母需要高壓過熱蒸汽，尼米茲航母的過熱蒸氣壓強達8.45Mpa。

4、核燃料更換是大問題。

核燃料更換時間與堆芯設計、燃料富集度有關。美英俄等國新一代核潛艇已基本實現“艦堆同壽”，服役期間無需更換。法國反應堆燃料富集度低，k-15反應堆每10年左右就要更換燃料。

航母噸位大，燃料消耗多。除“福特”級航母外，其餘航母都要定期換燃料，“尼米茲”航母約13年換一次。

換核燃料可不像加油那麼簡單，要將反應堆壓力容器拆開，潛艇耐壓殼拆除，才能用專業設備更換。

危險不說，時間還很長，核潛艇要3~5個月（加上排隊要1年），“尼米茲”換燃料加檢修長達35個月。“林肯”號航母換一次燃料，足足折騰了4年多才重新服役。

這還是航母專用堆，如果是N臺潛艇反應堆，那維護保養、更換燃料工作量可就大到不可想象了。所以美、俄艦用反應堆都是分開的，各自朝向不同的方向發展。

目前，壓水反應堆仍是艦用反應堆主流。等未來高溫氣冷反應堆、離子反應堆成熟後，艦用反應堆可以做得更小更安靜，效能更高，推動核潛艇、航母更快發展。

和風漫談

核潛艇上的反應堆理論上是不能用在航母上，因為功率不匹配，但是要強行用也是可以，就是會出現功率不足的問題。法國海軍就出現這樣的問題，戴高樂號航母使用的反應堆就是K-15一體化壓水堆裝置，從核潛艇上拿過來的。

結果發現功率太低，戴高樂號的最大速度最多27節，沒有達到30節以上的速度，與美軍航母相比最大速度差了3節以上。

法國海軍戴高樂一直存在這個問題，全部是靠美製C-13彈射器的發揮才勉強起飛艦載機，不然的話陣風戰鬥機起飛都是一個問題。所以核潛艇的反應堆不能直接拿來放在航母上使用，核潛艇排水量一般是大幾千噸，航母動輒4至5萬噸，完全不是一個概念。

航母的核反應堆還是要艦用的，重新研發，比如尼米茲級的反應堆就是雙堆設計，就兩個堆，比企業號的8臺A-2W節省了很大的空間。

兵器瞭望臺

能用在航母上，法國的“戴高樂”號航母用的就是2座凱旋級戰略核潛艇的K-15核反應堆，每座熱功率150兆瓦。但是反應堆本身不能用來直接驅動推進軸，而且反應堆的熱效率比較低，所以和蒸汽輪機配合，實際能夠用於最終驅動推進軸的軸功率只有61兆瓦，也就是82000軸馬力，這對於4萬噸級的航母來說，功率太小了，所以“戴高樂”號的最大航速只有27節。

雖然增加反應堆的數量也能讓軸功率達到比較滿意的程度，例如美國的“企業”號航母但年就裝了8座A2W反應堆，但是這樣會帶來核動力系統的複雜化。所以，這種做法對於航母來說並不可取。所以美國尼米茲級核動力航母就採用了2座A4W反應堆，每座熱功率550兆瓦，這樣2座反應堆最終轉換成可用於推進的總軸功率達194兆瓦，相當於26萬軸馬力，這是“戴高樂”號航母遠遠無法相比的。

所以，現在要發展核動力航母，必須研製專門的艦用反應堆，而不能用核潛艇的反應堆去湊合。（S）

聯合防務

理論上可以，實際航母反應堆要求更高。主要是航母反應堆對功率要求更高，其次寸土寸金，對緊湊性要求更高。最後體型巨大，很容易被敵方發現並打擊，對安全性要求也更高。

另外，雖然核航母有很多優點，可是缺點也很明顯就價格昂貴，使用維護成本也高。相對常規航母更經濟實惠，所以是否使用核航母，不僅僅是技術問題，還包含經濟問題。

千里尋豬

核動力航母的反應堆不同於核潛艇的反應堆，要求功率是很大的，而核潛艇的反應堆用在航母上功率輸出根本不夠！歷史上第一艘核動力航母“企業號”使用的A2W型反應堆，就是當時“華盛頓級”核潛艇所使用的S5W反應堆改進而成，但在計算總功率的時候需要安裝八座才能滿足要求，由於“企業高”是帶有實驗性質的航母，美軍咬牙將八座反應堆安裝進去。
圖片上就是“企業號”航母所用的A2W反應堆，結構設計比較簡單，就是一座“清水反應堆”而且燃料棒的U235含量在35%，遠低於1990年代後的全壽命反應堆的93%以上。

雖然八座反應堆是安裝進去了，總功率也達到設計要求了，但是過多數量所帶來的安全問題、維護保障問題、使用費用問題讓美國海軍頭疼不已！“企業號”的一生都很少參加美國海軍的軍事行動，因為使用費用遠高於“尼米茲級”核航母和“小鷹級”常規航母。
退役後等待拆解的“大E”，據說要耗時10多年，八座核反應堆的處理實在是難上加難的問題！

“企業號”的不堪用讓美國海軍痛定思痛，在“尼米茲級航母”項目時，單獨研製了A4W型核反應堆，總體性能大大的超越了A2W，設計更加的複雜和緊湊，僅用兩座就實現與企業號總功率相當！而且在1990年代中期建造的幾艘更是使用武器級的核燃料棒，基本上達到了“全壽命”，使“尼米茲級”幾乎在整個服役期內不用開膛破肚的去更換核燃料。

“尼米茲級”所用的A4W反應堆的結構圖，其先進性遠超“企業號”所用的A2W。

法國海軍當初上馬“戴高樂號”航母的時候軍費開資是遠遠不能和美國海軍相比，沒錢還要“有架子”，由於艦用“核反應堆”法國沒有絲毫的經驗（美軍除了核航母之外，還有多型核巡洋艦，這就給水面艦艇的反應堆設計積累了不少的經驗）加之研製費用巨大，法國只得使用“凱旋級”戰略核潛艇上的反應堆，移到“戴高樂號”上充數。

其實“凱旋級”所使用的K–15是先進的核反應堆，但“凱旋級”的排水量在16000噸，而“戴高樂號”排水量4萬噸，即便是使用了兩座K–15也沒使它的航速提高，反而是經常性的輸出最大功率使得核燃料棒消耗太快，本來設計的是10年左右，理論上夠“凱旋級”用一輩子，但是到了“戴高樂號”上只能用7年時間！
由於反應堆輸出功率低，“戴高樂號”沒有實現27節的最高航速，只能維持在25節，航速低起不到多大的“甲板風”，艦載機起飛需要彈射器釋放出最大蒸汽量才能將“陣風”滿負荷彈射。

總之，從“企業號”和“戴高樂號”使用了戰略核潛艇用反應堆的效果來看，實在是不盡如人意！看來想要“投機取巧”確實不行，武器裝備就是這樣，你“糊弄它”，它最終發揮的作戰效能就會很差。

皇家橡樹1972

可以用，但是不適合。核潛艇和航母的使用環境不一樣，受到艇體尺寸的限制，以及對靜音等的要求，潛艇反應堆的尺寸和功率一般較小。而航母的尺寸、排水量、所需航速及蒸汽量等方面決定了所用的核反應堆對功率要求較大。非要裝的話，也就是能用，但不夠用。

其實，除了美國外，其他國家唯一在役的核航母-戴高樂號，用的就是兩臺凱旋級核潛艇用的k15反應堆，但是功率只有約8萬馬力。

受到功率的限制，3.8萬噸的戴高樂號航母的航速只有25節（也有說27節的），無法進行高速機動，長時間蒸汽彈射的效率也大打折扣。

相比之下，10萬噸級的尼米茲號航母用的也是兩臺反應堆，但是總功率達到26萬馬力。

這使得尼米茲級的最高航速可以跑到30至31節。但是，即便如此，據說其四臺彈射器連續工作16分鐘後蒸汽壓力便不夠，需要消耗25分鐘補充。可想而知戴高樂號上那兩個小堆就更窘迫了。

深藍防務

核潛艇堆用在航空母艦上不是說“能不能”，只是“適不適合”而已。如果非要用也不是不可以，只是不太盡如人意而已。下圖為“企業”和“戴高樂”的在2001年5月16日在地中海編隊

網上一直流傳著“核潛艇堆根本不能用在航空母艦上”，並且把25節航速的法國“戴高樂”號核動力航空母艦為例。但是你們為什麼不拿美國“企業”號當例子呢？美國的“企業”號採用的是A2W型核反應堆（單臺3.5萬馬力），是以S5W潛艇用核反應堆基礎上發展而來的，“企業”號最高航速可以達到37節，並且足夠驅動4條蒸汽彈射器的工作。為什麼法國的“戴高樂”號就不行呢？因為法國裁減了“戴高樂”的核反應堆數量，原本“戴高樂”計劃使用3臺K15潛艇用反應堆（單臺4.1萬馬力），也就是設計輸出功率達到12萬馬力以上（“克萊蒙梭”級就達到12萬馬力的功率，可以達到32節航速），對於4萬噸的航空母艦來說這個動力應該說足夠了。然而問題就是因為經濟問題裁減了1座K15反應堆，這樣輸出功率降到8萬馬力，所以就出現了動力不足的情況。說白了，“戴高樂”造成今天這個局面是因為堆數量不夠用。所以，核潛艇堆不是不能用在核動力航空母艦上，如果想用那麼用著也不是不可以。下圖為“戴高樂”K15反應堆

對於航空母艦的動力來說，關鍵就是能不能達到需要的輸出功率，只要能達到預定輸出功率那麼你用什麼那是另一回事，用燃油鍋爐也可以。比如上面提到的“戴高樂”號，他的設計是12馬力，最終是8萬馬力，也就是說從根本上就沒達到設計要求，至於用3座4萬馬力的堆還是2座6萬馬力的甚至1臺12萬馬力的堆其實都可以。再比如“企業”號，單堆功率小那麼就用數量來湊，8臺3.5萬馬力的A2W堆可以達到28萬馬力的輸出功率，用起來綽綽有餘。所以能不能用關鍵就是在實際能不能達到設計要求，如果能達到那麼就能用，如果不能達到那麼就是有缺陷，哪怕專門設計的航空母艦用堆只要達不到要求那麼也是“白瞎”的。下圖為“福特”級裝備A1B反應堆

當然了，我開頭也說了：能不能用是一回事，適不適合是另一回事了。核潛艇堆移植到航空母艦上確實能用，但是不一定就是最適合的：

1.單堆過於吃力，降低壽命。核潛艇的噸位通常都控制在2萬噸以下，上面提到的K15核反應堆是用在法國“凱旋”級戰略導彈核潛艇上的，而“凱旋”只有不到1.5萬噸的水下排水量。這些潛艇用核反應堆推動這些“小不點”還算遊刃有餘，但是推動數萬噸的航空母艦就顯得很吃力了，最終只能靠數量來堆總功率。單堆長期在這種高負荷的情況下工作也對壽命或多或少有影響。

2.佔用空間過大，浪費噸位。上面提到了單堆功率小隻能用數量來湊，“企業”號使用了8臺A2W型核反應堆達到設計指標，但是這麼多核反應堆佔據了大量的艦體空間，嚴重壓縮了航空燃油、彈藥的攜帶量。艦體本身為了遷就這8臺核反應堆也進行了專門設計，“企業”號的長度達到了342米，到現在為止仍然是世界上最長的航空母艦。這種噸位和空間上的浪費有點“得不償失”。

其實航空母艦堆和潛艇堆追求的方向不同，在設計上自然不太適合互換。潛艇堆一方面是受到潛艇內部空間的限制，對反應堆大小和功率限制住了。另一方面是噪音，因為反應堆一回路循環泵的噪音是潛艇重要的噪聲源，所以核潛艇堆設計的時候對噪音控制非常苛刻。但是航空母艦堆追求的功率和持續工作時間，對噪音不需要講究太多，空間也沒有核潛艇那麼緊張，所以直接拿來用其實不太合適。下圖為“海狼”級動力艙段，使用的S6G反應堆4萬馬力，不及“尼米茲”級的A4W的三分之一

所以在航空母艦核反應堆上，美國人在建造了“企業”號之後就放棄了直接用潛艇反應堆作為航母動力。在之後的“尼米茲”號航空母艦設計中，美國人最開始計劃使用4臺核反應堆，但是最終實際只用了2臺A4W壓水堆，單臺功率達到13萬馬力。之後的“福特”級也是2臺13萬馬力的A1B壓水堆。下圖為紅框的就是“企業”的A2W反應堆和“戴高樂”的K15反應堆，藍框的是美國發展的專用航空母艦堆

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原理可以用，但潛艇的直接裝到航母上有以下缺點：

1、功率小。潛艇噸位與航母差五到十倍，同樣功率顯然不可能滿足需要，再加上航母上彈射器大量的蒸汽需求，更加捉襟見肘。

2、要求有所不同，航母上的空間相比潛艇相對寬裕，可以佈置許多附加設備，此外降噪設備在航母上的要求也沒有潛艇上苛刻。

還有很多，但都不是主要因素了。

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不是不能用，而是不合適。法國戴高樂號就是用的潛艇反應堆。

潛艇反應堆注重靜音和穩定，而且潛艇往往自重不大，對反應堆的功率要求並不算高。反觀航母，反應堆除了要把數萬噸甚至十萬噸級的艦船推到三十節以上高速外，還要滿足彈射器的緊急彈射需求，所以潛艇反應堆功率要遠弱於航母用的反應堆。

法國戴高樂號航母最初受技術限制沒能搞出來艦用反應堆，於是就上了核潛艇的反應堆。結果最大速度只有二十八節，同時因為蒸汽還要帶動蒸汽輪機為全船提供動力，在緊急彈射時彈射兩架飛機用掉的蒸汽就能讓全船半癱瘓。

真要強行使用也不是不行，拆掉一部分艙室或者機庫，騰出來空間給反應堆機組用，只不過航母戰力就要降級成載機巡洋艦罷了，也就是得不償失。

關鍵字: 航母 反應堆 武器