12.14 常規航母使用電磁彈射器後的動力選擇問題

上回書說到常規航空母艦的動力主要是增壓鍋爐,柴油機和燃氣輪機,但是燃氣輪機雖然加減速性能好,體積小,但是存在進氣道和排氣道體積過大的問題,航空母艦的兩道需要很多曲折路經,這樣就佔用了大量的航母內部空間,所以之前很少有航母採用燃氣輪機。

USnavy的航母使用鍋爐實際上和使用核反應堆原理一樣,因為蒸汽彈射器在使用時需要消耗大量的水蒸氣,同時高壓蒸汽可以推動汽輪機轉動進而帶動螺旋槳轉動,於是自二戰以來,其航母就是增壓鍋爐/核反應堆配汽輪機的動力組合直到福特級。蘇聯航母屬於這種思路中的例外,烏里揚諾夫斯克號原來有蒸汽彈射器,但是其為核動力,則鍋爐就被取消了。她的前型沒有彈射器的庫茲涅佐夫級依然採用了鍋爐和汽輪機組合,可以理解為何現代級驅逐艦的動力思路一樣——燃氣輪機產能不足,同時要儘可能的驗證核動力航母除了核反應堆外的其他動力設備的性能,故而裝上了增壓鍋爐,實際上庫茲涅佐夫級也有柴油機。

常規航母使用電磁彈射器後的動力選擇問題

兩臺LM2500正在被吊裝近提康德羅家級巡洋艦,個人以為這種燃氣輪機對於軍艦是最適合的,勝過MT系列。


現在,燃氣輪機性能越來越好,故而也有很多通甲板大型軍艦裝備了燃氣輪機,這些軍艦要麼有兩個艦島,要麼就是見到很長,可以同時容納進氣和排氣設備,同時大部分都帶有或大或小的外飄,例如女王級就把空氣處理設備裝在了外飄裡。

未來,只要有可能就要在航母上裝備電磁彈射器,電磁彈射器以福特級為例,需要在45秒內完成484MJ的儲能,暫且不論儲能設備的強弱,484MJ的能量就需要一臺17000馬力的柴油機最大功率連續不停工作45秒,如果未來003有兩臺這樣的彈射器,則需要1臺大功率柴油機不停地工作,在軍艦動力艙裡佔據了很大的空間,如果使用一臺LM2500那樣的燃氣輪機,考慮到功率損耗也完全滿足兩部電磁彈射器的能量需要。

常規航母使用電磁彈射器後的動力選擇問題

女王級一共裝備了4臺這樣的柴油機,但是該型柴油機相對於德國同級別的柴油機,輸出還是少了不足兩千馬力。


女王級的動力是2臺MT30燃氣輪機和4臺Wartsila38柴油機,燃氣輪機提供40MW的動力,柴油機提供11.6MW的動力,雙軸雙槳,但是航速卻只有最大25節,未來可能和戴高樂號一樣。考慮到女王級沒有裝備電磁彈射器且我軍未來航母要比女王級大,所以這種動力設置無論是推動未來我軍大型航母的彈射器還是軍艦航行都是不夠的,這就需要在動力艙裡增加動力設備,增加一臺燃區論及可以滿足電磁彈射器需求,在增加一臺就可以保證軍艦以32節的最該航速航行了。

常規航母使用電磁彈射器後的動力選擇問題

通用為女王級生產的永磁電動機,使女王級省去了很多傳統的傳動設備,能量損耗大大降低,空間佔用減小。


因為全電推進省去了龐大的傳動設備,也就省去了很多不必要的功率損耗,所以不足28萬馬力也可以讓軍艦有較高的航速並帶動電磁彈射器。至於增壓鍋爐就可以考慮省去了,未來航母不需要大量的蒸汽來推動彈射器。

所以柴油機和燃氣輪機並不是舍一取一,因為燃氣輪機能量密度大卻因進出氣設備太佔空間,柴油機的相關設備佔空間較小卻能量密度小,故而軍艦要權衡空間和輸出功率,保證在達到額定功率時又能佔用空間最小。


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