03.02 如何評價001A型國產航母動力系統?

隨風2060456


真是巧了,剛還在群裡討論航母的蒸汽輪機動力,就看見推送的這道題,果然頭條有“毒”啊……

首先,第一個來講,001A是以前的說法,現在國產航母統稱為002型,採用的動力系統目前還未知,但天真猜測不出意外,仍然是以遼寧號為基礎的8臺燃油鍋爐+4臺“現代級”GTZA-674為參考的TB-12(有一種說法是為老的TB-8,但無論那種,天真都沒看到官宣)


航母用蒸汽輪機,其實一點都不奇怪,不論常規動力還是核動力其實都是需要蒸汽輪機的,常規動力就不用說了,蒸汽輪機技術難度低、馬力大、維護保養難度相對更低,同時使用費用也便宜(畢竟是用的是便宜的重油)。


而核動力用蒸氣輪機的原因則是,核動力其實提供的是“熱能”,而核動力“熱能”變換成動能還需要核動力加熱水蒸氣去推動蒸汽輪機,來帶動傳動軸,和蒸氣彈射的關係其實很小,因為有沒有蒸氣彈射都需要蒸氣輪機,美國最先進的“福特級”用目前最流行的電磁彈射,也需要蒸汽輪機。

而唯一的區別是,核動力不需要考慮蒸氣輪機那麼多的缺點,比如熱效率低、體積巨大、啟動速度慢等等。

尤其是熱效率低的問題,在常規動力上尤其明顯,所以現在主流的民用船舶都是燃氣輪機和柴油動力,只有少量比LNG“天然氣”船用蒸汽輪機,畢竟LNG的蒸汽輪機是靠自身蒸發的天然氣作為動力的,相對來說成本更便宜一些。

而目前蒸汽輪機的發展趨勢是“聯合循環”,也就是(燃氣-蒸氣聯合循環)用燃氣輪機-鍋爐-蒸汽輪機的組合方式來提高熱效率。

這方面國內做的不錯,起步也早,有一種說法是鬼子“川崎”燃氣輪機技術天下第一,其實那都是某些“精日”忽悠人的,就和拿數碼相機來說鬼子光學第一,一樣的不靠譜,鬼子的蒸汽輪機主要都是LNG的民用機,並且是兩衝程,(有時天真都懷疑拿玩應到底是不是蒸汽輪機,畢竟蒸汽輪機沒有衝程,蒸氣機才有。)


最後的最後,小夥伴看都看了,點個關注唄……謝謝嘍!


武備趣科普


001A,現在正式更名002型,考慮可能是中國第一型航母的原因,就技術源頭來說,迥然有別於001級,因稱為002級,也是不錯的。002使用與001A完全相同的動力系統,即4臺以453型蒸汽輪機為基礎研製的單機最大輸出功率7萬馬力的蒸汽輪機,具體叫什麼型號,因還未公佈,不知道。專家的說法是,全新設計。說到蒸汽輪機,現在的設計不同於過去,早已不是瓦特改進的單級往復式,已經從水汽能量轉換為渦輪轉動,稱為渦輪蒸機,當今世上80%的核電,都是由渦輪蒸汽機所產生的。船用蒸汽動力,不只驅動螺旋漿,還用發電的功能,美國的航母用於彈射飛機。我們知道,453的技術基礎來自前蘇聯的TB-8,功率為3.6萬馬力,其改進型TB-12功率為4.5萬馬力,用作俄羅斯“庫茲涅佐夫”號航母,遼寧艦的前身“瓦良格”號本來也打算使用4臺TB-12,我國改造時即用了我們自己的,一說購自烏克蘭閒置的4臺GTZA TB-12-4,也不無可能,“世界上沒有真正的垃圾,只有放錯地方的寶貝”嘛,不過就沒看見過遼寧艦滾滾濃煙喲。改變自002,使用了我們自己的動力。

▲到底誰沾了誰的光?有些人沒事愛琢磨,總能把技術源頭無限上溯,要這麼弄的話,美蘇所有先進的導彈,都得說來自V2火箭,這種說法,誰能表示贊成?可以說453型有點師承,畢竟在人家技術基礎上起的步,實事求是,沒有問題,而現在一具只有4.5萬馬力的蒸汽輪機,非要和7萬馬力的攀扯什麼親戚,到底是誰沾了誰的光呢?更可樂的是,有人還往現代級的動力上琢磨,以為沒有引進的“現代”級驅逐艦,遼寧艦就如何,不是這樣。說到引進的“現代”級,動力來自GTZA-674型蒸汽輪機,被認為是TB-12的改進,是不是不知道,有“中國航母之父”的劉華清將軍在視察我國蒸汽機廠的時候,看到了他們的日子難過,催促有關部門投了資,可以說眼光獨到,將軍正是將軍,沒有將軍這一招,即沒有今日的航母動力。借鑑參考誰都會,不獨我們自己。非要說得什麼技術獨創性,說到底還是不自信罷了,這毫無任何意義。

▲動力先行。航母發達國家都是從蒸汽機上走過來的,包括美國“小鷹”號。蒸汽輪機不是不好,它馬力大,安全可靠,易於維護保養,使用費用也便宜,但也有啟動慢,體積大的缺點,所以後來就有了燃-蒸聯合循環型,這方面我們還可以,大功率燃氣輪機已經成功地使用在055大麴上。英國“女王”級,使用燃柴混合的方式,從使用的效果看,似乎不錯的。核動力是方向,美國率先用之“尼米茲”,使用西屋公司兩個A4W壓水堆,輸出功率26MW,來驅動4臺蒸汽渦輪機,“福特”級採用貝蒂斯兩具A1B反應堆,驅動力略高於“尼米茲”級。核動力最不成功的是法國“戴高樂”號,由於使用核潛艇的改進型反應堆,熱功率偏小,跟不上趟,因是再造航母,仍考慮使用傳統動力。未來003無論採用何種方式,從現在看,都已具備了使用條件。

▲航母成了。003將採用核動力,電磁彈射,全電推,一步能到位,作為裝備專家的局座,退了休有點感到吃驚,其實毫不用奇怪,我們建立厚實的技術基礎,踮踮尖可以夠得著,能用幹嗎不用?落後不是我們的專利,有了動力,中國航母發展已綻現出明朗的技術曙光,不再為動力發愁,並且配合優秀的電磁技術,能做得更好,去除掉影響佈局的傳動軸,空間佈置更充裕,可以多載飛機,艦員生活設施佈置更優秀。經過了16年發展,走過了航母大國百年的路,都感進步神速,要在我們的實現基礎大不同,這種速度不只在國內為之歡欣鼓舞,就是在國外,也多使人感受變化進步之快。比如我們無紙化設計,模塊組裝,使用的大型龍門吊,英國都要向我們進口,印度不好意思向我張口,開始賭氣不用,用了日本的小傢伙,結果發生事故,於是乖乖接受了教訓,把英國二手的中國造龍門吊,以兩倍的價格買走,英國看似沾了便宜,再用時就沒有了,呵呵。


魂舞大漠


國產航母的動力系統可不是吹的,對於中國來說已經十分不錯了!

W君很少用這種語氣說話,但對於國產航母的動力系統還是需要點讚的!因為有這樣的動力系統存在,國產的核動力航母基本上不是什麼太大的技術難題了。

航母的動力系統由兩部分組成,第一是鍋爐第二則是蒸汽輪機。

咱們先說國產航母的重油鍋爐:

重油鍋爐是國產航母的動力中心,負責燃燒航母的燃料——重油,產生熱量加熱水形成高溫高壓的水蒸氣推動蒸汽輪機運動。


在重油鍋爐上我們在國際上是No.1的。中國航母上使用的是超超臨界鍋爐系統。注意啊,這裡有兩個“超”字並不是打連了。


所謂的超臨界鍋爐是將水加熱到臨界點的溫度以上,臨界溫度蒸汽的溫度可以達到374.15度高溫,同時壓力可以達到22.129MPa。而超超臨界鍋爐系統的水蒸汽溫度是593度起、壓力是31MPa起。在這種超超臨界狀態中的水單位體積的壓力最大質量最大。

簡單解釋下超臨界:

正在的液體和在加熱的時候,可以產生蒸汽,如果壓力和溫度不夠高的話,即便是液體沸騰也是兩相共存的狀態;繼續加壓加溫,液體和氣體之間的界面就不明顯了,這時到了近臨界狀態;再繼續加溫加壓,在一瞬間液體和氣體完全沒有分割了,這就是超臨界狀態。

在超臨界狀態下液體和氣體在空間內混合具備大量的能量。


國產的超超臨界鍋爐應用在航母上為航母的蒸汽輪機提供了強大的能量來源。

而國產蒸汽輪機則完全可以適應超超臨界狀態的蒸汽沖刷。

這和我們的材料技術和蒸汽輪機設計息息相關。

國產航母的蒸汽輪機技術現在已經全部國產化。這些蒸汽輪機和動力總成以及發電機鏈接為航母提供強大的動力(至於怎麼連的,W君之前的問答裡說過了,就不細說了)。


這樣的一個結果就是,如果我們的核反應堆可以正常輸出熱量,那麼航母的動力系統就可以直接更換核反應堆。


所以說中國搞出來的這個航母動力系統,已經直接為國產和動力航母鋪路了。核反應堆的澎湃能量國產航母系統是可以完全有能力接收和轉化成航母動力的。



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軍武數據庫


白色部分為英國航母採用的MT-30燃氣輪機總成,體積十分小巧


目前全世界的航母主要分為三種動力方式,核動力、燃氣輪機動力、蒸汽輪機動力。其中核動力跟蒸汽輪機動力的航母都是採用蒸汽輪機來推動,區別僅僅只是產生蒸汽的路徑不同。蒸汽輪機常規動力航母是利用鍋爐來加熱水產生高壓蒸汽,而核動力則是通過反應堆的熱能來加熱水形成高壓蒸汽。


圖為蒸汽輪機點火


首艘國產航母001A(如今應該叫002)毫無疑問,採用的是常規蒸汽輪機驅動。按照遼寧艦的模式來看,應該是8臺鍋爐外加4臺國產TB-12蒸汽輪機。總功率20萬匹馬力左右,可以支撐遼寧艦以30節的速度航行,基本上是中規中矩。


圖為蒸汽輪機結構圖


但是蒸汽輪機有一個非常嚴重的缺點,那就是體積龐大。常規動力加蒸汽輪機推動是所有現代戰艦推進系統中最笨重的一個,首先四臺蒸汽輪機的所佔體積就要超過英國伊麗莎白級航母的動力體積,在加上鍋爐等設備,佔地面積十分大,因此航母的抗損性能不是很好。


但是蒸汽輪機也有優點,經過近百年的發展,蒸汽輪機已經已經十分可靠,不像燃氣輪機那麼精密,無故障時間長。最重要的是蒸汽輪機採用鍋爐加熱來產生蒸汽,所以理論上什麼燃料都能燒,甚至是煤都可以。做為國產第一艘航母,採用蒸汽輪機是比較穩妥的表現。

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區域拒止


001A型國產航空母艦就是中國建造的第一艘國產航空母艦,這是一艘在遼寧號的基礎上改進而來的常規動力航空母艦。001就是遼寧號航空母艦,這是我國在從烏克蘭引進的瓦良格號的基礎上改建而來,在引進瓦良格號的時候該船舶的動力系統已經安裝到位,包括各種鍋爐和蒸汽輪機,以及發電機等。在我國工程技術人員的努力之下瓦良格號航空母艦獲得了新生,這就是中國海軍的第一艘航空母艦遼寧號。

001A型國產航空母艦的船體和是和001一樣的,都是採用滑躍起飛的模式使用艦載機,而且在動力結構上也是類似的。001A使用的是國產的鍋爐和蒸汽輪機,世界上國產鍋爐和蒸汽輪機的技術也是非常先進的,我國051系列驅逐艦使用的就是鍋爐和蒸汽輪機,通過合理的設計使得051系列驅逐艦的最高速度是國產所有大型水面艦艇中是最快的。

我國在蒸汽動力上是具備相當的實力的,之前引進的現代級驅逐艦也是使用鍋爐和蒸汽輪機的艦艇,在使用和維護上我國都沒有任何問題。我國在汽輪機制造領域具備了世界的先進水平,包括各種電站使用的汽輪機都是我國自己建造,另外核潛艇上使用的蒸汽輪機也是如此。

蒸汽輪機的效率是非常高的,鍋爐配合蒸汽輪機不是落後動力的代表,實際上包括美國海軍的10艘尼米茲級航空母艦也是採用蒸汽輪機驅動的,不過只是產生蒸汽的是核反應堆而已。所以說國產001A使用鍋爐和蒸汽輪機是沒有問題的,我國在蒸汽輪機上的技術具有世界先進的水平。


航空視界


001A型航母現在應該稱為002號航母,以前稱之為001A航母是因為覺得新下水的航母是001號遼寧艦的微改型,現在下水之後覺得與比遼寧艦先進,所以給了新的編號002,002航母是我國真正意義上的第一艘航母,完全是我國生產設計的航母,其排水量達6.5萬噸,在國際上屬於重型航母。

002航母的動力系統應該與001航母在動力上並無差別,採用了TB-12蒸汽輪機,也有傳聞使用453型蒸汽輪機,但是453蒸汽輪機的功率只有3.6萬馬力,而TB-12有4.5萬馬力。002號航母的動力系統由4臺蒸汽輪機、8臺增壓鍋爐、4軸推進等組成,總功率達20馬力。可以讓002航母的航速達30節。



很多人覺得采用蒸汽輪機動力是比較落後的動力,但我說蒸汽輪機並不落後,而且在未來一些時間內蒸汽輪機動力仍然是航母的首選動力。準確的說現在的航母動力只有兩種,分別為蒸汽輪機與燃氣輪機,而且燃氣輪機作為航電動力也剛出現在英國伊麗莎白女王號上,其真正能否實用現在仍未可知。


也有人說美國用的是核動力航母啊,那個才是先進的動力,但我告訴大家,核動力與蒸汽輪機最大的區別是蒸汽輪機用重油燒水形成蒸汽驅動航母,而核動力是用核裂變過程中燒水形成蒸汽驅動航母。說的簡單點就是燃料的不同。

當然核動力的優勢我們也不否認,核動力在動力體積,使用成本上有優勢,但我們現在沒有合適的核動力,總不能學法國的載高樂號吧,動力功率嚴重不足,最大航速只有24節。燃氣輪機的缺點就是由航空發動機改進的,在不同空氣密度下發揮的馬力也不同。



雖然現在蒸汽輪機有體積大、成本高的缺點,但我們只有成熟的蒸汽輪機使用,總不能因為不是核動力便不發展航母吧,而且蒸汽輪機由於出現時間長,穩定性高,這對我們剛發展航母也是有好處的。


墨天工


001A型航空母艦是中國人民解放軍海軍的一型常規動力航空母艦,是中華人民共和國自主設計、研發、配套、建造的第一型航空母艦。

該艦於2013年11月19日在中國船舶重工集團公司大連造船廠開工建造,2015年3月開始船臺搭建,2017年4月26日出塢下水。下水儀式後該艦將開始舾裝。

正在棲裝中的001A

該航母的設計基於蘇聯的庫茲涅佐夫級,因為中國的第一艘航母遼寧是由一艘不完整的庫茲涅佐夫級船隻建造的,而001A則是遼寧的一個精製版本。

遼寧號

與遼寧相比,它略有修改和升級,雷達改進,彈藥和燃料儲存容量增加,允許其運載的飛機數量超過遼寧(估計為30至40架飛機和直升機)。長約315米,排水量約55,000噸。

該船由常規燃油鍋爐驅動,配備4臺總動力20萬匹馬力的蒸汽輪機,這些蒸汽輪機來源於安裝在遼寧的蘇聯設計。

蒸汽輪機

蒸汽渦輪發動機是一種擷取蒸汽之動能轉換為渦輪轉動之動能的機械。相較於原由詹姆斯·瓦特發明的單級往復式蒸汽機,渦輪蒸汽機大幅提高了熱效率,更接近熱力學中理想的可逆過程,並能提供更大的功率,至今它幾乎取代了往復式蒸汽機。使用渦輪蒸汽機發電的電廠叫做熱電廠,其特別適用於火力發電和核能發電,世界上大約80%的電能是渦輪蒸汽機所產生。船舶領域主要用於大型艦船。


鼎盛成寧


根據化工廠用的大型高壓鍋爐(100噸蒸汽/每小時),蒸汽輪機,煙囪規模,再結合船用超大型曲軸、變速箱和推進螺旋槳等全部動力系統,八臺鍋爐組成的航母動力系統應該佔據了航母內部很大的空間,估計機庫下方空間全部用來安置動力系統,燃料儲存系統和彈藥庫,參考以往設計經驗,八臺鍋爐應該是按照兩列四縱佈置,再配備六臺大型蒸汽透平機組(四開兩備模式),可以產生持久動力驅動推進系統,整個動力系統配置極為複雜,因此001A型航母採用原遼寧艦的動力系統應該是不得已之舉,國內之前並無相關研發經驗只能採用已有動力系統,這套系統應該不能算先進但可靠性好且不用配備輔助燃氣輪機應該是烏克蘭八十年代的產品,技術升級空間不大隻能等後續核動力航母的技術發展升級!


無憂谷逍遙子



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