科學蜜語
看似柴油機比蒸汽輪機好,但是實則潛藏巨大的危險性。有安全、經濟、和空間的考慮。
航母是一個巨大的海上移動機場,其內部不光有巨大容量的機庫還有油庫,這說明了什麼情況?說明了航母就是一個易燃易爆的物品儲存倉庫,這在作戰中極其不利在早起航母被髮明的時候,航母上收到攻擊經常爆炸起火那麼為了減小附加傷害,最有效的途徑不是減少易燃易爆炸物品的攜帶量嗎?
根據柴油與汽油的燃點,一般情況下認為柴油燃點是220攝氏度,而汽油燃點是427攝氏度,所以汽油與柴油都是屬於易燃物品,那麼你肯定又會問戰機用的燃油難道不是易燃物品嗎?在這裡我肯定的告訴你戰機所用的航空煤油燃點在380攝氏度左右,所以也是屬於易燃物品但是戰機的燃料無法簡單的替代,因為煤油能量密度高不易揮發,而汽油容易揮發不適合戰機發動機那種不密閉的環境,而柴油黏度大燃燒慢不適合戰鬥機的發動機工作,那樣一部分還沒燃燒完全就被浪費還造成功率下降,所以戰機的燃油無法替代只能從船用柴油著手。
現代航母使用蒸汽輪機或者燃氣輪機都是使用重油,重油密度大黏度高能量密度高燃點非常高,要知道船用重油經常會發生不完全燃燒的現象,所以這種特性使得即使被導彈擊中也比柴油、煤油、汽油更不易著火,所以從安全性考慮重油顯然更好。
再者就是經濟角度來看,航母自身油料消耗十分驚人就拿遼寧艦來說加滿一次就需要數千噸,而且著數千噸燃油只能保持半個月的不間斷航行。而在其它條件一樣的情況下重油是最便宜的,那麼為什麼不選擇安全性更好能量密度又不差的重油呢?更何況同樣體積的柴油和重油重油價格至少低三倍,這在航母整個壽命週期能省一大筆錢。
接下來回答你航母為什麼不用柴油機,因為同等功率下燃氣輪機體積最小,其次是蒸汽輪機。RT-ex96C型柴油機長27.3米高13.5米,總輸出功率11萬馬力重量2500噸,擁有14個2000升的氣缸。
遼寧艦採用四臺BT-12改型蒸汽輪機,總輸出功率20萬馬力也就是單臺5萬馬力。我在網上找到了功率比較接近的國產柴油機,8k90mc大型船用柴油機,單臺49680馬力下面看圖。
這麼大的玩意你覺得能在遼寧艦寸土寸金的空間安裝四臺嗎?同功率的情況下體積大功率低,就像世界上最大的柴油機一樣遼寧艦艦島也差不多這麼大,不要跟我說擠佔別的空間,航母需要節省空間儘可能多帶戰機、油料、補給、彈藥,沒有那麼多空間給你發動機。蒸汽輪機體積比燃氣輪機大一點,主要是蒸汽輪機靠燃料燒水產生的蒸汽推動葉片,而燃氣輪機直接靠燃燒之後的膨脹的空氣推動葉片,而核動力是通過核反應堆燒水,然後產生蒸汽推動葉片但是核動力不需要進氣和排煙,而蒸汽輪機和燃氣輪機需要進氣和煙道,所以核動力最省空間。
李曉偉
因此,對於航母來說,動力系統肯定首選蒸汽輪機,不論是常動動力的蒸汽輪機,還是採用核動力系統;其實,兩者理論上都一個樣,都是“燒開水”產生蒸汽推動汽輪機轉動,通過傳動軸讓螺旋槳高速旋轉,讓龐大的航母在海上跑起來。
國平軍史
柴油機高速振動太大,蒸汽輪機副產品淡水和蒸汽作用非常大
首先汽輪機有兩種,一種是蒸汽輪機,另一種是燃氣輪機。燃氣輪機的效率可是一點都不低,而且可以說是目前效率最高的船用動力。因為燃氣輪機本身是航空發動機改進而來,例如現在最好的艦用燃氣輪機英國羅爾斯·羅伊斯公司的MT-30燃氣輪機,整體重量只有6.2噸,加上底座和整個箱裝總重量也就22噸,但是輸出功率可以達到4.8萬馬力。而目前功率最大的艦用柴油機,芬蘭瓦錫蘭公司的RT-flex96C型的船用柴油機,淨重量達到2300噸,裝機總重量達到2446噸,最高輸出功率為10.9萬馬力,跟燃氣輪機比拼效率完全不是一個層次級別。MT-30燃氣輪機是目前英國維多利亞女王級航母、美國DDG-1000朱姆沃爾特級驅逐艦、自由級瀕海戰鬥艦的主要動力。
芬蘭瓦錫蘭的RT-flex96C柴油機,高度達到13.5米,長27.3米,但是輸出功率也就兩臺MT-30多點,根本無法跟燃氣輪機相比。柴油機作為船用動力,其最大優勢並非高效,而是燃料消耗率低,省油。柴油機這種內燃機,其工作機制是間斷放油,燃燒一次做功,熱效率利用程度高。但也因為他需要四衝程機械往復運動來實現做功,柴油機在高負荷情況下振動和噪音相當大,並且急劇消耗磨損壽命,對於航母這種經常需要高速航行來收放艦載機的艦種來說,並不適合。德國在二戰前建造的德意志級袖珍戰列艦,為了能滿足《凡爾賽和約》限制內的噸位內滿足航速和航程要求,首次在大型戰艦上採用柴油機作為主要動力,但是高速情況下振動實在太大,高速性能欠佳。德國在突破凡爾賽和約後推行的Z計劃中希佩爾海軍上將級重巡洋艦、沙恩霍斯特級戰列巡洋艦和俾斯麥級戰列艦等都放棄柴油機作為動力,恢復使用傳統的蒸汽輪機。
目前航母使用的最主要動力方式是蒸汽輪機,燃燒鍋爐產生蒸汽來推動汽輪機做功,核動力航母也是使用核反應堆來代替鍋爐,產生推動的蒸汽,真正做功的也還是蒸汽輪機。蒸汽輪機本身效率不低,只不過加上鍋爐以及各種管線後,單位功率體積和重要要超過柴油機。此外,啟動速度慢等也是要燒鍋爐的鍋。最先進的福特級航母也是使用4臺蒸汽輪機提供航行動力
蒸汽輪機雖然效率低,啟動速度慢,但是他除了高速性能要比柴油機好外,有個不容忽視的優點,那就是燒鍋爐的副產品是蒸汽和熱水,是艦用蒸汽的主要來源。大部分航母使用的都是蒸汽彈射器,需要消耗大量的蒸汽,這些蒸汽都是直接從鍋爐中導出。
尼米茲級航母的C-13-2蒸汽彈射器,彈射一次要消耗860公斤的蒸汽,連續彈射後會因為蒸汽供應不足,航速下降到25節。即使現在航母使用電磁彈射,不再需要蒸汽來彈射飛機,也有一些航母(庫茲涅佐夫號、遼寧號)使用滑躍起飛,但是軍艦上熱水用途也非常廣泛,清洗甲板和官兵用水等都需要。此外,鍋爐也是淡水的主要來源,直接燒海水產生蒸汽,冷凝後就是淡水,可以補充淡水消耗。這種多用途能力,是柴油機望塵莫及的。所以柴油機作為民用低速船舶來說,是個不錯的動力選擇,但是對於高速軍用船舶來說,表現欠佳,燃氣輪機是最佳動力選擇。但對於生活數千人的航空母艦來說,蒸汽輪機副產品淡水和蒸汽是不容忽視的優點。
五嶽掩赤城
汽輪機換個鍋爐就成了核動力。
嘉樹
lining196211
薯烤條
因為汽輪機相對其他動力來說,功率更大,推力更強勁。