是常还是核?再谈机炉舱的布局!(上下完整篇)


是常还是核?再谈机炉舱的布局!(上下完整篇)

在前面的推文中,瀚海狼山(匈奴狼山)已经提到,大平板的前大半段吃水船体已经成为一个整体巨段,作为全舰心腹部分的机炉舱已经非常明显,采用的是前后两大主舱,加上中间是动力发电辅舱的布局,对应后面的前后两组共4根的动力大轴。这种布局结构,和目前的尼米兹和福特级的布局都不同,原则上有点当年苏联超大吨位舰艇机炉舱布局的影子,但是实际上也不同,改进提高了很多。机炉舱这个词,是舰船工业的一个专业词。是从过去蒸汽锅炉时代就有的说法。因为当时蒸汽大舰的内部都有七八台甚至十几台燃煤锅炉,然后有配套的蒸汽透平,也就是俗称的蒸汽轮机。蒸汽锅炉通过烧煤产生高温高压蒸汽,带动汽轮机高速旋转,这种旋转再通过巨大的变速齿轮系统,经过协调减速后带动大轴和螺旋桨。

这样蒸汽大舰就可以快速前进了。蒸汽动力的效率还是很高的。烧煤的蒸汽巡洋舰就已经可以在早年达到30节的高速,这是很多今天的柴油机、燃气轮机甚至核动力都达不到的。因为烧煤的大舰底仓有大量的炉子也有蒸汽机,因此就叫机炉舱。当代大舰已经完全没有烧煤做动力的型号了。但是机炉舱这个名称却保留下来。机炉舱由于设备庞大而且重量巨大,因此必须设置在所有大舰的底仓重心附近,这些设备的下面只有双层的船舶底壳,而纵向横向几乎占满了全船水线以下的中腹部,而且高度也很大,几乎要贯穿正常的3到4层内甲板。因此机炉舱加上辅机舱的整体体积是很大的。一艘吃水10万吨的大舰,全部机炉舱占据的体积要高达2万甚至3万立方米。由于机炉舱在没有安装设备前内部很大很空旷,因此经常被误认为是大型登陆舰的船坞舱甚至看作是机库。


是常还是核?再谈机炉舱的布局!(上下完整篇)

但是机炉舱的位置比船坞舱和机库的位置都低。全舰成型后才可以看清机炉舱大部分是在水线以下。因为在水线以下而且内部空间很大,又是全舰的动力心脏,因此机炉舱是全舰防鱼雷和水雷攻击的最重点位置。不论是隔舱装甲、水装甲还是现代的凯夫拉装甲层,都设置在机炉舱的两侧。但是再强大的装甲也有被击穿的可能。一旦机炉舱被击穿,那么内部的2到3万立方米的空间,除去机器和管道的体积,就等于会灌进1万吨以上的海水,这对全舰的浮力和平衡都是一个巨大的挑战。虽然当代的战舰都有前后七到八段横隔隔舱,而且前后还有大大小小数千个蜂窝小舱室,但是前后的隔舱和蜂窝小舱室的排水体积,都不如核心机炉舱大。一旦机炉舱被击穿灌水,那么很容易导致大舰的侧倾同时失去动力。而一旦严重侧倾,不论对航母还是对战列舰来说,都会立即失去战斗力。因此全球大吨位战舰的机炉舱,就有两种布局流派。一种是美国式的“吕”字型,前后2段大通舱。一种是苏俄式的“器”字结构的4舱布局。

美式结构的2大通舱,就是前后机炉舱空间都各自占据全舰的全部一段。一旦被鱼雷击穿,那么这段机炉舱会立即全部被海水迅速淹没,这样就不会出现因为一侧机炉舱猛烈灌水而导致大舰迅速出现整体侧倾的致命问题。不过这么做的后果是,4轴动力会迅速消失2轴,也就是一半的动力。而且全船中部有一大段完全淹水,有当年泰坦尼克号进水太快,从中间折断的嫌疑。而苏俄式的“器”字型4舱制,即使一舱被重型鱼雷或者水雷击穿,也只有四分之一的机炉舱进水和失去动力。仍然有四分之三的动力可以挽回,但是缺点是要迅速恢复全舰的横轴平衡,必须往破损舱室相反一侧的压载水仓快速灌水,这技术难度要求就非常高了。那么谁谁家的大平板是如何解决这个难题,并由此判断是核还是常呢?

接上篇。


是常还是核?再谈机炉舱的布局!(上下完整篇)

前面已经提到,大平板基本可以认为运用了苏俄式的“器”字型4机炉舱的分隔布局。也就是前后为两大机炉舱,中间为发电机和各种损管动力设备的辅机舱。而和美式2大通舱的最大区别,就是前后2大机炉舱中间,还有和全船纵轴方向一致的厚壁隔舱。这会造成大平板机炉舱其实是4舱结构,而且前后距离较远。任何一个分仓理论上被重型鱼雷命中再击穿,也只会造成其中的1舱进水。而另外的3个动力舱和中间的电力和损管设备舱并不会受到影响,可以继续保持75%的作战动力还在,并且损管设备全部启动,立即灭火和抽水,抢救战损舱。全舰因此可以确保继续战斗下去。明显比美式的尼米兹和福特级一旦被击穿一舱之后,动力就立即下降到只有50%的情况好得多。

那么苏俄式“器”字型4舱结构,一旦一舱受损,大量进水,造成全舰倾斜的固有风险怎么解决的呢?按照目前的信息来看,谁谁家采用了一套相当巧妙的设计。这就是如果4舱中的一舱被击穿,但是破口不大,进水总量不多,还可以抽水抢救,那么就可以简单的在受损舱横轴的对立面,紧急自动少量注水,就可以完成全舰的平衡。而如果受损舱破口太大严重进水,那么则立即自动采取另外的一种快速平衡的办法。具体怎么实现的,就不方便说了。总之谁谁家目前的4舱设计方案,既可以中间多一道横隔的保护,确保更小的战损损失比;又可以在实战平衡方面,不输美式巨型航母的自动平衡能力。集美苏大半个世纪的设计优点之大成。其实狼山很早就谈到过,大平板在水线附近的外形曲线上,明显还有苏式载机大舰在最后也是最高阶段设计的彪悍风格,水线以上有明显的轻微外倾,而不是美式航母纯正的垂线侧面。但是大平板在机库以上、飞行甲板以及舰岛的设计上,又有美式的高效率和精细作风。可以说青出于蓝而胜于蓝。


是常还是核?再谈机炉舱的布局!(上下完整篇)

另外一个大家最关心的,就是常还是核?要回答这个问题,狼山认为大家要注意2点,第一,就是大平板机炉舱的整个规模有多大。第二,则是机炉舱分段的每个轴线段在焊接合拢前的体量有多大。为何注重这两点?还是来源于巨型载机舰艇的一些基本参数。例如,小鹰级航母机炉舱的外在型宽在39.5米以上。而前后总长度在92米左右。到了尼米兹级,型宽则超过了40.3米,机炉舱总长大约在96米到99米之间,这是因为尼米兹级前后10艘,机炉舱越来越大。后期批次,比如布什号,就比早期尼米兹号的机炉舱加长了3米。

而到了目前的福特级,型宽则超过40.8米,机炉舱的总长度扩大了到100米。不论长宽,都是越来越大。这就在于核动力的机炉舱部分,其实设备占据的总空间,比常规动力更大。虽然核动力反应堆本身的体量不大,但是其2回路的蒸汽发生器,加上配套的防护设施,其重量和体积,都比燃油锅炉更大。也就是说,一台AIB的反应堆,比4台燃油锅炉全部加起来占据的体积和自重都要大。这也是为什么机炉舱的长度从小鹰级的92米一直扩大到福特级的100米,而且宽度也同步加大了。最终体现在3个型号的总吨位也是越来越大。


是常还是核?再谈机炉舱的布局!(上下完整篇)

因此是核是常?96米的长度就是一个坎。小于这个长度,常规的概率很大,大于这个长度则核的概率大。目前看来,大平板的机炉舱总长度是很大的,甚至不亚于福特级。一般来说,像尼米兹和福特级的两大核动力,他们每套动力包的纵向长度,其实都大于25米。这就要求每个动力包下面的船体双层底板,应该是一个整体的结构,也就是每段最好都大于25米,这样整个动力包就不用跨过一条横向大焊缝。不过从过去的经验来看,大平板的每段大模块,在成型前的纵向长度上,又明显不到25米。这和前面所说的,机炉舱巨大的总长度是相当矛盾的数字。不过如果是采用4个堆来推动,那么纵向分长度不够的问题也就不是问题了,但是最终用4堆制的可能性又很小。目前阶段只能说,四六开吧。


分享到:


相關文章: