003航母常規動力還是核動力?淺談航母常核混合動力前景

發佈者: 潛水多年002+


一、從2017年10月6日蘭德公司發佈了題為《未來航母選擇》的研究報告談起

美國國會在2016年預算案中,責成美國海軍研究降低航母造價和尋找“福特”級替代方案的問題。美國海軍轉向蘭德公司,要求提供研究報告。2017年10月6日,蘭德公司發佈了題為《未來航母選擇》的研究報告。

蘭德報告考慮了4個選項:

1、CVN 8X,10萬噸級,核動力,具有彈射起飛攔阻降落能力

2、CVN LX,7萬噸級,核動力,具有彈射起飛攔阻降落能力

3、CV LX,4萬噸級,常規動力,只能起降短距起飛垂直降落飛機和直升機

4、CV EX,2萬噸級,常規動力,只能起降短距起飛垂直降落飛機和直升機

這裡重點討論CVN8X和CVNLX,CVN 8X在噸位和基本能力上與“福特”級相似,但採用一些降低造價的措施。

CVN LX降低造價的主要途徑是把反應堆從“福特”級的兩個A1B降低到一個,但在機庫上方增加4臺來自“朱姆瓦爾特”級的35兆瓦燃氣輪機發電系統,推進方式也改為全電推進。直接使用現有動力系統構件是為了降低成本。英國“伊麗莎白女王”級航母也在7萬噸級,採用燃-柴混合電推,CVN LX則用核-燃混合電推,總功率20萬馬力級,最高航速28節左右,這是根據“福萊斯特”級的功率(28萬馬力,34節)和現有可用動力模塊大體估算的。

CVN LX採用全核動力將大大增加成本和重量,全常規動力(比如全燃)也是不現實的,系統複雜性、耗油、佔地和佈置都不可接受。核-燃電推既得益於核動力的持續航速和無限航程,又可用燃氣輪機滿足峰值動力要求,一體化電推更是現代艦用動力的大勢所趨。

003航母常規動力還是核動力?淺談航母常核混合動力前景

003航母常規動力還是核動力?淺談航母常核混合動力前景

(伊麗莎白女王級航母和她的燃氣輪機發電機組吊艙)


二、傳統核動力航母的動力“死重”

從人類第一艘核動力航母“企業”號開始,美核動力航母都要有柴油機備用動力(以防核動力故障或戰損),一般配四臺8MW的中速柴油機以確保航母以16節航速撤離戰場,還要配15-20MW左右的柴油發電機組作為後備艦用電,共大約50MW的柴油機動力。然鵝這50MW的柴油機備用動力在平時就是動力“死重”。

電力推進混合動力的核航母就可以避免所謂的動力“死重”,用小功率核動力+常規動力組合既可以保證最高航速又可以維持無限航程,而且核技術門檻和造價大幅降低。

003航母常規動力還是核動力?淺談航母常核混合動力前景

(人類第一艘核動力航母“企業”號)

三、結合中國國情展望混合動力航母前景

(1)中國核潛艇動力現狀分析

風聞095攻擊核潛艇的4萬馬力自循環一體壓水堆已經在093改上做了技術驗證,據說093改飆到36節。據信096戰略核潛艇的6萬馬力核堆也在路上,艦用核動力對中國已無技術門檻,結合國寶老馬的中壓直流綜電系統,未來可期。

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(093B核潛艇)

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(20MW汽輪機發電機組)

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(20MW永磁低速同步電機)


(2)003航母常規動力或混合動力?

如果是燃油鍋爐蒸汽動力,目前成熟的系統功率20馬力(147MW)。003已曝光的圖片顯示其噸位大於8萬噸,20萬馬力最高航速27節左右。

若採用四個095潛艇堆(功率4X27.5MW)+ 20個MTU20V956柴油發電機組(20X3.75MW)= 總功率185MW

160MW用於推進,最大航速可達30節。

未來6萬馬力核堆成熟,柴油機組可以減少6-8臺。

用核動力+常規動力組合既可以保證最高航速又可以維持無限航程,而且核技術門檻和造價大幅降低。

003航母常規動力還是核動力?淺談航母常核混合動力前景

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(某新型重大項目工程)


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