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是不是蒸汽彈射和電磁彈射最好用核能呢?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 12:36:20
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是不是蒸汽彈射和電磁彈射最好用核能呢?問題描述:是不是蒸汽彈射和電磁彈射最好用核能呢?不管法國和美國都用的核能作為航母動力。雖然也有巴西之類用彈射起飛的。但是新建的航母很少用常規(guī)動

問題描述:是不是蒸汽彈射和電磁彈射最好用核能呢?不管法國和美國都用的核能作為航母動力。雖然也有巴西之類用彈射起飛的。但是新建的航母很少用常規(guī)動力彈射起飛了。

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>航母彈射器是航母艦載機的力量倍增器,而就現(xiàn)階段來說,正處在蒸汽彈射和電磁彈射的的過渡期,而有朋友問及是不是航母彈射最好用核動力配置的航母,小溪的回答是“是的”。

航母彈射器是航母艦載機的力量倍增器,而就現(xiàn)階段來說,正處在蒸汽彈射和電磁彈射的的過渡期,而有朋友問及是不是航母彈射最好用核動力配置的航母,小溪的回答是“是的”。

小溪指出:蒸汽彈射器是航空母艦上的飛機起飛裝置,一般通過蒸汽輪機的鍋爐裝置產(chǎn)生蒸汽,推動飛機短距起飛。蒸氣彈射器是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,包括:起飛系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、歸位系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、預(yù)力系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。按照美國C-13彈射器的指標(biāo),在蒸汽壓力70kg/cm2,沖程76米,彈射能力35噸/140節(jié)的條件下,每次彈射需要1.5~2立方米的淡水制造的蒸汽。鍋爐工作時要消耗大量蒸汽,,如果以最小間隔進行彈射,需要消耗航母鍋爐20%的蒸汽,核動力和一般蒸汽輪機動力相比,核反應(yīng)堆二回路同樣是蒸汽輪機驅(qū)動,通過一回路產(chǎn)生的熱能傳遞給二回路蒸汽輪機供應(yīng)船上的動力,所以在觀察核動力艦船時候,不僅應(yīng)該看一回路的功率,還要看二回路蒸汽輪機的功率,可以說二回路蒸汽輪機的功率對航母來說更為重要,目前來看,蒸汽彈射器的難點主要有開縫氣缸和速率閥等,開縫氣缸和活塞的配合,保證彈射時候蒸汽的不容易泄露,原理很簡單,就是活塞式運動,可要做到嚴絲合縫不漏氣需要的條件很復(fù)雜,這也是其他國家航母不敢輕易問津蒸汽彈射器的原因之一。美國的C13蒸汽彈射器一次可以彈射32噸重量的噴氣式戰(zhàn)斗機,其設(shè)計初衷就是針對F14雄貓戰(zhàn)斗機滿掛載荷的起飛重量為標(biāo)準(zhǔn)的。而活塞滑梭的迅速歸位,也是蒸汽彈射器的另一個難點,就速率閥而言,其可以調(diào)節(jié)彈射不同重量飛機及噴氣機和渦輪螺旋槳飛機需要的不同活塞滑梭所給的力量,應(yīng)該說速率閥是蒸汽彈射器的另一個難點。就蒸汽彈射器的動力而言,核動力是最好的,其次是常規(guī)動力,一般分為蒸汽輪機和燃蒸聯(lián)合,即燃氣輪機燒鍋爐來提供蒸汽。

而就電磁彈射器來說,情況略有不同:電磁彈射器是航空母艦上的一種艦載機起飛裝置,已由美國最新下水的(2013年10月11日下水)福特號航母首先裝備。與傳統(tǒng)的蒸汽式彈射器相比,電磁彈射具有容積小、對艦上輔助系統(tǒng)要求低、效率高、重量輕、運行和維護費用低廉的好處。是未來航空母艦的核心技術(shù)之一。而電磁彈射器所需要的動力主要來自大功率電機,而電機的功率是靠核反應(yīng)堆的蒸汽輪機發(fā)電來提供,當(dāng)然也可以采用常規(guī)的蒸汽輪機或者燃氣輪機,應(yīng)該說電磁彈射器需要的主動力范疇更加寬泛,沒有象蒸汽彈射器那樣,全部動力都要靠鍋爐的蒸汽提供。

而就小溪來看,核動力的無限動力和因核動力帶來的較小艦島,都是核動力航母值得稱道的地方,應(yīng)該說蒸汽彈射和電磁彈射的最佳選擇無疑是核動力!

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>不一定。

電磁彈射耗能多。即使是核動力航空母艦,依舊需要建立電力存儲轉(zhuǎn)換器來支撐電彈所需的電流強度。

常規(guī)動力航空母艦的電力系統(tǒng)改造后完全可以支撐電彈所需的能量。

按四個電磁彈射器來算。

每個電磁彈射器的強迫存儲能裝置需要以四兆瓦充電四十五秒左右,也就是說四個電磁彈射器一齊動作需要占用十六兆瓦的電能。

我國的遼寧艦的主機功率高達20W馬力,也就是147瓦兆,空出16瓦兆的電能綽綽有余。

難的是能存儲140兆焦能量的強迫存儲器,要在45秒內(nèi)存儲140兆焦且數(shù)秒內(nèi)釋放出去,并且能重復(fù)使用,這才是難點。

而存儲的所需電量對于遼寧艦的發(fā)動機來說完全足夠。

認為電磁彈射的必須是核動力航空母艦的,不僅陷入了電磁彈射耗能多的誤區(qū),還陷入了核動力航空母艦比常規(guī)動力航空母艦?zāi)芴峁└嗄芰康恼`區(qū)。

而電磁彈射的最大缺點是如果航空母艦受到電磁脈沖彈的打擊,就會喪失電磁彈射的能力,造成航空母艦的戰(zhàn)斗機無法起飛作戰(zhàn)。

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>按道理是這樣的,雖然蒸汽彈射和電磁彈射的原理有很大不同,但實際上兩者彈射戰(zhàn)機的能量都是由航母的主發(fā)動機經(jīng)過各種能量轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的。無論是蒸汽彈射器還是電磁彈射器,彈射戰(zhàn)機時都需要航母主發(fā)動機提供大量的能量,所以航母發(fā)動機性能也直接影響著彈射器的工作效率,間接的影響著整個航母的作戰(zhàn)能力。

核動力航母問世前,世界上的常規(guī)動力航母的發(fā)動機一般都是蒸汽輪機,例如美國小鷹級、法國克萊蒙梭級航母。蒸汽動力相對于核動力而言,有很多先天性硬傷,首先是結(jié)構(gòu)臃腫,很占空間,以美國小鷹級航母為例,該級航母安裝了8臺鍋爐和4臺汽輪機,此外還安裝有十多臺柴油或汽輪發(fā)電機組。

美國小鷹號常規(guī)動力航母

其次是蒸汽輪機耗油量巨大,小鷹級航母出航除了要攜帶5800噸航空燃油外,還要攜帶2000噸供自身蒸汽輪機用的重油,此外還要攜帶數(shù)百噸供發(fā)電輔機的柴油,先不說油料不通用把后勤累個半死,出航還必須得帶上一艘數(shù)萬噸的補給艦為其提供燃油,以及在世界各地建立燃料補給網(wǎng)。

而核動力系統(tǒng)相當(dāng)緊湊,以美國尼米茲級航母為例,主動力系統(tǒng)由2座西屋A4W核反應(yīng)堆和4座蒸汽渦輪發(fā)動機構(gòu)成。除此之外,尼米茲級航母的核反應(yīng)堆可以十幾年不換燃料,不用像常規(guī)動力航母那樣攜帶大量自用燃料,節(jié)省出大量空間和載重噸位,使艦上航空燃油和彈藥裝載量大大提升,光與航空相關(guān)的容積就比小鷹級增加了將近80%,另外艦員的居住和工作條件也因此得到了改善。

法國戴高樂號核動力航母

但是并不是所有的核動力航母都像尼米茲級這樣對常規(guī)航母形成巨大的優(yōu)勢,比如人類歷史上第一艘核動力航母企業(yè)號,以及法國的戴高樂號核動力航母,這兩艘艦的核反應(yīng)堆都存在動力較弱的問題,企業(yè)號用了8座A2W核反應(yīng)堆才滿足需求。而法國人走捷徑,在戴高樂號上直接用了兩臺核潛艇用的K-15反應(yīng)堆,但這種反應(yīng)堆單座功率僅4萬馬力,使得該航母最大航速僅27節(jié),而且無法持續(xù)為艦載機彈射起飛提供足夠的蒸汽,戰(zhàn)力受到很大限制。

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>那肯定啊,大兄弟。對一艘航母來說,艦載機彈射器的選擇至關(guān)重要。在當(dāng)今9個擁有航母的國家中,有6個使用滑躍起飛技術(shù),其余3個:美國、法國和巴西航母采用蒸汽彈射技術(shù)?,F(xiàn)在,一向引領(lǐng)軍事科技潮流的美國,又把“電磁彈射”拋到了世人面前。

我們知道,目前重型飛機要想從航空母艦上起飛,必須有蒸汽彈射器。在飛機起飛前,飛機由位持器鋼圈把尾部扣在一個堅固點上,飛機前輪附近的牽引桿垂落到一個“滑梭”內(nèi),滑梭以掛鉤鉤住飛機。滑梭是蒸汽彈射器唯一露在飛行甲板上的零件。飛機前面的甲板下,有兩個平行圓筒,筒中的活塞與所有滑梭相連。蒸汽由母艦上的鍋爐輸出壓后輸入滑梭。

這里我們看到這種彈射動作需要大量蒸汽,實際上,常規(guī)動力航母上的鍋爐或核動力航母上的反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器都能產(chǎn)生產(chǎn)生高壓蒸汽,并把這種高壓蒸汽儲存在儲汽罐內(nèi)。但核動力航母上核反應(yīng)堆可以給蒸汽彈射器里提供取之不盡,用之不竭的蒸汽,這是常規(guī)動力航母怎么也不能比的優(yōu)點。

而電磁彈射就更別說了,電磁彈射器主要包括儲能系統(tǒng)、電力電子系統(tǒng)、直線電機、控制系統(tǒng),另外還要有冷卻系統(tǒng)、預(yù)加動力裝置、減速緩沖與剎車裝置等.這些分系統(tǒng)、裝置組合在一起,形成一個高性能的彈射系統(tǒng),這里面電能是電磁彈射器技術(shù)的核心關(guān)鍵,核動力航母的發(fā)電效果就不用說了吧,剛剛的。

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>你好,我是迷彩派軍事,我來回答這個問題。

如果技術(shù)條件可以滿足的話,那么,蒸汽彈射和電磁彈射確實最好用核能。

但是研制航母核反應(yīng)堆需要突破多項技術(shù)難題。中國早已可以制造核動力潛艇,雖然核動力潛艇和核動力航母的反應(yīng)堆都能選用成熟度很高的壓水堆,兩者從原理上講是一樣的,技術(shù)上講也有相通之處。但不能簡單地認為能制造核動力潛艇,就能輕易將常規(guī)動力航母改為核動力航母。這其中涉及很多關(guān)鍵問題。

圖:福特級核動力電彈彈射航母

一是船用大功率反應(yīng)堆技術(shù),目前能很好地掌握這項技術(shù)的只有美國,俄羅斯和法國都還有一定差距。二是核燃料技術(shù),航母核反應(yīng)堆要求長時間不用更換核燃料,目前美國基本可以達到約 30 年不用更換。三是核反應(yīng)堆控制技術(shù),航母航速不同,而且還要提供電力和蒸汽,必須要控制能量合理輸出。四是輔助動力系統(tǒng)要求高,要讓核能高效地轉(zhuǎn)化為機械能。五是安全防護技術(shù),必須提高其抗打擊能力。

理論上講,無論是常規(guī)動力還是核動力航母,都能夠使用電磁彈射。因為,無論是電磁彈射還是蒸汽彈射,只要有足夠的能量提供就可以正常運行。但是,目前的技術(shù)狀態(tài)下,常規(guī)動力航母能提供的電力是有限的,一般不足以再支撐電磁彈射。如果非要在常規(guī)動力航母上使用電磁彈射,勢必要額外增加耗油量,以產(chǎn)生需要的電力。在常規(guī)動力航母攜帶燃油量有限的前提下,將會減少所攜帶的艦載機燃油,難以保持航母戰(zhàn)斗力。同時,要將蒸汽系統(tǒng)改成電力系統(tǒng),也會帶來控制、配置、協(xié)調(diào)等很多難題,增加綜合管理的復(fù)雜度。因此,常規(guī)動力航母一般來說不宜采用電磁彈射,尤其是對航母技術(shù)還不很強、經(jīng)驗不足的國家而言。