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专家:新一代航母需充足的动力满足电磁弹射需求

2013年08月13日 11:04
来源:新华网 作者:郑文浩

福特号航母上的电磁弹射器

除了航母的高速机动需要强劲的动力,蒸汽弹射装置和航母动力也有很大的关联。美国C系列弹射器一些早期型号,如C-7,就是受限于“福莱斯特”号航母的主动力锅炉,弹射速度提不上去。后来使用了专用的蒸汽补燃加压锅炉,才将蒸汽压力提高了一倍,提升了弹射器的弹射能力。即使是C-13弹射器,也有诸多的限制。它一次弹射就要消耗625公斤的蒸汽和1吨左右的缓冲淡水。蒸汽在弹射后散失到外界,如果航母以每分钟1架的速度进行紧急弹射起飞,那么连续弹射8架飞机之后航母的主动力蒸汽就会损失20%,整个动力就会损失32%,航速就要下降8节。可见如果是单纯的蒸汽动力航母,已经无法承受重型弹射器的消耗,即使研制了弹射器,也会由于动力蒸汽输出的限制,而限制弹射重量和效率,进而限制舰载机的作战性能。因此美国研制核动力航母,除了应对全球巡航以外,也和弹射器的蒸汽巨大需求有很大关系。

在蒸汽弹射器发展到极限,更先进的电磁弹射器就应运而生。中国能否应用电磁弹射装置,不但取决于弹射器本身的研制,还受限于舰艇本身的电力输出水平。传统的航母推进系统和电力系统是两个相对独立的系统。动力的大部分能量用于推进舰艇前进,小部分带动舰载的发电设备来为舰载电子设备提供电能。但航母发展到今天,电子设备对供电需求不断增大,例如“辽宁”舰舰岛上的四个相控阵雷达;而同时电磁弹射器、激光炮、电磁炮等未来可能装备航母的高能量武器,也提高了对电能的需求。相比上一代航母,这些新型武器和设备将加大改变航母的能量供需结构。

因此,新一代的航母不但要有这更为充足的动力源,还要应用更新的综合电力系统来实现航母动力系统的革命性变化,也就是“全电动力航母”。

航母这样的庞然大物应用舰艇综合电力系统,首先带来的是舰艇内部推进设备的巨大变化。每一个到过辽宁舰底部的人都会被航母巨大的蒸汽轮机、齿轮传动装置和轴系所震惊。美军的尼米兹级航母也是同样如此。由于航母动力要通过减速齿轮和长轴来推动螺旋桨,因此无论是核反应堆还是燃气轮机、蒸汽锅炉以及传动装置,都会集中安装在舰艇的最底部,而且要装配在一条直线上,占据了航母大量的空间和重量。而使用舰艇综合电力系统,则意味着航母动力可以抛弃减速齿轮箱,缩短轴系,转而用电动机直接带动螺旋桨前进。航母的核心动力则不用必须安装在底层甲板,可以更灵活地选择安装位置,一根电缆就可以运转电机推动航母前进,从而避免水下鱼雷攻击对舰艇动力的致命打击。舰艇综合电力系统改变了航母的结构布局,意味着航母有更多空间装载武器弹药或改进舰员的生活空间。有些设想中更为激进的吊舱式电力推进装置,连轴系全都不要,而是把电动机和螺旋桨直接整合在一起,安装在航母的尾部来推动船体前进。

综合电力系统除了改善了航母的内部结构布局,还提升了舰艇燃料能量的利用率。传统舰艇的电力,不过是整体推进能量“匀出”固定一部分来进行发电,即便舰艇不是全速运行,也不会增加电能。而综合电力系统则是将航母动力机械能源,全部转化为电力,然后根据实际需要灵活分配。如果不需要航母全速运行,就可以把大部分电力用于舰载的大耗电量系统,例如我们上面提到的电磁弹射器甚至电磁炮,从而能节省燃料,油耗降低,即使对于核动力航母,也可以延缓核反应堆的使用寿命。

现在我们不难看出,航母动力系统的优劣,将对航母的作战性能起到至关重要的作用。我们在关心中国航母舰载机发展的同时,绝对不能忽视航母动力这一“心脏”的重要性。面对英国“伊丽莎白”级航母、美国“福特”航母这些新一代航母,中国航母动力要实现双重发展任务,首先就是能够提供高功率、高效率、高安全性的航母核心动力输出装置,包括蒸汽轮机、燃气轮机、舰载核反应堆;同时还要实现“综合电力系统”这一舰载能量智能化、信息化管理系统的应用。

[责任编辑:吴雨洪] 标签:航母战斗群 综合电力系统 蒸汽弹射器
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