想知道关于“国产004航母最新消息”的内容吗?别着急,小编为你慢慢介绍。
10月中航集团宣布:中航发燃机公司自主研发的AGT-110重型燃气轮机完成了一次72小时的满负荷运行测试,标志着该发动机技术状态已经相对成熟并且可以投入商用。
AGT-110的发展之迅速其实超乎外界想象,中国国产的燃气轮机技术起点来源于1990年代从乌克兰引进的UGT-25000型燃气轮机,UGT-25000完成国产化其实已经是2010年之后的事情了。
这款25000千瓦(约合34000马力)的燃气轮机的国产型号成为了052D的心脏。
而AGT-110则是从2018年立项研制,2020年总装下线开始测试,在2022年10月完成了满负荷测试,这款燃气轮机的动力强劲,输出功率为110兆瓦约合15万马力,AGT-110其实是一种商业燃气轮机。
所以中航说“已经满足商用条件”,不过换个角度讲,如果说能造出15万马力的商用燃气轮机,那么军用还有什么困难吗?
实际上早在AGT-110立项的时候就有美国媒体刊文分析认为中国海军会在不久之后获得15万马力级别的重型燃气轮机投入军用,而且这种需求是切实存在的,比如未来的004航母就需要这样一款发动机。
与传统的蒸汽机相比燃气轮机有很多优势,诸如体积小、重量轻、单机功率大、加速性优秀动力响应迅速、操作维护性好等等,罗尔斯-罗伊斯公司开发的MT-30燃气轮机长9米、高5米,整机重量只有6.2吨。
但输出功率能达到36MW,这是蒸汽机完全比不了的,甚至要是从功率输出与发动机系统重量的角度看,船用核动力系统都远不能和燃气轮机相比,相同功率输出的情况下,柴油发动机的重量是燃气轮机的100倍!
举个例子,美国最新的福特级核动力航母采用了两台A1B核反应堆作为动力来源,两台反应堆总计提供208MW的动力输出,而两台AGT-110能够提供220MW的动力输出,而这种燃气轮机的体积。
这张图片里面对比已经很明显了,不比一辆小轿车大多少,而两台这样的燃气轮机就能输出足够支撑一艘排水量10万吨级的航空母舰跑到30节的航速。不过我们还可以畅想一些更有意思的东西。
实际上美国的尼米兹级核动力航母与福特级,他们的动力表现是比较差的,美军最后一款注重高航速的航空母舰其实是常规动力的“小鹰”级,四台蒸汽轮机提供了总计209MW的动力输出。
尼米兹级差一些,两台压水式核反应堆提供194MW的动力,要知道,尼米兹满载排水量超过10万吨,但小鹰级只有8万吨(标准排水量6万吨),航速表现上其实美国海军自己的常规动力航母是远超核动力的。
中国在船用大功率燃气轮机的发展上投入更多,AGT-110这个项目目的其实就是研发一款110MW级别燃气轮机的“母机”,然后在有其他需求的场景下根据这款燃气轮机搭建配套平台使用。
如果004航母采用燃气轮机动力,推进功率可以对美军现役的核动力航母取得绝对优势,当然也有可能采取燃气轮机+蒸汽轮机的混合动力方案,英国海军的伊丽莎白女王级就是典型案例。
大功率重型燃气轮机的实用化对中国最大的意义,就是在新型航空母舰的动力选择上有了绝对丰富的选项,也能够弥补003航母的一些缺憾了,003作为中国第一款平甲板航母其实还是留下了一些缺憾,是“先进”与“落后”混合的产物。
先进是先进在船电系统、雷达设备以及完善可靠的电磁弹射、阻拦系统,落后则是落后在较弱的动力配置以及中途大改的设计上,003设计最开始其实计划是用蒸汽弹射器的。
当时确实没有人能想到中国搞电磁弹射竟然这么顺利而且很快就实用化这才中途修改设计搭载电磁弹射与阻拦系统,而且003的动力系统功率也并不是很充足。
除此之外003还有一些别的缺点,较低的干舷导致该舰的适航性并不是特别好,在一些复杂极端海况,比如说大西洋、北太平洋那种恶劣海域的航行表现不尽如人意,考虑到目前中国海军还没有组织“大西洋特混舰队”的需求这是可以接受的。
但下一艘004航母必将完全补足这方面的短板,特别是动力系统这方面,更强劲的船用发动机不仅可以支撑更高的航速,以004+055+052D加上高速补给舰组合而成的舰队能够以30节以上的高航速机动作战。
明确地说,在大功率的船用燃气轮机成熟之后,常规动力在绝多数情况下都是一个比核动力更有竞争力的选项,在这方面不能说美国人用核动力航母就是最好的选择。
因为美国人自己栽跟头也不少,美国海军在冷战时期挑大梁的一直也都是常规动力的航空母舰,核动力在那个时候只是个添头,他们的核动力航母挑大梁也是冷战结束之后的事情了。
其实在“核动力VS常规动力”这个问题上美国的研究已经足够充分了,根据他们的对比研究:高速航行12000海里距离,持续航速28节情况下,常规动力航母周期性减速到14节与补给舰对接补充燃料。
核动力航行12000海里最后花去18天时间,而常规动力航母完成这段航程的时间也只多出了5个小时,平均航速27.7节。在这个要求长时间高速航行,理论上讲核动力航母续航优势明显的使用场景下,常规动力也没怎么拖后腿。
而且如果考虑到整个舰队共同行动,舰队内大部分舰艇都是常规动力的情况下,核动力航母的续航优势在作战时候其实根本没有什么发挥空间。
而在航空燃油、舰载机弹药储备这方面也没有优势,因为航空母舰的核动力反应堆和配套的防辐射系统、装甲的体积重量很大,这些配套系统的占用的重量和体积其实可能会超过常规动力航母的船用发动机燃料储备。
所以吨位相似的时候,核动力航母也没办法携带超过常规动力航母的作战物资。
核动力航母真正的优势是不用考虑发动机排气,飞行甲板与舰岛布局设计更加自由,没有高温排气所以舰载机降落比较容易,受到的气流扰动更小,另一个优势是加速快。
根据美军自己的研究:常规动力的小鹰级虽然动力更充足、最高航速更高,但在长时间巡航过程中以经济航行转换为战斗状态。
从10节加速到20节需要耗时两分半钟,进一步加速到30节需要20分钟以上,而核动力的尼米兹因为核反应堆响应速度快,10节加速到20节只需要90秒,加速到30节只需要180秒。
但这个优势对比燃气轮机就不存在了,燃气轮机的加速比核反应堆还要更快,因为燃气轮机本质上就是飞机使用的那个喷气式发动机,动力响应速度比其他原理的热机更快。
说完了优点再说缺点:核动力航母最大的缺点就是维护保养时间长,按照美军的先例,当年小鹰级(蒸汽机动力)对比尼米兹级,出勤率要高出将近10%,小鹰级使用蒸汽机本身维护性其实并不是那么好的。
但也要比美国的第二代核动力航母出勤率更高,实际上今天的福特级哪怕是核反应堆改进设计更加成熟,但出勤率还是比不上小鹰级。
而如果对比燃气轮机的航空母舰,当然美国人自己并没有在航母上用过燃气轮机,不过从技术上讲,燃气轮机的维护性和可靠性是要比蒸汽机更高的。
也就是说中国的新航母如果采用更先进的燃气轮机,出勤率可以比小鹰级更高,就更不用说美军的核动力航母了,双方的出勤率可能会差出15%以上。
这意味着同样以10艘常规动力航母对比核动力航母,任何时候能够出勤的航母数量要多出1-2艘,这个优势就非常明显了,多出1-2艘航母,就代表着能够多出动1-2个战斗群,50-100架作战飞机!
其实真要说核动力有多大优势?美国海军冷战时期其实有核动力巡洋舰,是配合组建“全核舰队”的,但冷战刚刚结束就把这些高大上的核动力军舰给退役了,因为运作费用太高。
成本也是一个需要重要考量的因素,按照美军的研究:在不考虑生产规模对于降低成本的影响的前提下,大型常规动力航母的成本是核动力航母的80%,在考虑规模影响的前提下,10艘核动力航母的资金投入足够建造13艘常规动力航母。
说个很有意思的事情,美国国会曾经立法:任何时候美海军现役航母不能少于12艘。
现在美国显然已经“违法”了,造成这种现状的原因之一,也有当年枉顾实战需求全然为了面子与心理满足感退役常规航母有关,1991年海湾战争打伊拉克时候,美海军的主力也是常规动力航母。
最后我想说:不要觉得美国人干了什么,中国就要跟着去做,否则要是美国人吃屎,也得跟着去吃吗?
中国现在搞核动力航母最大的优势就是跟人说“美国人有的东西咱也有”,除此之外现实层面上没有任何好处,真正核动力有明显优势的领域是潜艇上。
“核常之争”这个问题美国人几十年前就在研究,最后他们选择核动力是一系列复杂因素导致的结果。
比如说尼米兹级最开始其实计划也是常规动力航母,只不过赶上当时美国国防部长麦克纳马拉心血来潮支持海军尝试新鲜事物,这才把尼米兹级首舰修改设计改成了常规动力航母。
从技术层面讲,其实核动力航母更不适应中国海军的需求,因为续航这个优势也会完全不存在,中国海军在技术上讲后勤保障需求是比美国海军更大的,美海军的航母战斗群主要靠舰载机作战。
随行一艘综合补给舰上的弹药储备完全够用,但中国海军的航母战斗群是“双旗舰”的配置,除去航母以外,055、052D驱逐舰上也有大量的远程导弹,垂发打完就需要补给装弹。
在作战中后勤需求比美军更甚,这种情况下核动力航母不烧油的优点都会被抹平因为整个舰队其他后勤需求是大头。
中国海军当下最重要的目标,还是迅速发展起来堪用的海军航空兵,因为当下的西太平洋、东海南海的形势已经很紧张了,如果以核动力航母作为主要战力,参考美国,他们任何时候只有三分之一的航母能够作战。
另外三分之二都在大修和训练,中国要是这样的话现在三艘航母就真只能拉出去一艘了,但如果是成熟的常规动力航母,三条船能够拉出去两条,这对于当下主要矛盾在于“船不够多”的中国海军来说孰优孰劣非常明显。
军队打仗是第一要务并没有必要为了面子去对标竞争对手,冷战时期苏联其实就有这种心态去搞“对标”,最后是个什么结果呢?
美国海军其实也面对着同样的矛盾,如果现在美军的航母都是常规动力,西太平洋地区的兵力紧张状况可以很好地环节,他们不回过头搞常规动力航母。
完全是因为没有技术储备,小鹰号退役以后他们已经找不到配套产业与人才了,而且如果航母都不用核动力,美国最后一家研究船用核反应堆的企业也得破产。
未来会在不久之后下水的004,吨位上肯定会超过003,不过在一些技术上会是什么样子我们可以参考一下英国的伊丽莎白女王级,那个船虽然不大也没有弹射器。
但是技术上,特别是其动力系统与船电系统的技术水平,那是要比美国的福特级还要更加先进的,004的技术方向很明确,就是以类似的先进技术去发展平甲板的大型舰队航母,而不是跟着美国人往坑里跳。
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