中国造核动力航母有多难?核潜艇只有五国能造,核航母门槛更高

中国造核动力航母有多难?核潜艇只有五国能造,核航母门槛更高

航空母舰,是当今世界海军装备中的霸主,是各国海军都梦寐以求的舰队核心,而核动力航母更是航空母舰中的骄子,是当前人类船舶科学技术的顶尖作品。

中国造核动力航母有多难?核潜艇只有五国能造,核航母门槛更高

核动力潜艇,特别是搭载了战略导弹的核潜艇,是目前人类建造的单艘威力最大的武器,一艘搭载十多枚潜射弹道导弹的战略核潜艇其火力投送能力甚至超过一整支航母战斗群。不过,仔细观察不难发现:尽管都是核动力驱动,但是全球能够建造核动力潜艇的国家只有5个,而能造核动力航母的国家,至今也只有2个。实际上核动力航母的技术门槛相对于核潜艇而言,提升绝不是一星半点那么简单。

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(全球只有美法2个国家有核动力航母,图中为尼米兹级和戴高乐号)

舰用核动力装置的基本原理是一样的,都是利用核材料衰变放热的原理烧开水。通过烧开水产生的高压水蒸气带动蒸汽轮机,为舰艇提供动力,同时带动发电机,给舰艇供电。然而就是这个烧开水的过程,在潜艇和航母之间却有着巨大的技术鸿沟。

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以核潜艇为例,目前全球可以独立建造核潜艇的国家大概算五个半,分别是美国、英国、法国、中国、俄罗斯和印度。前五个是联合国五强,这个不需赘述,最后半个自然是南亚大国印度,印度目前自制的”歼敌者”号虽然没有任何动静,但是起码确认是造出来了,所以算”半个”。

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(潜艇核反应堆示意图)

但是如果仔细研究就会发现,全球装备核动力航母的国家目前只有美国和法国,而严格来说,拥有专用航母核反应堆的国家,只有美国,法国都没有。航母核动力系统的门槛就是这么高——全球近200个国家,目前只有美国一家能造。

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实际上舰用核反应堆最初就是由潜艇核反应堆发展而来,但是航母并非一般的舰船,因此航母使用的核反应堆有其自身独特的要求。这个要求主要归结起来就是不必在乎噪音水平,但是功率要大。

首先,潜艇的作战环境特殊,因此静音是潜艇最好的保护,所以潜艇使用的核反应堆第一要求就是静音,在冷战期间,苏联的核潜艇部队是全球首屈一指,但是由于苏联的技术水平不行,导致苏联核潜艇的平均噪音明显大于同期美式核潜艇,这让苏联核潜艇在水下对战中反而经常处于劣势。

但是航母就没有这种要求,航母本身排水量就大,而且是水面舰艇,因此航母有足够的空间使用各种静音隔音的技术和设备,而且航母通常以舰队形式活动,整个舰队的噪音无论如何也大于一艘单独的军舰或者潜艇,所以降噪本身对航母意义不大。

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(航母和核潜艇的战术要求不同,因此无法直接通用动力装置)

其次,航母核反应堆的功率要远远大于核潜艇的反应堆,因为即使是吨位巨大的战略导弹核潜艇,其排水量也远小于航空母舰。目前美军的俄亥俄级战略导弹核潜艇水下排水量仅为1.8万吨,俄罗斯目前现役最先进的”北风之神”级战略核潜艇排水量为2.4万吨,仅相当于现代轻型航母的水平,而历史上最大的台风级核潜艇,其排水量也仅有4.6万吨,略大于法国和印度的航空母舰,但是和10万吨的美军核动力航母相比,可谓是小巫见大巫。

正是由于核潜艇吨位较小,因此对于动力装置的功率要求相对较低,而航母为了顺利放出和回收飞机,对于航速有严格的要求,这也意味着航母对于动力系统的功率要求非常高。

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(全球最慢航母——法国海军戴高乐号航母)

同样以前苏联台风级核潜艇为例,台风级安装有2台VM-5型核反应堆,配套2台GT3A型蒸汽轮机,整个动力组总共输出功率8.6~10万马力,而满载排水量9.4万吨的企业号核动力航母则安装了8台西屋公司的A2W核反应堆,总共输出功率高达28万马力!企业号核动力航母的满载排水量不到台风级核潜艇的2倍,但是动力输出却达到了台风级的约3倍!航母对于动力系统的要求之高由此可见一斑。所以从这个角度上说,那种认为可以直接把核潜艇的核反应堆直接搬上航母的看法无疑是在讲笑话。而且其实这个亏,法国海军是吃过的。

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当初法国在建造戴高乐号航母时,就想当然的把凯旋级核潜艇的核反应堆直接装在航母上,结果试航时发现功率不足,航母最高只能跑到25节(法国海军死不承认,坚持称可以跑到27节,所以就见仁见智吧),因此被戏称为最慢航母(即使按27节算,也是最慢航母)。在实际使用中存在诸多不便,特别是由于航速低,不仅舰队部署速度慢,而且由于航速慢,在起降阵风战斗机时,其限制条件比美式航母还要苛刻,总之就是一句哪哪都不好用,再加上价格昂贵,所以法国政府直接取消了2号舰的建造计划。

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(093型核潜艇的技术性能相当高,但其核反应堆却不能直接”移植”到航母上)

对于正在发展航空母舰的我国而言,稳扎稳打才是最优的方案。目前我国在潜艇用核反应堆技术方面已经比较成熟,经过091/092和093/094两代核潜艇的设计开发,我国已经充分掌握了潜艇用核反应堆的技术。目前我军现役093型核潜艇已经基本达到美军现役”洛杉矶”级核潜艇后期型的水平,尽管和美军最新的”弗吉尼亚”级还有差距,但是已经具备与美国核潜艇正面对抗的基本实力。

但是对于核动力航母所使用的核反应堆而言,我国依然是空白,而且有法国海军的教训在前,我们自然不可能简单地把核潜艇反应堆直接搬上航母。有鉴于此,我国有必要开发单独的舰用大功率核反应堆,只有突破这一技术,才能保证中国核动力航母的作战性能。

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(核动力航母也需要进行日常补给,而为航母护航舰队也同样需要补给)

如果单纯从战术角度看,我国其实并没有必要一定要开发核动力航母。因为航母不会单独出航,通常是以舰队形式执行任务,而由于为航母护航的驱逐舰、护卫舰等舰艇并非核动力舰艇,因此这些船只一样需要进行海上加油,同时经过作战后任何军舰、包括航母都需要补充弹药和给养。所以单纯给航母装上核动力装置,并没有太大的战术优势。

但是研发航母配套的核动力系统,将会带动有关核技术及其周边技术的发展,客观上促进一个国家的科学技术的进步,所以从这个角度上说,我们中国的航母发展规划最终一定是发展类似于美军那种大型核动力航空母舰,而”啃”下舰载大功率核反应堆这块硬骨头,无论是对于国防还是对于民用科技发展,都有着重要的战略意义。

中国造核动力航母有多难?核潜艇只有五国能造,核航母门槛更高

(虽然现在我国海军2艘航母均为滑跃式起飞设计,但是很快会装备带弹射器的”大平顶”型航母,不过大型核动力航母可能还需要等上一段时间)