4月26日，我國(guó)自主建造的首艘航空母艦下水。新一代航母供電的發(fā)展趨勢(shì)是什么？下面就為你解答這些問(wèn)題。

 

    航母的動(dòng)力從哪兒來(lái)？

    現(xiàn)代航空母艦按動(dòng)力裝置可分為核動(dòng)力航母和常規(guī)動(dòng)力航母。現(xiàn)代大型航母多用蒸汽輪機(jī)和核反應(yīng)爐，小型者則使用燃?xì)鉁u輪機(jī)（有些外加柴油機(jī)輔助），而中大型傳統(tǒng)起降航母則使用蒸汽輪機(jī)。

    若其蒸汽來(lái)源為核反應(yīng)爐者則為“核動(dòng)力航空母艦”，否則即被稱作“常規(guī)動(dòng)力航空母艦”。無(wú)論是常規(guī)動(dòng)力航母，還是核動(dòng)力航母，它們動(dòng)力的直接來(lái)源都是高壓蒸汽，用蒸汽來(lái)推動(dòng)汽輪機(jī)。航母的蒸汽一部分要推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)船體前進(jìn)，另外一部分用來(lái)為全艦發(fā)電和艦載機(jī)的起飛蒸汽彈射。在蒸汽和汽輪機(jī)階段，航母和熱電廠有很多的設(shè)備和生產(chǎn)流程幾乎一致。

    常規(guī)動(dòng)力航母的動(dòng)力系統(tǒng)，相當(dāng)于把一個(gè)中型熱電廠的設(shè)備搬到一艘大船上。它的動(dòng)力直接來(lái)源是高壓蒸汽，用蒸汽來(lái)推動(dòng)汽輪機(jī)，汽輪機(jī)輸出的高轉(zhuǎn)速，通過(guò)齒輪減速系統(tǒng)，再傳遞給四根動(dòng)力大軸，大軸帶動(dòng)船尾的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，靠水的反推力前進(jìn)。蒸汽輪機(jī)本身功率很大，在驅(qū)動(dòng)軍艦前進(jìn)的過(guò)程中也同時(shí)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，就可以滿足航母的日常用電了。

    核動(dòng)力航母的動(dòng)力系統(tǒng)，須有核反應(yīng)堆、高壓蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)這三大件。由于能源來(lái)源是反應(yīng)堆，反應(yīng)堆幾乎可以提供無(wú)盡的蒸汽，在船不運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，絕大部分蒸汽用來(lái)發(fā)電。航母上有完整的供電系統(tǒng)，可以根據(jù)電力負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，即使反應(yīng)堆不工作，也可以通過(guò)備用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，保證基本的供電。

 

    航母還能拿來(lái)供電？——點(diǎn)亮一座城市綽綽有余

    航母的動(dòng)力系統(tǒng)到底有多強(qiáng)呢？據(jù)悉，航母的動(dòng)力系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)熱電廠。航母的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)，是一個(gè)封閉的循環(huán)，底倉(cāng)有大量的冷凝設(shè)備從船體外通過(guò)進(jìn)水管道吸收大量的海水來(lái)降溫，可以通過(guò)熱交換生產(chǎn)大量的蒸餾水和生活熱水。航母只要運(yùn)行，就不缺飲用水和生活熱水，航母艦員幾千人，可以天天洗澡都不缺熱水，這是其他小型艦艇做不到的，因?yàn)楹侥竸?dòng)力系統(tǒng)的功率實(shí)在太大。

    一條6萬(wàn)到8萬(wàn)噸的常規(guī)動(dòng)力航母，本身動(dòng)力總功率達(dá)到30萬(wàn)馬力上下，其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)能為20萬(wàn)人左右的城市供電并提供冬季供暖的熱電廠。1930年，美國(guó)海軍就用航母執(zhí)行了一次“另類救災(zāi)”，讓當(dāng)時(shí)最高新的航空母艦臨時(shí)客串了一把發(fā)電廠。

    因此，航母的用途不止是為作戰(zhàn)服務(wù)，另辟蹊徑的話未來(lái)可能會(huì)發(fā)掘出更多的用途也說(shuō)不定！比如說(shuō)利用退休航母充當(dāng)海上鉆井平臺(tái)或者海上移動(dòng)核電站。

 

    新一代航母將實(shí)現(xiàn)全電力化

    新一代航母對(duì)電力的需求將大大增加，電磁彈射器、新的雷達(dá)系統(tǒng)和電子設(shè)備都將成為用電大戶，因此在新一代航母的典型代表身上均帶有鮮明的“電氣化特征”。

    新一代航空母艦將實(shí)現(xiàn)全電力化，這是信息時(shí)代航空母艦技術(shù)發(fā)展的一大特點(diǎn)，這樣的航母，更是一艘發(fā)電能力強(qiáng)大的水上移動(dòng)核電站。全電力化主要包括安裝高新、安全、長(zhǎng)壽命的高功率核反應(yīng)堆，以及高功率密度、安全的電力變換和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，應(yīng)用于電力驅(qū)動(dòng)、電力彈射和阻攔裝置，未來(lái)還可能用于電力裝甲和超高速武器的發(fā)射等。

    如高新的福特級(jí)核動(dòng)力航母，電能成了全船動(dòng)力的核心，蒸汽輪機(jī)大部分動(dòng)力都用來(lái)發(fā)電，總發(fā)電功率高達(dá)10萬(wàn)千瓦級(jí)別。相較于機(jī)械式推進(jìn)的航母，全電化的航母可以用一套（柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)等）原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組來(lái)產(chǎn)生電能，既用于艦船的推進(jìn)，也用于其他設(shè)備對(duì)電力的需求。發(fā)電機(jī)將高速原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)電力傳輸線將電能傳遞到艦船后部的推進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)推進(jìn)電機(jī)工作，推進(jìn)電機(jī)與螺旋槳直接連接，從而將電能轉(zhuǎn)換為螺旋槳旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能來(lái)推進(jìn)艦船運(yùn)動(dòng)。整條船連四根動(dòng)力大軸都取消了，并且艦載機(jī)的彈射和攔阻，都是全電化，航母將通過(guò)電力而不是蒸汽來(lái)彈射飛機(jī)。這就是目前最高新的全電艦艇。

    目前，中國(guó)在航母上實(shí)現(xiàn)全電推進(jìn)并不存在技術(shù)瓶頸。據(jù)悉，中國(guó)的船用綜合電力系統(tǒng)采用了中壓直流技術(shù)，處于世界領(lǐng)先水平。中國(guó)是目前世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)中壓直流綜合電力系統(tǒng)的國(guó)家。相比目前在英國(guó)“伊麗莎白女王”航母以及美國(guó)DDG1000型驅(qū)逐艦上采用的中壓交流綜合電力系統(tǒng)，中壓直流系統(tǒng)更加高新，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔，動(dòng)力轉(zhuǎn)換率更高。

 

 

以上由武漢凱迪正大整理提供