随着中国第三艘航母福建号的下水,关于003型航母的又一个谜团终于揭晓了。那就是该航母是否采用了核动力。虽然官方没有公开谈及该航母的动力问题,但是从下水仪式的照片以及此前的报道来看,这艘航母并没有采用核动力。那么问题来了,福建号为何没有采用核动力呢? 古语云,它山之石可以攻玉。我们来看看美法第一艘核动力航母发展情况。
美法第一艘核航母的诞生
1950年由于美国“核动力海军之父”海曼·里科弗的多方游说,美国海军开始研发核动力航母的可能性。1952年1月美国海军完成了航母反应堆的选型研究。1954年4月,里科弗提出一个包括潜艇、水面舰艇和航母反应堆原型堆的发展系列项目,并得到了批准。1954年8月美国第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号正式服役,引起世人瞩目。核潜艇突破常规潜艇的全部性能记录,显著提高了水下速度,而且可以长期水下航母不需要增加燃料。核潜艇的卓越性能引发建造核动力水面舰艇的呼声。
1956年美国海军正式发文,开始论证核动力航母的设计。美国人真正开始核动力航母的研究工作始于1957年8月,苏联在该月宣布成功试射一枚洲际导弹。美国海军决定将核动力航母列入1958年造舰计划。很快在美国海军“弗莱斯特”级航母的基础上,完成了世界第一艘核动力航母“企业”号的设计。1958年2月4日铺下龙骨,1960年下水,1961年服役。为了给“企业”号航母提供核动力,美国人采用了“鹦鹉螺”号S2W反应堆改造而来的A2W反应堆,不过该反应堆功率只有25兆瓦,这远远不能满足10万吨的企业号驱动的需求,为此美国海军给“企业”号装了8个A2W反应堆,总功率达到了200兆瓦。不过因为AW2型核反应堆所使用的铀浓度只有6%左右,所以,平均每隔5年,美国“企业号”航母就要入坞修理并且更换燃料。
无独有偶,法国的第一艘核动力航母“戴高乐”号也是采用了核潜艇的反应堆。凯旋级核潜艇的水下排水量有1.3万吨,而戴高乐号的满载排水量超过了4.2万吨。按照换算至少要装4个K-15反应堆。但是法国人没有美国人那么财大气粗可以装8个反应堆,最后只装了两个。这就导致该航母的动力严重不足,最高航速只有27节,一般只有25-26节。这个航速连此前的克里蒙梭级常规动力航母都不如。“戴高乐”号也获得了一份殊荣——二战后航速最慢的航空母舰。25-26节的航速远远满足不了航母弹射战斗机的速度,不过从美国购买的C-13-3蒸汽弹射器足以让22吨重的阵风战斗机弹射出去,算是弥补了航速不足的不足。
中国航母的核动力之路
既然现成的核潜艇反应堆不能用,那么该怎么办呢?目前唯一的可行的办法就是发展船舶用小型核反应堆,成熟后再用到航母上。可喜的是中国正在这样做。据报道玲龙一号(ACP100)是中核集团通过十余年自主研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆堆型,是继三代核电华龙一号后的又一自主创新重大成果。单台玲龙一号小型核反应堆的输出功率为125兆瓦,两台玲龙一号小型核反应堆组合起来将会产生250兆瓦的输出功率。这样输出功率足以为10万吨航母提供动力。
不过需要指出的是玲珑一号小型核反应堆由于采用了铀235,这种民用核燃料棒的丰度只有3%。浓度的高低将会直接决定这款核反应堆工作能力的时间长短和动力的强弱,如果丰度值过低的话,就意味着反应堆需要定期进行补充,以3%这个数值来说,航母如果用了这个反应堆,在理论上需要每两至四年的时间就要进行一次返厂补充燃料。而这个补给的时间是非常的漫长的,有可能需要一年多的时间才能搞定,而这对于航母的正常执勤来说,是不能接受的。因此玲珑一号只是一个起点。相信在基础上进行研发,可以预见在不远的将来,中国的004或者005号航母很可能是核动力的。
核动力与非核动力航母在战斗角度没啥区别
美国审计署GAO就专门对比过核动力的尼米兹级和常规动力的小鹰级,这两种不同动力航母的作战表现。小鹰级航母的体型稍小,排水量8万吨,但是他的发动机功率、载机量和航速都和尼米兹级差不多。如果从美国本土的圣迭戈海军基地出发,以28节的航速奔赴波斯湾作战。这个距离穿越了半个地球,航速也接近极速,可以说是两种动力航母在实战中能最大程度表现差距的作战场景了。然而对比的结果是,尼米兹级航母战斗群耗时17.9天,小鹰级航母战斗群耗时18.1天,只比尼米兹晚到了约5个小时,相比于整体花费的18天而言,核动力航母的优势并没有想象中的那么大。
从作战角度而言,面对高强度作战的情况下,无论航母采用何种动力,都不影响舰载机的放飞和回收效率。虽然核动力航母能比常规动力航母携带更多航空燃油,但制约航母作战效能的更多的是舰载机的弹药补给以及人员的疲劳程度。而弹药库容量则与航母本身的吨位有关,和动力系统并没有多大关系。GAO通过这2型航母都能达到相同的出击强度。即战争第一天170架次,随后的3到5天在140架次。随后舰员疲劳和设备维护限制下,每天维持在90架次。
在使用成本上,核动力航母则远超常规动力航母。首先,核动力航母价格高昂,美国人在规划福特级航母时,同时设计了核动力版本和燃气轮机版本。经过核算,核动力版本福特级航母的全寿命成本要高出11%,按照美军现在10艘航母规模不变的情况下,同样的预算可以多买一艘航母了。除了价格更贵,核动力航母的出勤率也不如常规动力航母。核动力技术复杂,需要更长的大修时间。想要给反应堆更换核燃料或者进行深度维护,都要等待相当长的时间让反应堆里的核燃料进入冷却期。按GAO的计算,核动力航母的可用出勤率总是比常规动力航母少一艘。而目前美军有10艘核航母,而且只有3艘处于可用状态。而同样的价格,可以运营11艘常规动力版本的航母并有5艘随时待命。
综上,是否采用核动力除了取决于技术方面,还要考虑经济以及战略的考量。有核动力航母更好,但是没有核动力也不影响航母的战力。(幂谈天下/张幂)
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