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未來國產航母,能否用核能無軸推進?數量8艘可能還「保守」

2024-05-15軍情

在全世界註視的目光中,我們的「福建」號航空母艦完成了為期8天的航行試驗任務,在5月8號下午返回了江南造船廠碼頭。按照官方媒體公開的訊息, 這次航行試驗的主要目的是針對動力以及電子等子系統和器材,進行測試,結果證明達到預期。

接下來,福建艦還會繼續進行海試工作,預計服役時間是明年底或者2026年上半年,我知道大家很急但大家這次真的不用急,按照正常的海試流程,這個時間是合適的,一般情況下,一艘航母的海試工作持續時間就是1到2年,當然也有特殊情況,一種是美國海軍的福特級首艦「福特」號,下水後經過3年5個月的時間,在2017年開始海試,但海試時間只用了3個月,原本以為這是帝國造船實力的體現,結果事實卻是,「福特」號在服役之後出現了不少本應在設計、建造以及海試期間解決的問題,比如在今年5月7日, 美國的國家利益網站就刊登了題為【海軍福特級航空母艦的噩夢才剛剛開始】的文章,裏面居然仍在吐槽艦上的廁所堵塞以及軍械升降機運轉不良等問題。

至於電磁彈射器故障率高的問題,其實也沒啥,畢竟是一款全新的技術,以前從沒人用過,老美的確是第一個吃螃蟹的,但事實上這個問題也確實在「福特」號服役之後困擾了美國海軍相當長的時間。還有第二種特殊情況,就是法國海軍唯一的航母「戴高樂」號,1994年下水,正式服役卻等到了2001年, 而且服役之後還是出現了動力系統問題,看法國最近跟咱關系處的挺好的,我也就不多說啥了。

總之航空母艦這種大型水面戰艦,真不是誰想造就能造的,有些國家以為自己的國家規模跟東大差不多,自己又有寶貴的航母實戰與營運經驗,看著東大這邊航母造的這麽好,就覺得自己也一定能造出國產的航母來,結果整了快20年了,中間經歷幾次下水,還是問題不斷,艦載機都只能進口國外的,自己國產的都不願意用。

當然我們也得承認,這些國家的航母使用經驗、建造和研發經驗,還有實戰經驗,確實比我們這個「新手」要強,美國海軍11艘核動力航母仍舊需要我們埋頭苦幹去追趕,不管怎麽說,美軍的尼米茲級確實是一型非常成功的核動力超級航母。 那麽今天我們就聊兩個問題:第一個就是未來我們的航母會發展成什麽樣?第二個就是我們的航母數量最終會有多少艘?

一個個來聊,技術這塊我打算分兩個部份, 一個是航母本身,主要想講講動力系統,一個是航母艦載機。 先說航母本身,首先可以確定我們未來是一定可以用上核動力航母的,因為在解決艦載核反應堆技術,以及維修保障難題之後,核動力航母能夠發揮出的戰鬥力就是比常規動力航母要強得多。

另外,未來航母動力系統不光只有核反應堆這一個東西,我們甚至還可以設想下,在新型艦載核反應堆輸出的澎湃能量面前, 能不能把航母的整個動力系統,變成無軸電推的方式? 先解釋一下什麽是「無軸電推」,往簡單點說,這種推進方式與傳統推進方式最大的區別就在於,它取消了傳動軸的設計,轉而是將驅動電機與螺旋槳等推進裝置連線,將電磁能轉化成動能,推動艦艇前進。

這種設計有一個最明顯的好處,就是被取消的傳動軸設計,不僅是增加了艦艇內部可用空間,同時也提高了能量轉化效率。 要知道,傳統的艦艇動力系統中,動力裝置產生的能量,絕大部份都被機械摩擦以及裝置內部的熱能轉換消耗掉了,只有小部份傳遞到了推進裝置身上,轉換成了推動艦艇前進的力。而這當中傳動軸產生的機械摩擦是不可忽視的,無論我們怎樣潤滑都不會將這個過程中的能量損失徹底降為0,這應當算是當下已知物理規律下無法避免的。

同理,無軸電推雖然依舊無法避免能量損耗,但相對更簡單的機械驅動設計會大幅降低能量在傳遞過程中的損耗率。 不過這項技術目前並不能套用於大型水面船舶上,主要的原因就是功率相對較小,目前只能在小型水面船舶以及小型潛航器上進行套用,多說一句,各國的下一代先進潛艇可能就會采用無軸推進技術,但對於大型航母來說,這個級別的功率一樣是不夠的,反面教材就是前面提到的「戴高樂」號航母,它的核反應堆就是直接從「凱旋」級核潛艇上移植的,結果就是鬧出了「心臟病」。

一艘大型航母,它對動力的需求通常都在20萬匹馬力及以上, 比如尼米茲級核動力航母的動力系統,是2座A4W壓水反應堆+4座渦輪蒸汽發動機,驅動原理簡要說下,就是核反應堆中的核分裂反應產生大量的熱能,這些熱能會加熱冷卻劑管道中的水,形成蒸汽,這些高溫高壓蒸汽會透過管道流入蒸汽輪機中,轉化為機械能和電能,為全艦供電,也驅動航母的4個螺旋槳產生前進推力。

尼米茲級航母的動力高達26萬馬力,每一台A4W壓水堆的功率為550百萬瓦熱(MWth),數值上等同於550兆瓦(MW),而目前無軸推進技術的最佳選擇——永磁同步交流電機的功率,大約可達到36.5兆瓦,顯然兩者在功率上相差較大。 所以我們可以得出結論,未來無軸推進技術有希望用在航空母艦身上,但前提必須是解決功率相對不足的問題。對這個事我個人是比較樂觀,覺得有希望的。誰給的希望?當然是包含「武安護國電磁顯聖真君」馬偉明院士在內的一眾軍工科研工作者啦!

接下來要說的就是艦載機了,基本上可以確定,福建艦上會搭載彈射型殲-15,以及殲-35隱身艦載機,這兩者會組成福建艦的主要打擊力量,高低搭配,同時還會有鱉版「先進鷹眼」艦載預警機上艦,這個不用懷疑,只是目前關於實機,沒有太多官方訊息報道出來,也就不多說了。 有一說一,咱們的解放軍能造出來這樣的航母打擊力量,在這顆星球上也是唯二的了,另一個就是美軍嘛。

而關於未來的航母艦載機,我覺得有一條幾乎是不會變的, 那就是艦載戰鬥機部隊,大概率也會朝著全隱身化方向發展,非隱身的艦載機在未來的作用可能會越來越小,直到結束歷史舞台。 我的理由是,我們口中所說的隱身戰機並非是只有隱身這一個優勢,而是會在機動能力、資訊化、智能化等多個方面全方位超越非隱身戰機,目前來說隱身戰機和非隱身戰機相比,它們載彈量確實處於劣勢,但這在技術上並非無法解決,現階段在面對實力不對等的對手時,完全可以用野獸模式+強力電子幹擾手段來抵消這一劣勢,把敵人的「眼睛」蒙上了,那可不就在他們面前「隱身」了嗎?

即便是面對實力對等,甚至超過我們的對手,這個問題也不會造成太大影響,我們完全有能力為隱身艦載機掛載的彈藥進行隱身化設計,盡可能降低其外掛在機腹、機翼下時的RCS面積,另外,對面在遇到我們時,也會遇上同樣的問題,誰讓他們把咱定位成了「主要的戰略競爭對手」呢? 當然了,這一切都是需要軍費的,所以……

另外,具備高度智能的無人機登上航母,也是一大趨勢,咱們的福建艦在未來就有可能搭載攻擊型無人艦載機,由於是無人駕駛,所以無人機無論是在超音速飛行、高過載機動,還是在對人員傷亡的承受能力上,顯然比有人機要高得多, 而在福建艦服役期間,我們也可能見證中國的新一代有人駕駛艦載機與無人機搭配作戰的場面。

最後呢,再來說說另一個問題,就是未來我們國家的航母數量。 我是這麽想的,你看啊,咱們馬上要搞載人登月了,咱們主導的國際月球科研站也在做規劃了,那以後咱們在月球上站穩了腳跟,總得有點家夥事防身對不對?所以月球艦隊要搞起來,高低得配一艘航母吧?

再往後,咱們往更遠的行星搞探測、登陸、建設根據地,武裝力量是不是要跟上?再來一艘?什麽叫再來一艘?讓隔壁加米拉斯星人看見了,還以為我們中國人造不起呢!從水星到奧爾特雲,只要有咱家人常駐的地方,一個地方10艘!(你清醒一點!)

不好意思啊各位,這幾天太高興導致習慣性發癲了…… 認真點說,以我們目前推行的「近海防禦+遠洋護衛」的海軍發展方針來分析,我覺得8艘是合適的, 三大艦隊面對的戰略方向,每一個方向部署2艘,便於輪換戰備值班,剩下的2艘就用於在遠海大洋,我這裏專指第二島鏈以東的太平洋遠海,以及馬六甲海峽以西的印度洋上,執行維護中國航道安全的任務,並承擔針對國際突發重大事件的海上快速反應職責。

動力類別,一開始肯定是常規動力與核動力「混搭」,至於後面會不會發展到全部換成核動力航母的局面,得看情況。 現在影響美軍航母出勤率的,一是造船能力萎縮導致船台數量不夠,二是核航母維保時間長。我們現在,江南造船廠和大連造船廠都能建造並維修保養大型航母,這點比美國有優勢,並且以後未必不會出現新的能制造並維修保養大型航母的船廠。

而核航母本身的維保周期,很難被壓縮,一旦到了中期換料大修的時間點,就得「開膛破肚」。 所以,如果我們以後的造船能力可以做到讓2艘及以上的核航母同時進廠維修,那就可以考慮把常規動力航母全部退役,換成核航母。

同樣的道理,最終我們需要多少航母,答案不會是不變的,那時候我們的戰略需求、工業能力、經濟條件,以及世界格局都會成為影響這個答案的因素。 不過我相信,我們現在還遠沒有達到我們期望的目的,綜合國力的增長空間依舊巨大,到那時,我的「8艘航母」觀點,相較於未來的現實,可能會成為極端保守派觀點也說不定。