福建舰如果采用常规动力是否会比采用核动力更早形成作战能力?

晓凡聊趣事 2023-12-19 13:09:16

福建舰近期照片

前面在讨论我国福建舰采用何种动力系统的时候。有人提出了一个观点,认为福建舰需要尽快形成作战能力,以应对台海局势,所以福建舰采用的应该是常规动力。持这种观点的人显然以为,我国研制蒸汽动力系统所花时间要明显要短于核动力。或者说蒸汽动力系统要比核动力系统更简单,所以研制建造常规动力航母所花时间必然要更短,形成作战能力就更快。很明显这些逻辑都是想当然的想法,因为持这种想法的人相当多,所以我们有必要专门拿出来讨论一下。

1.我国并没有任何独立研制军用蒸汽动力系统的经验

俄系航母使用的蒸汽锅炉

首先要说作为常规动力的蒸汽动力系统确实要比核动力系统更简单。但是据此认为,我国研制蒸汽动力系统的速度就一定比研制核动力系统的速度更快,这其实并不靠谱。因为我国并没有任何独立研制军用蒸汽动力系统的经验。在我国的军用舰艇当中,采用蒸汽动力系统的是少数。只有051型驱逐舰,采购自俄罗斯的四艘现代级驱逐舰,辽宁号、山东号航母等采用蒸汽动力。051驱逐舰的动力技术是引进的,现代级驱逐舰是人家造好的。辽宁舰是人家造了大部分,我们接着续建的,从乌克兰拖回来的时候动力系统就已经有了。而山东舰的动力系统仿制改进自辽宁舰的动力系统。所以可以说我国并没有任何独立研制军用蒸汽动力系统的经验。

2.如果要为福建舰研制蒸汽动力系统,首次独立研制就要打破世界纪录

但是,如果我们要为福建舰研制蒸汽动力系统,将是一件难度不小的任务。因为我们不但没有独立研制军用蒸汽动力系统的经验,而且首次独立研制就要打破世界纪录。因为福建舰是电磁弹射型航母,对电力的需求要比蒸汽弹射型航母大很多。这就导致电磁弹射型航母的主机功率要远远大于蒸汽弹射型航母的主机功率。我们可以参考一下电磁弹射型航母的动力需求。以福特级为例,其推进功率为209兆瓦,首舰发电功率192兆瓦,后续舰发电功率210兆瓦。

福特级发电功率中一部分是核动力提供的,核反应堆提供的蒸汽推动4台26兆瓦汽轮发电机组提供了104兆瓦的电力。剩下的106兆瓦电力是辅助动力柴油机提供的。也就是说福特级的主机功率是209+104=313兆瓦。我国的福建舰研制的时间要比福特级晚了一二十年,舰上用电设备更多,功率更大,所以对动力系统的功率需求更大。估计福建舰的主机功率可能需要达到330-350兆瓦的样子。

辽宁舰或山东舰使用的蒸汽锅炉

这就意味着如果我们要为福建舰配套蒸汽动力系统,需要大幅增加燃油锅炉的功率,或者大幅增加锅炉的数量。以辽宁舰为例,其推进功率是149兆瓦,主机提供的蒸汽推动9台1.5MW的汽轮发电机组发电13.5兆瓦,所以其主机总功率为162.5兆瓦。而辽宁舰的蒸汽动力系统一共包括八台锅炉。所以福建舰如果要采用常规动力系统,用老型号的锅炉至少要16台。

考虑到还有辅助动力需要提供106兆瓦的电力。这部分电力不用柴油机发电就需要蒸汽动力来发电。因为蒸汽动力的成本要比柴油机动力便宜,所以这部分电力十有八九还是需要蒸汽动力来提供的。所以如果福建舰采用蒸汽动力,即使少部分使用柴油机,所需的锅炉数量也需要达到20-22台。但是如何协调这么多锅炉的工作本身就是个难题。这样的动力系统的结构会变得空前复杂,运行维护的技术复杂程度和成本也会大幅上升。

现在常规动力在出勤率和成本上已经不如核动力了

如果要把锅炉数量控制在原来8台,那么单台锅炉的功率至少需要提高到原来的2.5倍。这样高功率的锅炉肯定是要打破世界纪录的。不光是锅炉的问题,对应的蒸汽轮机也会遇到和锅炉一样的问题,如果用旧型号,数量会增到原来的2.5倍。如果要保持原来的数量,那么功率要增加到原来的2.5倍以上。在我们没有独立研制蒸汽动力系统经验的情况下,努努力研制出来肯定没有问题,但是要想研制速度超过核动力是无法保证的。这和蒸汽弹射器和电磁弹射器的研制情况类似,电磁弹射器技术比蒸汽弹射器技术更复杂,我国研制电磁弹射器的时间也更晚,但是最终上马的是电磁弹射器。所以认为福建舰上马常规动力就会比用核动力更早形成战斗力,这其实也就是个想当然而已。

3.即使为福建舰研制蒸汽动力系统,仍然也只是个过渡

我们需要明白一点,对于我国的航母动力系统来说。即使采用蒸汽动力系统也只是个过渡,最终仍然需要过渡到核动力系统。因为核动力系统有常规动力无法比拟的技术优势,那就是需要消耗的核燃料很少,在50年的服役周期内只需要换料一次,几乎具有无限的续航能力。另外很多人认为的常规动力要比核动力的出勤率更高,成本更低这个已经是上个世纪的老黄历了,现在情况早就已经变了。现在是核动力的成本和出勤率要优于常规动力。这个问题我们前面已经说过很多遍,这里不再重复,感兴趣的可以去看我们前面的文章,链接放在本文末尾。

核动力系统相对于常规动力系统有个很大的优势就是消耗燃料非常少

很多人可能又要说,核动力和常规动力都是烧开水的。这句话当个梗说说也就罢了。但是你要清楚,常规动力和核动力的性能天差地别,不是说个梗就可以抹杀性能上的差距的。对于我国来说,采用常规动力还有一个劣势,会限制我们采用常规动力,那就是我国缺乏海外基地。我国虽然在吉布提有一个后勤补给基地,但是补给基地数量远远不够用。而且这个问题在短期内也无法解决。这样我国就必须依赖后勤补给船往返本土来支持航母战斗群在印度洋和中东地区的运作。那里是我国的海上能源和贸易通道。如果福建舰采用采用常规动力,那么就需要大幅增加补给船的数量来运输航母航行所需燃料。我国的辽宁舰和山东舰从未去过印度洋和中东地区,跟这个问题有很大关系。

航母战斗群的运作离不开大量后勤船只的补给

很多人在考虑后勤补给问题的时候,只说补给花不了多少时间。但从不提要增加多少后勤补给船只,也不说要为补给船增加多少护航兵力。这些不光是巨大的成本开支,而且还会让我们的航母战斗群留下一个严重的短板。因为世界上大部分海峡都控制在美弟手里,我国周边遍布美弟的军事基地。我们的补给船队如果被限制,对于我国的航母战斗群来说就是个严重威胁。即使没有这个问题,后勤补给也会处于疲于奔命的状态。

4.我国为福建舰研制核动力系统在时间进度上没有问题

如果我们为福建舰研制核动力系统,那么在时间进度上能不能赶上福建舰建造呢?这个其实没有一点问题,因为我国很早就计划建造核动力航母了。为航母动力系统配套的陆上模式堆的试验工作多年前就已经展开。据外电报道,我国在2016年左右就已经启动了HEA项目,这个可能就是我国军用反应堆的陆上模式堆项目。这个项目包括了航母和核潜艇使用的两种型号的核反应堆。在公开的技术文献中也提到,这个项目涉及到同堆异构件。通俗地讲就是同一种反应堆安装在不同的平台上需要有不同的适配构件。也就是说这个项目是考虑过在航母和核潜艇两种平台上运作的。

玲龙一号是军转民的技术成果

从另一个角度来说,我国核电技术的水平和积累是远远超出蒸汽动力技术的。这非常有利于我们按时顺利完成福建舰配套核动力系统的研制工作。我国的ACP100玲龙一号反应堆是我国新一代军用反应堆军转民的科研成果。而现在我国ACP100反应堆的建设工作也已经进行到反应堆吊装工作完成的阶段。这就意味着原来军用反应堆的陆上模式堆的试验工作肯定早已结束。而且在ACP100基础上发展出来的ACP100S船用堆的陆上模式堆的试验工作也在2018年就结束了。所以完全可以说,我国如果要为福建舰配套核动力系统,在工程进度上没有任何问题,不会影响福建舰的建造进度,也不会影响福建舰形成作战能力的速度。所谓福建舰采用常规动力会比采用核动力更早形成作战能力,这只是个想当然的想法。

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