前面在讨论福建舰的动力时，分析认为福建舰的主动力可能是核动力，辅助动力可能是以燃气轮机和柴油机。就有人问为什么航母上的动力种类会这么多。这一篇文章我们就来聊聊这个问题。首先我们要知道航母的动力装置数量很多，不但数量多种类也多，对航母来说这是基本操作。我们看下美弟和俄罗斯航母的动力配置情况就知道了。

从图上美俄航母的辅助动力配置可以看到，美俄航母都有两种不同类型的辅助动力。对于常规动力航母来说主动力是蒸汽动力，辅助动力是蒸汽机和柴油机。核动力航母类似，主动力是核动力，辅助动力也是蒸汽机和柴油机。作为辅助动力使用的蒸汽机，其真正的动力来源是来自动力主机的蒸汽。区别无非是蒸汽由核反应堆提供还是由燃油锅炉提供。也就是说所有航母除了主动力都有辅助动力存在。那么为什么这么设计呢，辅助动力的存在是为了解决几个问题，一是提供可靠性冗余，二是作为应急动力，三是发电。航母作为人类设计的最大最复杂的武器平台，其可靠性是非常重要的。因为航母是海上作战体系的核心，不能因为动力出点问题就立马趴窝啥也不能干。所以动力要有冗余，这就有了辅助动力，比如应急动力柴油机，在蒸汽动力或核动力出故障时提供应急动力。但是通常不会再用同类的蒸汽动力来做辅助动力，因为同类设备往往容易出现同类故障，而且因为航母上的蒸汽动力系统往往不是一套两套，通常是四套。所以再用同类动力做辅助动力意义不大。

另外辅助动力还有一个重要任务是发电，因为航母上有很多用电设备。这种情况采用柴油发电机组就比较合适，因为柴油机的热效率要比主动力高，比较省油。常规动力航母通常使用的蒸汽动力，其热效率只有25%左右。即使上个世纪的核动力也只有20%左右，到了三代一体化反应堆才提高到30%左右。而柴油机的热效率在40%-50%。所以航母上都会有很多柴油机，用来做应急动力或者发电机组。而燃气轮机在航母上出现得比较晚，因为早期的燃气轮机热效率不高，因而耗油量大，而且燃料也比较贵。只是到了二十一世纪，燃气轮机的热效率提上来之后，才出现了使用燃气轮机作为主动力的航空母舰，比如英国的伊丽莎白女王级航母。该型航母使用两台罗罗公司的MT30燃气轮机作为动力。MT30燃气轮机最大功率36兆瓦，热效率40%。另配四台柴油机作为辅助动力，其中2台单机功率11兆瓦级的16V38B柴油机，2台单机功率9兆瓦级的12V38B柴油机。

其实燃气轮机如果采用复杂循环或联合循环热效率可以进一步更高，比如可以提到60%甚至85%，但是代价是结构会变得比较复杂，而且功率密度会有所下降。所以军用的燃气轮机以简单循环居多，少数采用复杂循环。像我国的QD400燃气轮机就采用了间冷技术。简单地说就是燃气轮机的高压压气机把空气压缩后空气温度会上升，在进入燃烧室的时候就已经达到七八百度了，而燃烧室能够承受的温度是有上限的。所以从七八百度提升到涡轮前进气温度的温升是有限的，这就限制了燃气轮机的作功能力。间冷就是把高压压气机压缩过的空气经过散热器散热之后再进入燃烧室。这样就有了更大的温升空间，就可以喷入更多的燃料，以获得更大的功率和热效率。所以我国的QD400燃气轮机能达到40兆瓦的功率，比MT30的36兆瓦还高，其实QD400的核心机只是25公斤流量的太行发动机的核心机。而且QD400燃气轮机的热效率可以达到42%，比MT30的40%还高。相比较而言简单循环的燃气轮机，比如国产GT25000燃气轮机，其热效率只有36%左右。如果在间冷技术的基础上再增加回热技术热效率会更高。回热技术就是对燃气轮机排出的高温废气进行回收利用重新导入燃烧室，这样可以省掉一部分燃料，从而提高热效率。

比如英国45型驱逐舰上装备的WR-21燃气轮机。其功率为25.2兆瓦，热效率可以超过43%。功率最大的军用燃气轮机是GE的LM6000PC。军用的燃气轮机基本上就是这样，至于民用的燃气轮机功率和热效率更高，但是体积也要大很多，而且功率密度不如军用燃气轮机。燃气轮机的技术优势是功率密度高，同等功率下燃气轮机的体积只有柴油机的三分之一到五分之一。热效率比柴油机要差一些，但差距不是太大。而且功率提升和减速的速度也比柴油机快很多。所以对于核动力的电磁弹射型航母来说使用一部分燃气轮机来部分代替柴油机是个不错的选择。对于福建舰这样的电磁弹射型航母来说，电力需求是比较大的，参考美弟福特级航母，首舰福特号的总发电量是192兆瓦。后续同级舰又增加了两台柴油机，总发电量在210兆瓦左右，和福特级的推进功率209兆瓦基本相当。其中使用核反应堆蒸汽的汽轮发电机组提供了104兆瓦，其余是柴油机提供的，也有100兆瓦左右。

至于柴油机提供的这100兆瓦左右的电力为什么不让核反应堆来提供，前面我们已经说过好多遍了。为了论述的完整性，我们再重复一遍。主要是因为这210瓦的电力当中有一半左右是日常用电，功率比较稳定而且基本上是24小时连续运转中间不停顿的。所以这104兆瓦是汽轮发电机组提供的，动力来源是核反应堆的蒸汽。而另一部分是不稳定的，工作时间很短，大部分时间都不需要。这部分电力需求是来自电磁弹射器、雷达电子战设备以及未来可能的激光武器的。这部分的功率也不小，也有100兆瓦左右。如果这部分电力也交给核反应堆来提供，会迫使核反应堆大范围快速调节功率，对核反应堆安全稳定运行不利，甚至非常危险，所以在福特级航母上这部分电力是交给柴油机来负责的。

但是这样的搭配仍然不是很完美，因为交给柴油机提供的电力功率仍然不小，毕竟也有100兆瓦左右。而且对于出现比福特级更晚的福建舰来说，电力需求更大，波峰部分电力需求也可能更大。如果全部使用柴油机会造成柴油机数量比较多，至少要十几台，而且占用体积也非常大。像福特级可能就是这样，如果想要柴油机数量不要太多，可能就要使用中速柴油机，这样体积会更大。因为柴油机分为高速柴油机、中速柴油机、低速柴油机三种，速度越低功率密度越低。适合军用的是高速柴油机，但高速柴油机功率不易做大，通常都不超过10兆瓦。如果需要再大功率，就只能去中速柴油机里去找了。低速柴油机功率甚至可以做到几万马力，但是功率密度已经非常低了，重量能达到二三千吨，高度能达到五六层楼房的高度。这样的柴油机已经不适合在航母上使用了。

如果福建舰的辅助动力要全部使用高速柴油机，可能需要十几台，数量过多了，而且会浪费很多舰内空间。所以对福建舰来说，辅助动力采用燃气轮机和柴油机的组合是更为理想的的选择。燃气轮机用来满足电力负荷中的峰值部分，虽然燃气轮机耗油量大，但是工作时间短，总耗油量仍然不多。对于日常供电部分，大部分通过汽轮发电机组提供，汽轮机使用核反应堆的蒸汽可以不用烧油，剩下的让柴油机来补充。如果让燃气轮机去提供日常部分的供电是不划算的，因为虽然功率不是很大，但长时间连续工作，耗油量仍然非常可观。所以在福建舰上，辅助动力采用燃气轮机和柴油的搭配才是最完美的。