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快訊!第一艘國產航母成功下水!來看看航母動力吧!

萬眾期待的首艘國產航母下水儀式今日舉行!4月26日9時許,下水儀式在雄壯的國歌聲中開始。按照國際慣例,剪綵後進行「擲瓶禮」。隨著一瓶香檳酒摔碎艦艏,兩舷噴射絢麗彩帶,周邊船舶一起鳴響汽笛,全場響起熱烈掌聲。航空母艦在拖曳牽引下緩緩移出船塢,停靠碼頭。

這是第一艘國產航母!來看熱氣騰騰的一組圖!!

下水前的航母

海軍隊員已經在列隊準備

船上已經插滿了紅旗

準備下水

拖船已準備就緒,船塢后閘已經打開

第二艘航空母艦由自行研製,2013年11月開工,2015年3月開始塢內建造。目前,航空母艦主船體完成建造,動力、電力等主要系統設備安裝到位。

出塢下水是航空母艦建設的重大節點之一,標誌著自主設計建造航空母艦取得重大階段性成果。下一步,該航空母艦將按計劃進行系統設備調試和舾裝施工,並全面開展系泊試驗。

龐大的航空母艦,動力系統非常重要。經過近些年來的不斷發展,目前,我們可以拍著胸脯說:國產動力,很靠譜!

航母的動力從哪裡來

現代航母按動力裝置可分為核動力航空母艦和常規動力航空母艦。航母的輪機艙是整艘船的動力中樞,也是決定其重量與體積的關鍵之一,一般來說主機形式分作柴油機、燃氣渦輪機、蒸汽輪機和核反應爐。由於航母屬大型艦,以柴油機為主動力推力不足,而燃氣渦輪則燃料耗量大,故現代大型航母多用蒸汽輪機和核反應爐,小型者則使用燃氣渦輪機(有些外加柴油機輔助),而中大型傳統起降航母則使用蒸汽輪機。

若其蒸汽來源為核反應爐者則為「核動力航空母艦」,否則即被稱作「常規動力航空母艦」。無論是常規動力航母,還是核動力航母,它們動力的直接來源都是高壓蒸汽,用蒸汽來推動汽輪機。航母的蒸汽一部分要推動汽輪機運動,推動船體前進,另外一部分用來為全艦發電和艦載機的起飛蒸汽彈射。在蒸汽和汽輪機階段,航母和熱電廠有很多的設備和生產流程完全一致。

常規動力航母的動力系統,其實就是相當於把一個中型燃油熱電廠的設備搬到一艘大船上。它的動力直接來源是高壓蒸汽,用蒸汽來推動汽輪機,汽輪機輸出的高轉速,通過齒輪減速系統,再傳遞給四根動力大軸,大軸帶動船尾的螺旋槳旋轉,靠水的反推力前進。蒸汽輪機本身功率很大,在驅動軍艦前進的過程中也同時驅動發電機,就可以滿足日常用電了。

核動力航母的動力系統,必須有核反應堆——高壓蒸汽發生器——汽輪機這三大件。由於能源來源是反應堆,幾乎可以提供無盡的蒸汽,在船不運動的時候,絕大部分蒸汽用來發電。航母上有完整的供電系統,可以根據電力負荷進行調整,即使反應堆不工作,也可以通過備用的柴油發動機來驅動發電機,保證基本的供電。

美國尼米茲級核動力航母最大發電功率超過5萬千瓦,相當可觀。十萬噸級超級航母的本身用電量,就相當於一個中小城市。

新一代航母將實現全電力化

新一代航母對電力的需求將大大增加,電磁彈射器、新的雷達系統和電子設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「電氣化特徵」。

如福特級核動力航母,電能成了全船動力的核心,蒸汽輪機大部分動力都用來發電,總發電功率高達10萬千瓦級別。相較於機械式推進的航母,全電化的航母,可以用一套(柴油機、燃氣輪機和蒸汽輪機等)原動機和發電機組來產生電能,既用於艦船的推進,也用於其他設備對電力的需求。發電機將高速原動機的旋轉機械能量轉換為電能,通過電力傳輸線將電能傳遞到艦船後部的推進電機,驅動推進電機工作,推進電機與螺旋槳直接連接,從而將電能轉換為螺旋槳旋轉的機械能來推進艦船運動,整條船連四根動力大軸都取消了,並且艦載機的彈射和攔阻,都是全電化,航母將通過電力而不是蒸汽來彈射飛機。這就是目前最先進的全電艦艇。

新一代航空母艦將實現全電力化,這是信息時代航空母艦技術發展的一大特點,這樣的航母,更是一艘發電能力強大的水上移動核電站。全電力化主要包括安裝先進、安全、長壽命的高功率核反應堆,以及高功率密度、安全的電力變換和調節系統,應用於電力驅動、電力彈射和阻攔裝置,未來還可能用於電力裝甲、定向能和超高速武器的發射等。

美國海軍於1986年提出了「海上革命」計劃,發展艦船綜合全電力推動系統。1988年又啟動了綜合電力推動項目。1990年後,綜合電力推動項目在海軍的艦船上發展和部署經濟有效的電力系統以滿足任務需求。2002年,美國海軍提出了「電力海上力量之路」計劃。英國海軍在1996年也啟動了綜合全電力推進項目的研究,其成果在45型驅逐艦上得到應用。全電推進系統世界領先

目前,在航母上實現全電推進並不存在技術瓶頸。據悉,的船用綜合電力系統採用了中壓直流技術,處於世界領先水平。是目前世界上首個實現中壓直流綜合電力系統的國家。相比目前在英國「伊麗莎白女王」航母以及美國DDG1000型驅逐艦上採用的中壓交流綜合電力系統更加先進,結構更簡潔,動力轉換率更高。

海軍早期設計的一些水面艦船就採用過電力推進的方式。在本世紀初期,啟動了艦船綜合電力系統新技術的研究工作,並取得了較大的進展,這對於海軍電力艦和電力戰艦的發展起到了至關重要的作用。

的船用綜合電力系統在世界上率先採用了中壓直流技術,處於世界領先水平。中壓直流用電端直接逆變出所需頻率的交流電就可以。船上主電纜是直流,那麼只需要做好磁屏蔽,減小電磁屏蔽成本,而且直流發電系統中發電機轉速不再受船上電網頻率限制,可以大大放開發電機組的功率和轉速可調範圍,更為靈活。

科普鏈接

為啥航母航行時會產生很大雜訊?

常規航母動力系統的蒸汽發電(推動汽輪機的部分)和熱電廠非常相似,而且航母動力包啟動前,也要和熱電廠一樣,進行設備「吹管」,吹管就是用高溫高壓蒸汽,將主蒸汽管道內的雜質和焊渣吹乾凈,以免傷害汽輪機轉子葉片。遼寧艦服役初期,前後水線部位側面冒出黑煙和蒸汽,同時發出很大的雜訊,就是在進行首次動力啟動前的吹管。

航母艦體本身雖然採取了隔聲降噪措施,但航行時,航母動力底倉內部的環境雜訊仍然超過120分貝。任何隔聲措施也不能避免動力艙的運行雜訊泄露出來。螺旋槳造成的那點水聲雜訊,和動力雜訊比,可以忽略。

正由於航母本身雜訊、可見光、雷達反射信號都很大,太空都輕易可見,航母才需要空陸海一體的重點防護,否則還真是個大靶子。

航母還能拿來供電?一座城市綽綽有餘

航母的動力系統到底有多強呢?航母的蒸汽動力系統,是一個封閉的循環,底倉有大量的冷凝設備從船體外通過進水管道吸收大量的海水來降溫,可以通過熱交換生產大量的蒸餾水和生活熱水。航母只要運行,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,因為航母動力系統的功率實在太大。

一條6到8萬噸的常規動力航母,本身動力總功率達到30萬馬力上下,其實就相當於一個能為20萬人左右的城市供電並提供冬季供暖的熱電廠。1930年,美國海軍就用航母執行了一次「另類救災」,讓當時最先進的航空母艦臨時客串了一把發電廠。

因此,航母的用途不止是為作戰服務,另闢蹊徑的話未來可能會發掘出更多的用途也說不定!比如說利用退休航母充當海上鑽井平台或者海上移動核電站。

編輯 | 匡吉

文字整理 | 趙楊 匡吉

策劃 | 閃亮播報工作室

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本文由 yidianzixun 提供 原文連結

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