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中国核动力航母,将靠什么打破美国人的质疑?

2018-03-03 14:04:20 点击: 来源: 止戈网 反馈
导读:中国正在发展核动力航母!这是2月27日中船重工官网发布一篇信息量很大的文章后,人们得出的比较一致的观点。而这种核动力航母,从能力、技术和作战效用来说,都将让中国海军跨上一个新的台阶。

 中国正在发展核动力航母!这是2月27日中船重工官网发布一篇信息量很大的文章后,人们得出的比较一致的观点。而这种核动力航母,从能力、技术和作战效用来说,都将让中国海军跨上一个新的台阶。

有分析认为,中船重工的这份战略纲要是首次公开发布要发展核动力航母。而比照当年首艘国产航母公开发布的时间节点来看,核动力航母的研制工作目前不仅仅是启动,应该是已取得初步进展。

那么,中国的核动力航母将会是什么样?

曾经的质疑

“以构建中国特色海上现代作战体系为牵引,加快实现核动力航母、新型核潜艇、安静型潜艇、水下无人智能对抗体系、水下立体攻防体系和海战场综合电子信息系统等攻关突破,增强基于网络信息体系的联合作战能力、全域作战能力,为海军2025年实现走向深蓝远海的战略转型提供高质量武器装备。”

当这段话出现在中船重工的官方网站上时,立即引起了大量中国军迷的猜测和媒体的解读。这被看作是“中国正在发展核动力航母”的官方信号。

随着去年4月底,中国国产001 A型航空母舰顺利下水,而中国海军期待的第二艘国产航母——002大型常规动力直通甲板航空母舰的建造工作一直稳步推进,那么人们将更多的目光抛向中国海军未来10年的终极“大杀器”—— 003型航母。

但是,中国航空母舰的发展显然也必须遵守一个基本的客观规律,即馒头要一个个吃!换言之,航空母舰的发展也需要从简到繁。

第一步,中国用建造工程只完成了60%,闲置多年的航空母舰“瓦良格”号,从航母内部翻新、部件重新更换开始,一点一点熟悉了建造航空母舰的全过程;第二步,在中国自主设计的基础上,建造了第一艘国产航空母舰001 A型;第三步,是结合俄罗斯航空母舰的综合特点,以及中国自己的需要和想法,完成了002型国产航空母舰的设计,与前两艘不同的是,002型航空母舰将具有弹射器,该母舰完全是从制造技术和最先进的工艺流程出发的。

预计002型具备弹射能力的航空母舰将于今年投入模块化组装,并在2019年左右服役。那么第四步将是极为关键的,按照目前的节奏,中国会设计和建造与美国“尼米兹”级航空母舰相当的003型核动力航空母舰。

不过,对于中国发展核动力航母,美国专家曾经多次表示不相信,并发出质疑。

美国防务专家之所以有这种看法,原因很简单——中国没有设计和建造这种大型航母军用舰艇的经验,因此缺乏必要的专业知识,在设计和建造此类大型军用舰艇的推进系统方面同样面临这一问题。

一艘10万吨级航空母舰所采用的核反应堆,与一艘1万吨排水量的核潜艇所采用的核反应堆并不是一回事。

美国防务专家认为,现阶段中国仍正在为潜艇舰队努力建设现代化的核反应堆。“事实上,中国的核潜艇在设计上,只能与20世纪70年代的苏联核潜艇相媲美。从多个方面看,中国不具备升级设计方案建造一艘大型航母的准备条件”。

美国《国家利益》杂志两年前曾刊登文章称,实际上,北京似乎已经意识到自己存在的缺陷。北京的海军专家在接受媒体采访时曾承认了这个问题的存在。“与潜艇相比,航母的排水量要大得多。我们的核工程师将需要时间来开发一个安全而强大的动力装置,能够驱动一个超过10万吨的巨大平台”。

美国防务学者认为,中国可能试图借鉴美国退役的“企业”号(CVN-65)航空母舰的做法,采用8个潜艇反应堆。当“企业”号建造的时候,美国并没有掌握建造适合用于航空母舰的核反应堆技术。法国“戴高乐”号航母也存在这个问题。

最后,美国海军选择了采用8个较小的核潜艇使用的核反应堆,但代价是在空间上牺牲了很大的成本。后来,美国的“尼米兹”级核动力航空母舰采用了两台功率较大的核反应堆,作为代替“企业”号航母核反应堆的方案。

003号航母

如果说,之前美国人认为中国还不具备技术能力建造核动力航母,那么中船重工的这个“信号”应该说是对美国人最好的回答。

从航空母舰的大小来看,“辽宁号”航母的排水量是65000吨,采用最新技术的001 A型航空母舰的排水量很可能约为70000吨,而采用直通甲板的002型航空母舰的排水量将上升到80000吨左右。而一旦采用了核动力,003型航空母舰则应该是向100000吨级超级航母迈进的一步。

那么,003号航空母舰到底什么样?

首先,根据中国海军“小步快跑”的风格,经过常规动力001A航母的探索,以及采用蒸汽弹射器的002型常规动力航母的经验,003号航母无疑将使用核动力,这将为中国海军大规模提高战斗力奠定坚实基础。

ACPR50海上浮动电站

虽然核动力在技术上很困难,但中国显然不是“吃素的”。早在上世纪70年代,中国就已经通过建造091 / 092核潜艇牢牢掌握了艇用核反应堆的主要技术。到2016年底,中国方面宣布,将建造中广核微型ACPR50第三代核反应堆,功率达20万千瓦的海上浮动电站(尼米兹级航空母舰采用8座核反应堆,总功率为19万千瓦),这表明003号核动力航空母舰的成熟技术储备进展顺利。

美国的第二代和第三代核动力航母来说,则采用了全新功率的核反应堆,与核潜艇反应堆开始有所分化,如尼米兹级的反应堆采用两台反应堆,单堆输出功率接近10万千瓦,单堆热功率超过55万千瓦,而“福特”级也采用两堆结构,单堆输出功率超过12万千瓦,热功率超过“尼米兹”级的A4W压水堆。

其次,不少媒体之前的报道已经提到,中国003号航母很可能具备全电动能力。采用全电力推进的舰船具有低噪声、高效率、结构灵活等诸多优点,被认为是下一代军用舰船的“标杆”。

因此,003号航母将毫不犹豫地使用核动力,包括一体化推进系统和涡流电磁弹射/着舰阻拦系统,这种动力系统能提供30节以上的高速,而且能为电磁弹射作业提供充足的动力供应。

当前,在船舶动力利用领域,我国的科学技术水平已经处于世界第一梯队。以马伟明院士为代表的中国海军技术人员,早在2011年就已经触及了“代表未来的新型主力战舰标志性核心技术”和“一项尖端技术”。

不久前,马伟明院士就公开宣布,成功研制“中压直流”综合推进系统,这相当于节省了10多年的时间,弯道超车赶上了美国。而在电磁弹射方面,位于辽宁省的陆上弹射起飞试验装置早已使用,只待一声令下,这种装置在舰上的实际使用或许用不了多少时间就能出现。

就舰载机的数量方面,相信003号航母将有一个巨大的飞跃,包括歼- 31型、海军舰载战斗机歼-15弹射型、彩虹- 5型无人侦察机、“暗剑”无人攻击机等等,都是003号航母未来可能搭载的武器,而且这些舰载战机和无人机总数量可达70到100架。

从以上的简单分析来看,在综合性能上,中国海军的003号航空母舰,在某些性能上应该与美国目前发展的“福特”级航母差不多,而且配备的武器和护航战舰也没有很大的不同,所以应该具备类似的能力。当然,按照中船重工那份报告的说法,中国的003号航母出现,可能在2025年左右。

技术追赶

除了核动力之外,两年前,美国专家还认为,中国在船舶的船体的冶金方面也落后于美日等国家,很难造出10万吨级的大航母。

至于在弹射器方面,美国海军花费了多年时间才不断完善蒸汽弹射器,对于“福特”级航母采用的电磁飞机弹射系统(EMALS),美国相关部门至今仍有一些问题没有解决。所以,美国人认为,在电磁弹射这种核心技术方面,中国还需要更多的实际经验去摸索和总结。

不过,从去年8月开始,美国人开始讨论中国有可能开始发展具备弹射起飞能力的航母,而且认为这将是中国第二艘国产航母的第一个技术革新——002型航空母舰可能会搭载固定翼舰载预警机这类更重的飞机,所以需要安装弹射器,无论是蒸汽弹射器或是电磁弹射器(EMALS),都将逼近美国航母的技术水准。

去年11月,香港《南华早报》引用消息人士的话说,解放军海军第二艘国产航母很可能在不使用核动力的情况下,应用世界上最先进的飞机弹射系统。该消息来源指出,综合推进系统(IPS)的研发,将使航母效力更高,动力更强,配备电磁弹射系统,而不是技术水平相对落后的蒸汽弹射系统。

据消息人士称,解放军高层热衷于为002号航母使用电磁弹射系统。“但问题是常规动力航母是否能够支持电磁弹射系统,现在这个问题已经解决了。”这个解决方案是由中国海军工程师马伟明领导的一个研究团队提供的,该团队开发了一种中压直流综合电力系统,以取代先前基于交流电的系统。

此前,美国专家认为,中国不太可能一上来就直接跨越蒸汽弹射型,直接上电磁弹射型航母,因为在常规动力航母上采用电磁弹射器,这种搭配并不合理也不太适合。

原因是,电磁弹射器的一大特点就是“非常耗电”。事实上,弹射器都是如此,需要带着几十吨重的飞机加速运动到起飞速度,肯定要消耗大量的能量,而这些能量肯定要从船上来。蒸汽弹射主要靠淡水加热产生蒸汽带来的能量,电磁弹射器无疑要靠电流。

而核动力航母的核反应堆提供的能量要远远超过普通的常规动力。电磁弹射器的耗能如此之大,常规航母很难承受的,如果强行安装,也会影响航母其他方面的性能,往往得不偿失。虽然有了储能装置,但由于要求弹射器在很短时间内起飞更多架次的飞机,所以对电磁弹射器的电源容量要求比较大,对于常规航母来说,这么大的电力需求很难达到持续供应,只有核航母可以达到。

但《南华早报》透露,中国科学院电工研究所军事技术专家王平称,这一创新设计意味着常规航母能够装备高能耗发射系统和武器。这不只是一个从交流电切换至直流电的简单开关,而是能源攻击及配电系统的全面大修——从蒸汽锅炉到能源存储装置。

王平补充称,未来这种科技不只会用来弹射飞机,还会用来发射导弹及卫星,甚至还有可能应用于高速列车。

密切关注中国航母项目的海军专家证实,军方现在计划采用这种新的动力系统。这位海军专家指出,“中国需要复制美国,利用核反应堆支持电磁弹射系统及其他舰载高能耗武器,因为其现在拥有了可以解决这个问题的更先进的技术”。

一位中国海军专家称:“现在中国拥有了成熟的技术,解放军与美国之间的差距正在缩小。”他补充称,虽然美国在其于2013年下水的首艘“朱姆沃尔特”级驱逐舰上使用了综合推进系统,但该系统不及马伟明及其团队研发的第二代技术。

2017年3月,马伟明院士在接受CCTV采访时称,其综合推进系统技术开发的最终目标是解决舰船部署高能武器的问题。他还在全国人民代表大会期间表示,中国的电磁弹射技术比美国在其“福特”号核动力航母上使用的系统更加先进,更加可靠。

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