水泥航母的舰岛出现烟筒?两种可能:全电推进或13万吨全长399米
最近水泥航母舰岛扩建中出现了新变化,最让人惊奇的是竟然出现了和福建舰一样的烟筒,因为在大家认知和招标公告中这个是无烟筒的,也就是核动力的,提供了不少想象空间,但现实又浇了一盆冷水,所以又冒出来常核混动的说法,这个大家可以发表自己观点,毕竟大家都没有透视能力,说是可控核聚变也是不好反对,哪怕是官宣了常规动力,还有为了保密说法!所以说啥都行,但最后要标注清楚“核动力”还是“常+核混动”“可控核聚变”,不要混淆概念!
但本文内容说的就是基于常规燃油锅炉的常规动力航母,如果实在接受不了呢,就划过去,不耽误大家时间!多去关注一下4+4啊!
水泥航母带烟筒舰岛会有两种情况:采用全电力推进或吨位增加到了13万吨舰体长度达到了399米。
第一种情况:采用了全电推进,可以做到舰岛后置
首先说一下航母后置舰岛优势
航母舰岛有前中后三种布置方式,各有优缺点,如果是强调全甲板进攻,强调舰载机出动率考虑,后置舰岛使飞行甲板前部和中部有更大的连续空间,能更合理地规划舰载机的停放、调度区域。将更多舰载机集中停放在前部和中部区域,缩短舰载机从停机区到起飞点的距离,减少舰载机准备起飞的时间,从而增加单位时间内的出动架次。
常规动力航母因为锅炉动力部分都是在舰体中部,考虑到管道布置问题,都是采用舰岛中置方案。但现在全电推进系统(Integrated Power System, IPS)发展,可以将发电和推进系统分开,就是和火电厂一样燃油锅炉产生蒸汽推动汽轮机然后带动发动机发电,通过电缆将电能输送到推进电机,这个和076的燃+电推进相似,但动力源一个是蒸汽轮机一个是燃气轮机。
采用IPS除了舰岛位置布置灵活外,全电推进省略了蒸汽轮机的减速齿轮、传动轴等易损部件(传统航母传动轴故障占总故障的25%~30%),故障率降低 40% 以上,当然如果嫌弃燃油锅炉落后还可以采用“燃气轮机 + 蒸汽轮机联合循环 +发电机+ 柴油机发电 + 推进电机” 的动力模式,就是燃气轮机(高效高温段)与蒸汽轮机(余热回收低温段)组成联合循环,热效率可达55%~60%(比单一蒸汽轮机提高 15%~20%)。巡航时可切换柴油机发电(热效率 40%~45%),高速机动时启动燃气 - 蒸汽联合循环,实现 “全工况适配”。而且实现了比蒸汽轮更低的排气温度和排气量,整个舰岛体积和燃油锅炉相差不大,(这个以前文章有过很多介绍不在多数)
但舰岛后置也增加舰载机着舰难度:
舰载机机在降落的时候,需要一个稳定的气流环境,这样飞行员才能比较容易地控制飞机降落到航母的跑道上。但是后置舰岛会让舰岛后面的气流变得很乱。当空气流过舰岛时,会在舰岛后方形成一些像漩涡一样的气流,这就是脱落涡和紊流。
特别是当有侧风的时候,比如风从航母的右侧以 15° 的角度吹过来,情况就更糟糕了。这时,舰岛后方的那些漩涡气流会和航母甲板边缘的气流混在一起,形成一种看起来像公鸡尾巴一样形状的紊乱气流。这种紊乱的气流会让飞机降落时所需要经过的下滑道区域的气流变得很不稳定。
就好像你在走一条很平稳的路,突然路上出现了很多坑坑洼洼和乱流,你就很难走稳一样。对于舰载机飞行员来说,在这种不稳定的气流中降落,就会很难控制飞机的姿态和方向,让着舰的难度大大增加了。这个作为航母是要避免的。
水泥航母采用舰岛后置,参考福特舰岛线到舰尾线约为50米,在福特舰服役后,也发现舰岛过去靠后的问题,新的方案就有重新前推方案,而在舰岛有燃气排出干扰更多,所以舰体最大长度会达到350米以上,飞行甲板宽度能够达到82米,方形系数0.58(常规动力航母方形系数小于核动力航母)满载排水量达到10万吨,用26万马力可以跑出来30节航速。
航母结构变化:将舰岛后置需要对航母的整体结构进行重新设计和优化,要将航母的舱室布局、通风系统、电力系统等多个方面进行重新调整。增加了航母设计和建造的复杂性和难度,会导致航母的建造周期延长、成本增加。
影响航母整体重心:舰岛后置会使航母后部重量增加,可能导致航母重心后移。在航母设计和建造时,对航母的结构和配重进行调整和优化,避免航母在大风浪中的增加横摇和纵摇的幅度,对舰载机的起降和航母上的设备、人员作业产生不利影响。
另外一种就是福建舰的放大型号,舰岛中置
由于水泥航母场地就那么大,现在模拟的就是部分舰体,福建舰舰岛距离舰尾约为115米,如果把这个尺寸叠加在现有舰岛上,那么舰体长度399米左右,水线长度380米,飞行甲板宽度85米左右,方形系数0.58,那么满载排水量约为13万吨,28万马力也是能够达到30节航速,在现有动力基础上做适当改进就能做到。如果是核动力的因为要增加水下部分尺寸,那么方形系数会增加0.65,那么也就是15万吨的排水量了,但二者水下线型完全不一样,需要重新设计!
大家不要觉得奇怪,美国海军就曾经论证超大型常规动力航母CVAXXL,该舰水线长度就是396米,轻载排水量8万余吨,满载排水量11万吨,续航力达到10000海里,当时美国海军结论是由于这种超大舰型,相关的港口与船坞设施都需跟着改建扩大,花费较大,不划算。但这60年前的事情了,现在舰载机尺寸越来越大,也越来越重,如果航母尺寸不增加,那么也就意味着舰载机数量减少,战斗力下降。
现在试飞的歼50尺寸就比较大,由于采用可控翼尖,对机翼强度要求高,那么机翼折叠就难度很大,现在看来无论是电推还是13万吨399方案,航母都有吨位增加趋势!福建舰建造时,边上有一艘399米长,宽度60米的大型集装箱船,大家可以对比一下尺寸。
东大国航母有自己需求和足够的工业能力,造航母用不着学习花旗国的4+4!