再谈003.5是否会量产

003是里程碑,但003并不完美。适当加长003的前甲板,解决1号弹射器与前升降机的冲突问题,解决2号弹射器与着陆跑道的冲突问题,可以可观地提高出动率和回收率,在搭载飞机数量不变的情况下,最大限度地发挥电弹和电拦的作用,有效提高战斗力。

这需要增加一点吨位。相应增加动力系统的功率或许必要,也或许可由电弹和电拦的有效性补偿,这只有掌握可靠数据的设计师才能确定,瞎猜无益。

其他方面,可能只需要根据003的实际使用经验,有限修改。所以改进型成为003.5,当然,直接叫004也行,不过很多人心目中的004非核动力不可……

问题是量产003.5有用吗?

在可预见的将来,中国海军最主要的预设战场是西太平洋,实际上延伸到北太平洋和南太平洋。常规动力航母可以到北太平洋和南太平洋作战吗?当然能。二战美国海军的航母不就从北太平洋到南太平洋和日本海军大打出手?那些都是常规动力的,很多都是从美国西海岸直接出动的,珍珠港被沉船堵塞,很长时间不能满负荷支援作战。

常规航母现在就有能力批量建造,但中国需要那么多吗?

“辽宁”号是1988年下水的,彻底翻修后,在2012年再次下水。“山东”号是2017年下水的。现在是2025年,按照30年使用寿命推算,“辽宁”号已经一半寿命用掉了,“山东”号也1/3了。核动力航母的使用寿命在40年,甚至50年,那既有设计寿命的因素,造价太高,设计寿命可不得长一点才行嘛;也有美国海军缺乏新航母接替的因素。常规动力航母的设计寿命本来就短一点,考虑到中国海军的技术进步速度和幅度,两艘滑跃航母预计30年寿命不算过分。

一般认为,中国需要6艘在役航母才够用。建造速度算5年一艘,需要15年再造3艘,那时就该考虑“辽宁”号的接替了,然后就是“山东”号的接替。

这么看来,接下来的时间里,每5年一艘,一点空隙都没有。批量建造003.5刚好,既管用、好用,又成熟。十几、二十年后,全平甲板超级航母的中国航母舰队,不香吗?

什么是量产?“尼米兹”级造了10艘,“福特”级也计划造10艘,肯定是量产。003.5造个4-6艘,也是量产嘛。

还有一个办法是更加深度的大改,把动力系统也改掉。现在的锅炉-汽轮机动力不仅从“辽宁”号和“山东”号发展而来,也有为蒸弹提供高压蒸汽的考虑。既然不用蒸弹了,改用发电燃气轮机加废热锅炉(实际上不是锅炉,只是换热器),热效率和启动性能更好,全系统体积和重量缩小。锅炉是开放燃烧,加压燃烧也有限,热工参数天花板就那么高。燃气轮机的增压比高多了,热工参数也高多了。缺点是进排气量大大增加,需要双舰岛才有足够的烟道空间。这方面,076或许是先行者?双舰岛占用更多甲板面积,但也提供更多舰岛空间,降低舰岛高度和重心,其中优劣可能还要仔细评估。

那核动力呢?

铀堆技术成熟,但对中国并不如此,中国并没有舰用铀堆的历史。潜艇铀堆和航母铀堆的要求不同。潜艇铀堆首先需要低矮,否则艇体直径里塞不进去;其次需要低噪音,这又需要高度和自然循环。两个要求是矛盾的,所以那么难,功率也上不去。航母铀堆的高度限制小得多,体积、重量限制也宽松得多,但需要单堆功率大得多,量变引起质变,也很难。

“尼米兹”级要中期换燃料,很麻烦。“福特”级不再换燃料,可以“一枪到底”,代价是用武器级的高浓缩铀。不仅成本显著提高(铀浓度要提高可不是容易的事),还相当于全寿命里舰上带着核炸弹。这真是炸弹,相比之下,“尼米兹”级还最多只是全寿命携带脏弹。安全隐患可想而知。

退役后,拆解还是大麻烦。“企业”号退役后,坊间强烈呼吁保留下来,作为博物馆舰,毕竟是第一艘核动力航母,“生前”也光芒四射,很有博物馆价值,但最后放弃了。充满放射性的反应堆太难处理,拆掉反应堆的“企业”号也不值得作为博物馆保留,只好彻底拆解,作无害化处理。

钍堆更加先进,本质安全,残余放射性问题小得多。核岛比铀堆更大,但因为保护壳要求低得多,全系统体积和重量可能反而小。换燃料则根本不是问题。

坊间不断有钍堆需要“四回路”的说法。

铀堆是双回路。一回路的高压水通过堆芯,带走热量,同时冷却堆芯。但一回路的水是高度放射性的,不能直接用来形成高压蒸汽、驱动汽轮机,否则被放射性污染的汽轮机就没法进行日常维修了。一回路的高温水(用高压压住,避免沸腾,所以叫压水堆)通过换热器,加热二回路的水,然后二回路的热水在蒸汽发生器里形成高压蒸汽,驱动汽轮机。由于一回路和二回路是隔离的,二回路是纯净水,没有放射性。

钍堆需要四回路据说是这样的:一回路用熔盐,带走堆芯热量,冷却堆芯,也因此高度放射性。二回路是纯净熔盐,把热量从一回路带出来,但不带放射性。三回路是超超临界水或者二氧化碳,用于超超临界发电或者制氢。高温水,四回路是高温水,用于产生蒸汽,驱动汽轮机。回路之间当然就是换热器。

有人信誓旦旦,这就是钍堆太大,不能上舰的最大理由。但这是说不通的。

舰上没有制氢的需求。如果三回路可以发电,为什么还需要四回路继续发电?这对于陆地大型电站是合理的,热效率最高。但舰上系统体积和重量同等重要,三四回路合并才合理,冷凝水温度过高可以用来预热进水,这也是废热回收。陆地上的燃气轮机发电用废热锅炉,然后驱动汽轮机,燃气轮机机械驱动和汽轮机一起发电。但舰用燃气轮机就用废热回收预热进气,热效率与中速柴油机相当,不及陆地上,但是舰上体积、重量限制下的最优解决方案。钍堆上舰也有一样的考虑。

最莫名其妙的是二回路。这似乎是隔离放射性用的,但一回路的放射性熔盐直接加热三回路的超超临界水或者二氧化碳,不也达到隔离放射性的目的?

这样简化设计后,依然是双回路,而二回路的热工参数比铀堆高得多,热效率也高得多。

看不出为什么钍堆不能上舰。

但钍堆的技术成熟性还没有到位,这是确实的。武威钍堆刚开始运转,需要时间来证明设计、材料等方面。江南厂或许已经开始钍堆上集装箱船的预研,但这只是“宁可船等堆,不可堆等船”,离真的上船还有一段时间。

综合考虑下来,十几、二十年或许真是钍堆上航母的必要时间。

没错,在50年代,铀堆上船(最先是核潜艇)的速度快得多。那是冷战高峰,安全意识低得多,军事紧迫性高得多,可以这样“蛮干”。现在不行了,也没有这个必要。

相反,钍堆路线打通后,可以上的未必只是航母,说不定核动力驱护舰又现实了,核动力补给船也现实了。那时,全核舰队才真的有意义。

或许可以用蒸弹vs电弹来看铀堆vs钍堆。现在正在钍堆成熟化的关口,现在去重走一遍铀堆的老路好比“福建”号还是蒸弹。当然,“福建”号上电弹是通过对比试验证明才决定的,钍堆还没有到可以和铀堆对比试验的地步,眼下也没有这个迫切性,15年时间刚好。

中国核动力航母也像中国电弹一样,弯道超车美国,那就太棒了。对了,15年后,美国应该还在继续建造“福特”级,还是铀堆和设计概念上就落后一步的电弹。

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