目前的各种航母动力方案都有很多弊端,急需一套各方面综合性能更好的新方案_风闻
下好先手棋-53分钟前
【本文来自《传言海军新一代航母相继开工!新航母究竟是使用燃气轮机还是使用蒸汽轮机?》评论区,标题为小编添加】
目前的各种航母动力方案都有很多弊端,急需一套各方面综合性能更好的新方案。先铺垫一下基础知识:
低速柴油机,因其较大的气缸容积和较慢的转速,使得燃油在气缸内有更充分的时间燃烧,从而达到了较高的热效率,通常在49-51%。高速机热效率一般在38-42%之间。中速机热效率范围在43-45%。但是低速柴油机太大太重,有的重达2300吨,跟蒸汽轮机+锅炉+水箱比,在体积和重量上可能不相上下,没有优势,柴油比重油贵,燃料成本高出一大截。但是蒸汽轮机还有清理锅炉的成本,柴油机在维护方面能节省不少。
世界最大的超级航母也就11万吨,和大型民用船舶比也是个弟弟。大型民船多采用低速柴油机。对于8万余吨的004航母来说,如果采用体积、重量较小的中速柴油机发电,搞全电推进,是比较合适的。法国西北风级两栖攻击舰就是中速柴油机发电驱动吊舱式推进器。
中速柴油机的余热还应该用于驱动超临界二氧化碳发电机。这种发电机的热效率比超超临界燃煤电厂还高,而船用蒸汽轮机的温度和压力是远远达不到超超临界的,热效率低了一大截。核动力机组为了安全运行,温度压力比常规动力蒸汽轮机还低。西安已经有5兆瓦的超临界二氧化碳机组投产发电,美国也搞出了10兆瓦的。10兆瓦与056的驱动动力(10296千瓦)基本相当了。未来还会有更大功率的机组造出来。超临界二氧化碳机组天生就比水蒸汽机组节省空间,适合装船。
如果柴油机的余热被充分利用了,整体热效率会更高,柴油里蕴含的能量可以得到充分利用,那么改用柴油也成为可能了。现在除了航母还在用重油,其它船都不用了,因为污染环境,蒸汽轮机的驱逐舰也快全部退出历史舞台了,如果航母也能用上柴油,那么海外补给问题就很容易解决了。
未来004航母的动力可以是这样的:多台中速柴油机与一台超临界二氧化碳余热回收组成一个串联的发电模块,多个模块集中部署在舰岛下方,可能需要多层布置,再分散部署少量高速柴油机,作为应急发电机。舰岛位置靠前,类似戴高乐号的样子,空出一块巨大的完整的后三角区。巡航时,只开少量的模块,把多余的电能储存起来,高速航行或频繁弹射飞机时,先用储存的电能和高速柴油机顶一会儿,再启动更多的发电模块。中速柴油机启动很快的,余热发电要久一点。这样就能让所有柴油机始终处于最高效状态运行了,还可以轮流停机检修。现在航母巡航时蒸汽轮机也不能随便关机,无法在热效率最高的状态下运行,浪费了很多燃料,还因为燃烧不充分冒黑烟、积碳。