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对【“电弹弓”上“国妈”还需等待】一文的批驳

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author: 高高空

扬州日报在报道海军工程大学马伟明教授电磁弹射器研制成功的时候,加了一段自己的采访,原文如下:老大难的“心 脏病”依旧困扰着襁褓中的“国妈”。“航母对主机功率要求堪称恐怖,8到10万吨级的航母,单个推进轴必须达到6万到7万马力。但是,无论蒸汽轮机还是燃 气轮机,我国都缺乏技术储备。”目前国产燃气轮机能达到的单轴功率,仅有36000马力。因此,“电弹弓”上“国妈”,大家还得耐心等待。

对马教授和电磁弹射器的报道本来是好事,但是这段采访一下削弱了读者对电磁弹射器的信心。在现在这个时候,此事可能导致的后果是很严重的,确实可能影响我 军航母建设,到了走不必要的弯路。所以尽管笔者认为每个人都有说错话的时候,不必抓着一点错误批判别人,但这次不能不批驳以正视听。

采访部分提出了几个错误观点:首先是8-10万吨需要单轴推进功率6-7万马力;其次是我国蒸汽轮机和燃气轮机都缺乏技术储备,国产燃气轮机单轴功率只有3.6万马力;第三暗示电磁弹射需要的功率很大,国产航母动力系统还难以支持。

第一个错误观点是航母推进功率。美国二战后的超级航母包括小鹰、福莱斯特、企业、尼米兹和福特级,吨 位在8-10万吨级别,动力均为28万马力,符合他所说的情况,但这不等于我们一定要学美国人。美国超级航母的最高速度均为33节,这是从二战前巡洋舰的 航速要求延续下来的,为的是航母能够在夜间被敌方巡洋舰逼近时迅速逃跑,不至于跑不掉只能挨打。在没有导航雷达,晚上谁都看不见的年代,这一要求还是有必 要的,但现在已经毫无必要。实际上从航母诞生到现在,即使经历了二战那样规模的战争,也只有1艘舰队航母被敌水面舰艇用舰炮击沉,属于极小概率事件。

美国人是遵守传统,可我们没这个必要,实际上连那艘倒霉航母归属的国家——英国——都放弃了33节要求,其最新伊丽莎白女王级航母只要求28节航速,单轴 功率不过2.7万马力,这可也是8万吨级的航母。按照水面舰艇航速与动力的关系公式计算,10万吨航母的航速从33节降低到30节,动力系统的功率可以从 28万马力降低到21万马力,4轴驱动时,单轴功率只需5.2万马力。实际上单轴5万马力也是各国舰艇普遍遵守的功率极限,因为功率再大会导致推进效率降 低,就像飞机螺旋桨单轴功率极限是1.5万马里一样。不考虑原因只看结果,是得不出符合自身特点与要求的结论的。

第二个错误观点是我国船舶动力系统能力不足。蒸汽轮机是十分成熟的行业,真正代表该行业技术最高点的 是火力发电厂的过饱和蒸汽发电机组,而航母上采用的蒸汽轮机技术远远低于发电厂同类设备。例如发电厂所用蒸汽温度在550摄氏度左右,压力16.7兆帕, 美国福莱斯特航母用的蒸汽温度为520摄氏度,压力8.6兆帕,我国前者都生产的出,后者又有什么难度。在具体型号上,我国167号导弹驱逐舰采用的蒸汽 轮机单机功率就达到5万马力,7000吨的舰上安装2台,10万吨航母安装4台就足以满足推进要求。

舰用燃气轮机确实是我国一块短板,目前大量装舰使用的大功率燃机只有船舶重工集团703缩研制的GT-28一种,其他型号还在研制或小规模使用。GT- 28最大功率28兆瓦(3.8万马力),但根据闻雪友院士的文章,其36兆瓦(5万马力)级改进型已经在发展中,将装备我军下一代舰艇。笔者可以确定的 说,将在几年内服役的055级驱逐舰就将使用2台36兆瓦级别的燃气轮机作为主机。

动力系统确实是我国的技术短板,“心脏病”也是我军装备的老毛病,但不仔细研究发展情况,盲目引用过去的说法,是可能犯大错误的。实际上经过我国科研系统的努力,目前陆、海军装备的心脏病问题基本解决,只有空军装备还要继续等待。

第三个错误观点是暗示国产航母动力系统难以支持电磁弹射。这个问题首先要搞清楚,电磁弹射系统到底需 要多大功率。美国将装备福特级航母的电磁弹射器每次全功率弹射耗能122兆焦,要求45秒内完成充电,充电所需功率不过2.7兆瓦;按照60%的系统效 率,总功率4.5兆瓦。美国超级航母大机群出动只使用3部弹射器,同时充电也只需要13.5兆瓦功率;而且按照实际操作,美国航母最快出动速度是每分钟2 架,这样实际充电功率进一步下降到9兆瓦,都不需要动用航母主机,1台辅助发电机就足以满足其需求。

尼米兹级航母有4个8兆瓦蒸汽发电机组和4个8兆瓦应急柴油发电机组,日常发电功率就有32兆瓦,福特级进一步提高到100兆瓦。区区9兆瓦弹射功率不到 航母发电功率的10%。美国C-13蒸汽弹射器最大弹射能耗95兆焦,弹射周期也是45秒,系统效率4-6%,这样全系统所需功率高达52-78兆瓦,每 分钟出动2架时就是104-156兆瓦。别看蒸汽弹射器不用电,其能量一样需要由航母锅炉提供,和发电机、推进用蒸汽轮机的能量来源完全一样。福特级改为 电磁弹射,大幅降低了锅炉功率要求。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实际上,空调、做饭、衣物烘干、辅机都是现代航母耗电的大头,一般家用空调的电功率是1千瓦,航母上有5000人,散热路程远大于家用空调,还有众多发热量巨大的反应堆、锅炉、辅机等等,光空调耗电恐怕就不止10兆瓦,为电磁弹射耗电而担心主机支持不足,实在是杞人忧天。

电磁弹射到底什么时候装备国产航母,绝不仅仅只是技术问题,还有很多其他因素在起决定性作用,因此更要讲清楚电磁弹射的技术优势,决不允许泼污水。在这 里,笔者推荐大家阅读马伟明院士的《飞机电磁弹射系统发展综述》,上图就是文中的一部分,阅读全文可以更多地了解电磁弹射的巨大优势。http://skulkdragon.blog.163.com/blog/static/94463239201402911430/



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