- 如果003航母采用常规动力是否能支撑起电磁弹射?
- 来源:种花家的启明星
我上午发了一篇关于我国新航母可能采用常规动力的文章:003航母:7.8万吨+常规动力+电磁弹射,第四代舰载机正在实验
文章引起了广大网友关于常规动力能否支撑电磁弹射的疑问,在此向大家说明一下:(内容来源于CJDBY论坛),旨在向大家说明:
中国第二艘国产航母即使在不采用核动力的情况下,也有能力安装目前最先进的舰载机弹射系统——电磁弹射器。
我们就以电磁弹射器的弹射做功距离为80米,不考虑飞机自身的动力,电磁弹射器将33吨重的舰载机均匀加速到280km/h的离舰起飞速度为例,进行推敲。
1、常规动力航母提供电力的能力不如核动力?
持这种观点的军事专家认为:常规动力航母能提供的电力是有限的,不足以再支撑电磁弹射。因此,除非是核动力航母,常规动力航母如果没有综合电力系统是不宜采用电磁弹射的。 核动力的优势毋庸置疑,核能的能量密度超级高而使其优势主要体现在无限的续航力上,一次装载燃料可连续运行十几年甚至几十年。但是,在电弹所需超高的峰值输出电功率方面,核动力与常规动力相比并无优势。与常规蒸汽动力相比,核动力装置以核反应堆和一次回路设备取代了常规蒸汽动力装置的锅炉,为汽轮机提供蒸汽用于发电。核动力装置由反应堆、主冷却剂泵、蒸汽发生器、蒸汽稳压器、一次屏蔽、二次屏蔽以及其他一次回路辅助系统和设备等组成,其体积和重量比常规蒸汽动力装置锅炉大得多,而且二次回路的蒸汽参数低,发出相同功率的蒸汽量也比常规装置多。核动力装置的管路和设备要比常规蒸汽动力装置更加笨重庞大。目前核动力装置单位千瓦功率的重量约为48 公斤,比常规动力装置大好几倍,其所占的体积也大得多,所以不可能在航母有限空间内安装过多的核反应堆,美国核动力航母的最高航速没有比常规动力航母高也说明其动力装置的功率并无优势。 电磁弹射的需要的功率是暴发性增加的,将33吨的舰载机均匀加速到280km/h离舰起飞速度,电磁弹射器的做功功率在2秒钟之内从0瓦迅猛增加到9.4万千瓦,舰上常规动力确实是无法承受,但核动力更加是无法承受!因为,负荷的快速增高对于核动力的控制风险(不受控制的输出例外,如原子弹)要比常规动力要高得多。解决方法是依靠高容量的储能装置来消除大功率负荷的冲击。例如,使33吨重的舰载机达到280km/h离舰起飞速度所需的能量为9.7万千焦耳,如果用20秒时间给储能装置充入9.7万千焦耳的电能用于弹射,所需电功率还不到5千千瓦。这种持续稳定的只有5千千瓦发电功率,不管是核动力航母还是常规动力航母都不会成为问题。所以电弹磁弹射的电力需求必须用具有高充放速度和高容量的储能装置来解决,与是否核动力无关。高的充放电速度和高容量的储能装置是综合电力系统的重要组成部分,所以综合电力系统对于任何动力的航母上实现电磁弹射都是有帮助的,但真正的必要条件是储能装置。
2 、如果没有综合全电系统,常规动力航母只能是蒸汽弹射,不能实现电磁弹射?
持此观点的军事专家是认为:如果非要在常规动力航母上使用电磁弹射,势必要额外增加耗油量,以产生需要的电力。在常规动力航母携带燃油量有限的前提下,将会减少所携带的舰载机燃油,难以保持航母战斗力。 电磁弹射是用蒸汽轮机发电,用电驱动电磁弹射。蒸汽弹射是直接用蒸汽推动活塞做功,类似于是蒸汽机,但其做功效率还不如效率低下的蒸汽机,原因是为了减少过大的过载(保护飞行员),飞机在弹射末端要保持较高的加速度,也说是说弹射结束前缸内蒸汽还要保持很高的能量(压力和温度),而这部分能量都被浪费了。我们都知道蒸汽机的做功效率远不如蒸汽轮机,正如上面所述蒸汽弹射的做功效率远不如蒸汽机,更加远远不如蒸汽轮机,有资料说蒸汽弹射的做功效率只有4%,这是可信的。难道装了做功效率低下的蒸汽弹射会比做功效率更高的电磁弹射更省油?这种说法有违热力学定律吧? 所以电磁弹射的油料消耗远小于蒸汽弹射,蒸汽弹射能上常规动力航母,电磁弹射当然更可以上航母。
美国F35地面电磁弹射实验
3 、题外话,尽管这方面知识有限,也说说交流综合电力系统与中压直流综合电力系统
美国福特号航母问题不断,被很多网友和专家认为电磁弹射和电磁拦阻技术不成熟并成为反对电弹上舰的主要理由。从目前的信息判断,福特号采用了交流综电技术,而我国的电磁弹射采用了直流综电技术。交流电和直流电都可以应用飞轮电池储能,但直流电还可以用超级电容电池组储能而交流电不行(交流电路中电容只能改变相位,储存不了多少能量)。飞轮电池的电容量是很大,但充放电的响应速度远不如超级电容电池组,特号航母的问题很可能就出现在充放电速度上。而直流综电技术可以结合飞轮电池和电容电池组的优势,这就绕开了福特号已经出现的问题。这,也许就是马院士嘲笑美国人采用了交流综电技术的原因吧。 谈到中国的综合电力,我们全电(推进系统)是处于世界领先的位置。
马伟明:"我们(技术)是中压直流,一步到位。美国目前是中压交流,还处于第一代水平,差我们一代。(他们目前)才开始做预研中压直流,要赶上我们是十几年以后的事情。(一项技术)领先不领先,先进不先进不是自己说的,需要世界同行评价,标准是客观存在的。" 技术路线真的是很重要阿!!!!!!!!!!!!!!!!!
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